2025年大學計算機圖形圖像處理專項訓練試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種圖像文件格式通常采用無損壓縮技術(shù)？A.BMPB.JPEGC.PNGD.GIF2.在RGB色彩模型中，增加紅色分量的值會使該像素點呈現(xiàn)出的顏色更接近于：A.黃色B.紫色C.綠色D.藍色3.用于描述圖像清晰程度的指標是：A.分辨率B.顏色深度C.銳度D.亮度4.在數(shù)字圖像處理中，對圖像進行低通濾波的主要目的是：A.增強圖像邊緣B.提高圖像分辨率C.濾除高頻噪聲D.增加圖像顏色5.下列哪種變換屬于幾何變換？A.伽馬校正B.直方圖均衡化C.旋轉(zhuǎn)D.顏色空間轉(zhuǎn)換6.JPEG圖像壓縮主要利用了圖像的哪種特性？A.色彩冗余B.空間冗余C.時間冗余D.編碼冗余7.在計算機圖形學中，將三維物體投影到二維屏幕上的過程稱為：A.變換B.光柵化C.渲染D.色彩映射8.GPU在圖形圖像處理中的主要作用是：A.進行復雜的數(shù)學計算B.管理系統(tǒng)內(nèi)存C.控制CPU運行D.存儲圖像數(shù)據(jù)9.下列哪個數(shù)學工具在計算機圖形學中應(yīng)用最廣泛？A.微積分B.概率論C.線性代數(shù)D.數(shù)理統(tǒng)計10.圖像分割的目的是將圖像劃分為不同的區(qū)域，區(qū)域之間具有某種特征差異。以下哪項不屬于常見的圖像分割方法？A.閾值分割B.邊緣檢測C.主成分分析D.K-均值聚類二、填空題1.數(shù)字圖像處理通常指對______圖像進行的處理。2.色彩模型RGB是______基色的加色模型。3.圖像的分辨率通常用______和______來描述。4.圖像增強技術(shù)包括______和______兩大類。5.常用的圖像邊緣檢測算子有______、______和______。6.圖像壓縮技術(shù)可分為______壓縮和______壓縮。7.在二維變換中，平移變換可以用______矩陣表示。8.計算機圖形硬件主要包括______、______和顯示存儲器。9.數(shù)字圖像處理系統(tǒng)通常由______、______、______和輸出設(shè)備組成。三、簡答題1.簡述數(shù)字圖像與模擬圖像的區(qū)別。2.解釋什么是色彩空間轉(zhuǎn)換，并舉例說明其意義。3.描述一下圖像去噪的基本思路。4.簡述計算機圖形顯示的基本過程。四、計算題1.設(shè)一個像素點的RGB值分別為(100,150,200)，假設(shè)使用RGB到灰度值的簡單平均法進行轉(zhuǎn)換（灰度值=(R+G+B)/3），求該像素點轉(zhuǎn)換后的灰度值。2.已知一個3x3的卷積核如下：```-101-101-101```說明該卷積核的基本功能，并簡述將其應(yīng)用于圖像中心3x3區(qū)域時，輸出值是如何計算的（無需具體數(shù)值，只需說明計算過程）。五、綜合應(yīng)用題假設(shè)需要對一幅彩色圖像進行處理，要求如下：1.首先將該彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。2.然后對灰度圖像應(yīng)用一個3x3的均值濾波器進行平滑處理，均值濾波器的核值為所有元素均為1/9的矩陣。3.最后，將處理后的灰度圖像進行直方圖均衡化，以提高圖像的全局對比度。請簡述完成上述三個步驟的詳細過程，包括每一步涉及的主要計算或操作。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.C5.C6.B7.A8.A9.C10.C二、填空題1.數(shù)字2.三3.圖像寬度，圖像高度4.圖像增強，圖像復原5.Sobel，Prewitt，Roberts6.無損，有損7.平移8.顯示處理器，幀緩沖器9.輸入設(shè)備，圖像處理核心，輸出設(shè)備三、簡答題1.解析思路：區(qū)分模擬信號和數(shù)字信號。模擬圖像是連續(xù)的，由光強度和顏色值組成的連續(xù)函數(shù)；數(shù)字圖像是離散的，由像素矩陣表示，每個像素有離散的值。數(shù)字圖像便于存儲、傳輸、處理和計算機分析。2.解析思路：解釋色彩空間是描述顏色的不同方式。轉(zhuǎn)換是為了在不同應(yīng)用場景下使用最合適的顏色表示，例如RGB用于顯示器，CMYK用于印刷，HSL用于藝術(shù)創(chuàng)作。轉(zhuǎn)換需要遵循特定的數(shù)學關(guān)系（如線性或非線性變換公式）。3.解析思路：描述去噪目標，即減少圖像中的隨機或結(jié)構(gòu)化噪聲，同時盡可能保留圖像細節(jié)?；舅悸钒ǎ合葯z測噪聲類型和特性，然后選擇合適的濾波方法（如均值濾波、中值濾波、高斯濾波）根據(jù)噪聲特性進行抑制，最后可能需要結(jié)合一些銳化技術(shù)恢復圖像清晰度。4.解析思路：描述圖形顯示流程：首先是圖形的生成（通過圖形API或程序計算得到幾何頂點和屬性），然后進行各種變換（模型、視圖、投影、裁剪等），接著進行光柵化（將二維幾何圖元轉(zhuǎn)換為像素），最后將像素顏色寫入幀緩沖器，通過顯示器輸出顯示圖像。四、計算題1.解析思路：應(yīng)用平均法公式。將R=100,G=150,B=200代入公式(100+150+200)/3，計算得到結(jié)果。答案：1502.解析思路：解釋卷積核功能。該核是一個水平方向的邊緣檢測器，因為它對垂直方向的邊緣響應(yīng)為0，對水平邊緣有響應(yīng)。計算過程：將卷積核與圖像對應(yīng)區(qū)域的像素值進行逐元素相乘，然后將所有乘積相加，得到一個輸出值。這個值代表了中心像素及其鄰域在特定方向上的加權(quán)平均值。答案：該卷積核功能是檢測圖像中的水平邊緣。計算過程為：將卷積核的每個元素與其對應(yīng)的圖像中心3x3鄰域的像素值相乘，然后將所有乘積相加，得到一個單一的輸出值。五、綜合應(yīng)用題解析思路：1.轉(zhuǎn)換：描述從RGB到灰度的轉(zhuǎn)換方法，如平均法、亮度法等，說明得到灰度圖像。2.濾波：解釋均值濾波原理，即用鄰域像素的平均值替換中心像素值，達到平滑效果。說明使用1/9的均值濾波器意味著每個鄰域像素的貢獻權(quán)重相同。3.均衡化：解釋直方圖均衡化的目的，即通過調(diào)整像素灰度級分布，使得輸出圖像的灰度級分布更均勻，從而增強全局對比度。描述其基本思想，如計算原圖直方圖，求累計分布函數(shù)(CDF)，將原圖像素值映射到新的灰度值。答案：1.將彩色圖像的每個像素點的RGB值按照某種公式（如平均法：灰度值=(R+G+B)/3）計算出一個單一的灰度值，替換原來的RGB值，得到灰度圖像。2.對得到的灰度圖像，選擇一個3x3的區(qū)域，以圖像中心像素為參考。將一個3x3的均值濾波器（所有元素均為1/9）覆蓋在這個3x3區(qū)域上。計算濾波器覆蓋區(qū)域內(nèi)所有像素值與對應(yīng)濾波器元素的乘積之和，并將這個計算結(jié)果賦值給中心像素。然后，將濾波器向右或向下移動一個像素位置，對新的區(qū)域重復此過程，直到處理完整個圖像。這個過程會生成一個新的圖像，其中每個像素值都是其鄰域像素的平均值，從而達到平滑效果。3.直方圖均衡化是一種全局對比度增強技術(shù)。其基本