2025年大学（电子信息工程）数字图像处理基础阶段测试题及答案.doc

2025年大学（电子信息工程）数字图像处理基础阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6小题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下哪种滤波器在去除图像中的高斯噪声方面效果较好？（ ）
A. 均值滤波器
B. 中值滤波器
C. 高斯滤波器
D. 巴特沃斯滤波器
2. 一幅8位灰度图像，其灰度级范围是（ ）
A. 0 - 255
B. 0 - 127
C. 0 - 63
D. 0 - 31
3. 图像的傅里叶变换主要用于（ ）
A. 边缘检测
B. 图像增强
C. 频率分析
D. 图像分割
4. 以下关于图像直方图均衡化的说法，正确的是（ ）
A. 能增强图像的对比度
B. 会改变图像的灰度值
C. 对所有图像效果都一样
D. 不能处理彩色图像
5. 在数字图像处理中，对图像进行几何变换时，以下哪种变换可以实现图像的旋转？（ ）
A. 平移变换
B. 缩放变换
C. 旋转变换
D. 仿射变换
6. 以下哪种图像格式通常不支持透明通道？（ ）
A. PNG
B. BMP
C. GIF
D. TIFF

第II卷（非选择题 共70分）
7. （10分）简述数字图像处理的主要内容。
8. （15分）请说明图像平滑处理的目的以及常用的平滑处理方法。
9. （15分）已知一幅图像的灰度直方图如下：
灰度值：0 1 2 3 4 5 6 7
频数： 10 20 30 40 50 40 30 20
对该图像进行直方图均衡化处理，计算均衡化后的灰度值分布，并说明直方图均衡化对图像的影响。
10. （20分）材料：有一幅包含噪声的图像，其噪声主要表现为椒盐噪声。
问题：请设计一种方法来去除该图像中的椒盐噪声，并说明该方法的原理。
11. （20分）材料：现有一幅彩色图像，需要将其转换为灰度图像。
问题：请简述常用的彩色图像转灰度图像的方法，并选择一种方法详细说明其原理及实现步骤。

答案：
1. A
2. A
3. C
4. A
5. C
6. B
7. 数字图像处理主要内容包括图像增强，如提高图像清晰度、对比度等；图像平滑，去除噪声；图像分割，将图像分成不同区域以提取目标；图像特征提取与描述，提取图像的特征并描述；图像配准与匹配，比较图像间的相似性；图像编码与压缩，减少图像存储和传输所需空间等。
8. 图像平滑处理目的是去除图像中的噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等，使图像更清晰。常用方法有均值滤波器，通过求邻域像素均值来替代中心像素值；中值滤波器，取邻域像素中值作为中心像素值，对椒盐噪声去除效果好；高斯滤波器，利用高斯函数对图像进行加权平滑，能有效去除高斯噪声。
9. 原灰度值概率分布：P(0)=10/240，P(1)=20/...，依次类推。
均衡化后灰度值分布：
灰度值0：新概率P(0)=10/240，新灰度值=round(0×(255 - 0)+0)=0
灰度值1：新概率P(1)=30/240，新灰度值=round(1×(255 - 0)+0)=25
……
直方图均衡化后图像对比度增强，细节更清晰，灰度分布更均匀。
10. 可采用中值滤波器去除椒盐噪声。原理是中值滤波器将窗口内像素灰度值排序，取中值替代中心像素值。对于椒盐噪声，噪声点灰度值与周围像素差异大，中值滤波器能有效剔除这些噪声点，使图像恢复平滑。
11. 常用方法有加权平均法、最大值法（取RGB中最大值作为灰度值）、平均值法（求RGB平均值作为灰度值）等。以加权平均法为例，原理是根据人眼对不同颜色敏感度不同，给R、G、B赋予不同权重，如0.299R + 0.587G + 0.114B计算灰度值。实现步骤：遍历图像每个像素，获取其RGB值，按公式计算灰度值并赋值给该像素。