2025年圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺考試題及答案一、選擇題（每題2分，共12分）

1.下列哪項(xiàng)不是圖像處理的基本步驟？

A.采樣與量化

B.顏色模型轉(zhuǎn)換

C.圖像增強(qiáng)

D.圖像分割

答案：B

2.下列哪種圖像格式支持無損壓縮？

A.JPEG

B.PNG

C.BMP

D.TIFF

答案：B

3.下列哪項(xiàng)不是圖像處理中的濾波器？

A.高斯濾波

B.中值濾波

C.雙邊濾波

D.頻域?yàn)V波

答案：D

4.下列哪種圖像處理算法適用于去除圖像噪聲？

A.高斯濾波

B.中值濾波

C.雙邊濾波

D.空間域?yàn)V波

答案：B

5.下列哪種圖像處理算法適用于圖像邊緣檢測？

A.Sobel算子

B.Canny算子

C.Prewitt算子

D.Scharr算子

答案：B

6.下列哪種圖像處理算法適用于圖像分割？

A.區(qū)域生長

B.水平集方法

C.基于圖的方法

D.以上都是

答案：D

二、填空題（每題2分，共12分）

1.圖像處理的基本步驟包括：__________、__________、__________、__________。

答案：采樣與量化、顏色模型轉(zhuǎn)換、圖像增強(qiáng)、圖像分割

2.JPEG是一種__________壓縮算法，它通過__________和__________兩種方式實(shí)現(xiàn)壓縮。

答案：有損壓縮、空間域壓縮、頻率域壓縮

3.濾波器是一種用于__________的數(shù)學(xué)工具，它通過__________來改善圖像質(zhì)量。

答案：平滑圖像、加權(quán)平均

4.圖像噪聲分為__________噪聲和__________噪聲。

答案：加性噪聲、乘性噪聲

5.Sobel算子是一種用于__________的邊緣檢測算子，它通過__________計(jì)算圖像的梯度。

答案：邊緣檢測、Sobel算子

6.區(qū)域生長是一種基于__________的圖像分割方法，它通過__________來分割圖像。

答案：相似性度量、迭代過程

三、判斷題（每題2分，共12分）

1.圖像處理只涉及像素值的計(jì)算，與圖像的語義無關(guān)。（）

答案：錯誤

2.JPEG和PNG都是無損壓縮算法。（）

答案：錯誤

3.高斯濾波是一種用于去除圖像噪聲的濾波器。（）

答案：正確

4.中值濾波是一種用于圖像邊緣檢測的算子。（）

答案：錯誤

5.Canny算子是一種用于圖像分割的算子。（）

答案：錯誤

6.區(qū)域生長是一種基于相似性的圖像分割方法。（）

答案：正確

四、簡答題（每題6分，共36分）

1.簡述圖像處理的基本步驟。

答案：圖像處理的基本步驟包括：采樣與量化、顏色模型轉(zhuǎn)換、圖像增強(qiáng)、圖像分割。

2.簡述JPEG和PNG兩種圖像格式的區(qū)別。

答案：JPEG是一種有損壓縮算法，它通過空間域壓縮和頻率域壓縮兩種方式實(shí)現(xiàn)壓縮；PNG是一種無損壓縮算法，它通過顏色模型轉(zhuǎn)換和采樣與量化實(shí)現(xiàn)壓縮。

3.簡述濾波器在圖像處理中的作用。

答案：濾波器是一種用于平滑圖像的數(shù)學(xué)工具，它通過加權(quán)平均來改善圖像質(zhì)量，去除噪聲、銳化圖像等。

4.簡述圖像噪聲的兩種類型及其特點(diǎn)。

答案：圖像噪聲分為加性噪聲和乘性噪聲。加性噪聲是指噪聲與圖像信號疊加，乘性噪聲是指噪聲與圖像信號相乘。

5.簡述Sobel算子、Canny算子和Prewitt算子的區(qū)別。

答案：Sobel算子、Canny算子和Prewitt算子都是用于邊緣檢測的算子，但它們的計(jì)算方法不同。Sobel算子通過計(jì)算圖像的梯度實(shí)現(xiàn)邊緣檢測；Canny算子通過尋找圖像的極值點(diǎn)實(shí)現(xiàn)邊緣檢測；Prewitt算子通過計(jì)算圖像的梯度方向?qū)崿F(xiàn)邊緣檢測。

6.簡述區(qū)域生長在圖像分割中的應(yīng)用。

答案：區(qū)域生長是一種基于相似性的圖像分割方法，它通過迭代過程將圖像中的相似區(qū)域合并，從而實(shí)現(xiàn)圖像分割。

五、論述題（每題12分，共24分）

1.論述圖像增強(qiáng)在圖像處理中的應(yīng)用及其重要性。

答案：圖像增強(qiáng)是圖像處理中的重要步驟，它通過改變圖像的亮度、對比度、色彩等屬性，使圖像更符合人的視覺需求。圖像增強(qiáng)在圖像處理中的應(yīng)用包括：圖像去噪、圖像銳化、圖像對比度增強(qiáng)等。圖像增強(qiáng)的重要性體現(xiàn)在：提高圖像質(zhì)量、便于后續(xù)處理、便于人眼觀察等。

2.論述圖像分割在圖像處理中的應(yīng)用及其重要性。

答案：圖像分割是圖像處理中的重要步驟，它將圖像中的不同區(qū)域分離出來，便于后續(xù)處理。圖像分割在圖像處理中的應(yīng)用包括：目標(biāo)檢測、物體識別、圖像分類等。圖像分割的重要性體現(xiàn)在：提取圖像中的有用信息、便于圖像理解、便于圖像分析等。

六、案例分析題（每題12分，共24分）

1.案例背景：某公司需要處理一批產(chǎn)品圖片，目的是為了進(jìn)行產(chǎn)品分類。圖片數(shù)量較多，且存在不同程度的噪聲和模糊。

問題：

（1）請簡述如何對這批圖片進(jìn)行預(yù)處理，以提高后續(xù)處理的準(zhǔn)確率。

（2）請簡述如何對預(yù)處理后的圖片進(jìn)行分割，以提取產(chǎn)品特征。

（3）請簡述如何對分割后的產(chǎn)品特征進(jìn)行分類。

答案：

（1）預(yù)處理方法：首先對圖片進(jìn)行去噪，采用中值濾波器去除噪聲；其次對圖片進(jìn)行銳化，采用Sobel算子計(jì)算梯度；最后對圖片進(jìn)行對比度增強(qiáng)，采用直方圖均衡化方法。

（2）分割方法：采用區(qū)域生長方法進(jìn)行分割，將相似區(qū)域合并。

（3）分類方法：采用支持向量機(jī)（SVM）進(jìn)行分類。

2.案例背景：某科研機(jī)構(gòu)需要從醫(yī)學(xué)影像中提取病變區(qū)域，以便進(jìn)行進(jìn)一步分析。

問題：

（1）請簡述如何對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行預(yù)處理，以提高后續(xù)處理的準(zhǔn)確率。

（2）請簡述如何對預(yù)處理后的醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行分割，以提取病變區(qū)域。

（3）請簡述如何對分割后的病變區(qū)域進(jìn)行特征提取。

答案：

（1）預(yù)處理方法：首先對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行去噪，采用雙邊濾波器去除噪聲；其次對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行銳化，采用Canny算子計(jì)算梯度；最后對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行對比度增強(qiáng)，采用直方圖均衡化方法。

（2）分割方法：采用水平集方法進(jìn)行分割，將醫(yī)學(xué)影像中的病變區(qū)域分離出來。

（3）特征提取方法：采用紋理特征、形狀特征等方法對分割后的病變區(qū)域進(jìn)行特征提取。

本次試卷答案如下：

一、選擇題

1.B

解析：圖像處理的基本步驟包括采樣與量化、顏色模型轉(zhuǎn)換、圖像增強(qiáng)和圖像分割。顏色模型轉(zhuǎn)換是將圖像從一種顏色空間轉(zhuǎn)換到另一種顏色空間的過程，不屬于基本步驟。

2.B

解析：JPEG是一種有損壓縮算法，PNG是一種無損壓縮算法。JPEG通過空間域壓縮和頻率域壓縮實(shí)現(xiàn)壓縮，而PNG通過顏色模型轉(zhuǎn)換和采樣與量化實(shí)現(xiàn)壓縮。

3.D

解析：濾波器是一種用于平滑圖像的數(shù)學(xué)工具，高斯濾波、中值濾波和雙邊濾波都是濾波器。頻域?yàn)V波是一種在頻率域中處理圖像的技術(shù)，不屬于濾波器的范疇。

4.B

解析：中值濾波是一種用于去除圖像噪聲的濾波器，它通過取局部鄰域內(nèi)的中值來代替中心像素的值，從而去除噪聲。

5.B

解析：Canny算子是一種用于圖像邊緣檢測的算法，它通過尋找圖像的極值點(diǎn)來檢測邊緣。Sobel算子、Prewitt算子和Scharr算子也是邊緣檢測算法，但它們計(jì)算梯度的方式不同。

6.D

解析：區(qū)域生長是一種基于相似性的圖像分割方法，它通過迭代過程將圖像中的相似區(qū)域合并，因此選項(xiàng)D是正確的。

二、填空題

1.采樣與量化、顏色模型轉(zhuǎn)換、圖像增強(qiáng)、圖像分割

解析：這是圖像處理的基本步驟，按照順序排列。

2.有損壓縮、空間域壓縮、頻率域壓縮

解析：JPEG是一種有損壓縮算法，它通過這兩種方式實(shí)現(xiàn)壓縮。

3.平滑圖像、加權(quán)平均

解析：濾波器通過加權(quán)平均來平滑圖像，減少噪聲。

4.加性噪聲、乘性噪聲

解析：加性噪聲和乘性噪聲是圖像噪聲的兩種基本類型。

5.Sobel算子、Canny算子、Prewitt算子

解析：這些是邊緣檢測中常用的算子，它們通過計(jì)算圖像梯度來檢測邊緣。

6.相似性度量、迭代過程

解析：區(qū)域生長通過比較像素之間的相似性來迭代合并區(qū)域。

三、判斷題

1.錯誤

解析：圖像處理不僅涉及像素值的計(jì)算，還包括圖像的語義理解。

2.錯誤

解析：JPEG是有損壓縮，PNG是無損壓縮。

3.正確

解析：高斯濾波是一種有效的去噪濾波器。

4.錯誤

解析：中值濾波是用于去噪，不是邊緣檢測。

5.錯誤

解析：Canny算子是用于邊緣檢測，不是圖像分割。

6.正確

解析：區(qū)域生長是基于像素相似性的圖像分割方法。

四、簡答題

1.采樣與量化、顏色模型轉(zhuǎn)換、圖像增強(qiáng)、圖像分割

解析：這是圖像處理的基本步驟，每個步驟都有其特定的作用。

2.JPEG是有損壓縮，PNG是無損壓縮；JPEG通過空間域壓縮和頻率域壓縮實(shí)現(xiàn)壓縮，PNG通過顏色模型轉(zhuǎn)換和采樣與量化實(shí)現(xiàn)壓縮。

解析：這是JPEG和PNG兩種圖像格式的區(qū)別。

3.濾波器通過加權(quán)平均來平滑圖像，減少噪聲，改善圖像質(zhì)量。

解析：濾波器的作用是平滑圖像，減少噪聲。

4.加性噪聲是指噪聲與圖像信號疊加，乘性噪聲是指噪聲與圖像信號相乘。

解析：這是加性噪聲和乘性噪聲的定義。

5.Sobel算子、Canny算子、Prewitt算子計(jì)算梯度的方式不同，Sobel算子同時(shí)考慮了水平和垂直方向的梯度。

解析：這是三種邊緣檢測算子的區(qū)別。

6.區(qū)域生長通過迭代過程將圖像中的相似區(qū)域合并，從而實(shí)現(xiàn)圖像分割。

解析：這是區(qū)域生長算法的基本原理。

五、論述題

1.圖像增強(qiáng)可以改善圖像質(zhì)量，便于后續(xù)處理，便于人眼觀察；去除噪聲、銳化圖像、對比度增強(qiáng)等都是圖像增強(qiáng)的應(yīng)用。

解析：這是圖像增強(qiáng)的應(yīng)用及其重要性。

2.圖像分割可以提取圖像中的有用信息，便于圖像理解，便于圖像分析；目標(biāo)檢測、物體識別、圖像分類等都是圖像分割的應(yīng)用。

解析：這是圖像分割的應(yīng)用及其重要性。

六、案例分析題

1.預(yù)處理方法：去噪（中值濾波）、銳化（Sobel算子）、