2025年圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)考試試卷及答案一、選擇題（每題2分，共12分）

1.圖像處理的基本步驟包括：

A.采樣、量化、編碼、壓縮、解碼、重建

B.采樣、量化、編碼、壓縮、解碼、濾波

C.采樣、量化、編碼、濾波、解碼、重建

D.采樣、量化、編碼、濾波、解碼、壓縮

答案：A

2.下列哪一項(xiàng)不是圖像處理中的基本變換？

A.線性變換

B.非線性變換

C.空間變換

D.頻域變換

答案：B

3.下列哪一項(xiàng)不是圖像增強(qiáng)的常用方法？

A.直方圖均衡化

B.對(duì)數(shù)變換

C.空間濾波

D.頻域?yàn)V波

答案：B

4.下列哪一項(xiàng)不是圖像恢復(fù)的常用方法？

A.空間濾波

B.頻域?yàn)V波

C.空間變換

D.頻域變換

答案：C

5.下列哪一項(xiàng)不是圖像分割的常用方法？

A.邊緣檢測(cè)

B.區(qū)域生長(zhǎng)

C.區(qū)域分割

D.頻域分割

答案：D

6.下列哪一項(xiàng)不是圖像壓縮的常用方法？

A.無(wú)損壓縮

B.有損壓縮

C.空間壓縮

D.頻域壓縮

答案：C

二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分）

1.簡(jiǎn)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、量化、編碼、壓縮、解碼、重建。

2.簡(jiǎn)述圖像增強(qiáng)的常用方法。

答案：圖像增強(qiáng)的常用方法包括：直方圖均衡化、對(duì)數(shù)變換、空間濾波、頻域?yàn)V波等。

3.簡(jiǎn)述圖像恢復(fù)的常用方法。

答案：圖像恢復(fù)的常用方法包括：空間濾波、頻域?yàn)V波、空間變換、頻域變換等。

4.簡(jiǎn)述圖像分割的常用方法。

答案：圖像分割的常用方法包括：邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)、區(qū)域分割等。

5.簡(jiǎn)述圖像壓縮的常用方法。

答案：圖像壓縮的常用方法包括：無(wú)損壓縮、有損壓縮、空間壓縮、頻域壓縮等。

三、論述題（每題12分，共24分）

1.論述圖像處理在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的應(yīng)用。

答案：圖像處理在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的應(yīng)用主要包括：圖像分割、目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像重建等。通過(guò)圖像處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、恢復(fù)、分割、特征提取等操作，為計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)輸入。

2.論述圖像壓縮技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用。

答案：圖像壓縮技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用主要包括：減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、提高傳輸效率、降低計(jì)算復(fù)雜度等。通過(guò)圖像壓縮技術(shù)，可以降低圖像數(shù)據(jù)量，提高圖像處理速度，降低硬件成本。

四、案例分析題（每題12分，共24分）

1.案例一：某圖像處理項(xiàng)目中，需要對(duì)一幅圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分割、特征提取等操作。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何利用圖像處理技術(shù)完成該項(xiàng)目。

答案：首先對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、增強(qiáng)等操作；然后進(jìn)行圖像分割，提取感興趣區(qū)域；接著對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行特征提取，如邊緣檢測(cè)、紋理分析等；最后根據(jù)提取的特征進(jìn)行圖像識(shí)別或分類。

2.案例二：某圖像壓縮項(xiàng)目中，需要將一幅高分辨率圖像壓縮成低分辨率圖像。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何利用圖像壓縮技術(shù)完成該項(xiàng)目。

答案：首先對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、增強(qiáng)等；然后根據(jù)壓縮需求選擇合適的壓縮算法，如JPEG、PNG等；接著對(duì)圖像進(jìn)行壓縮，降低圖像數(shù)據(jù)量；最后對(duì)壓縮后的圖像進(jìn)行解碼，恢復(fù)圖像質(zhì)量。

五、綜合應(yīng)用題（每題12分，共24分）

1.設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：讀取一幅圖像，進(jìn)行增強(qiáng)、分割、特征提取等操作，并輸出處理結(jié)果。

答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）讀取圖像

importcv2

image=cv2.imread('image.jpg')

（2）圖像增強(qiáng)

defenhance_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)操作

#...

returnenhanced_image

enhanced_image=enhance_image(image)

（3）圖像分割

defsegment_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行分割操作

#...

returnsegmented_image

segmented_image=segment_image(enhanced_image)

（4）特征提取

defextract_features(segmented_image):

#對(duì)分割后的圖像進(jìn)行特征提取

#...

returnfeatures

features=extract_features(segmented_image)

（5）輸出處理結(jié)果

cv2.imshow('ProcessedImage',features)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

2.設(shè)計(jì)一個(gè)圖像壓縮程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：讀取一幅高分辨率圖像，將其壓縮成低分辨率圖像，并輸出壓縮后的圖像。

答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合Pillow庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）讀取圖像

fromPILimportImage

image=Image.open('image.jpg')

（2）圖像壓縮

defcompress_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行壓縮操作

#...

returncompressed_image

compressed_image=compress_image(image)

（3）輸出壓縮后的圖像

compressed_image.show()

compressed_image.save('compressed_image.jpg')

六、編程題（每題12分，共24分）

1.編寫(xiě)一個(gè)圖像增強(qiáng)程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：讀取一幅圖像，進(jìn)行直方圖均衡化處理，并輸出處理結(jié)果。

答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

importcv2

importnumpyasnp

defhistogram_equalization(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理

#...

returnequalized_image

image=cv2.imread('image.jpg')

equalized_image=histogram_equalization(image)

cv2.imshow('EqualizedImage',equalized_image)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

2.編寫(xiě)一個(gè)圖像分割程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：讀取一幅圖像，進(jìn)行邊緣檢測(cè)，并輸出檢測(cè)結(jié)果。

答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

importcv2

defedge_detection(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)

#...

returnedges

image=cv2.imread('image.jpg')

edges=edge_detection(image)

cv2.imshow('Edges',edges)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

本次試卷答案如下：

一、選擇題

1.A

解析：圖像處理的基本步驟包括采樣、量化、編碼、壓縮、解碼、重建，這些步驟是圖像從原始數(shù)據(jù)到最終顯示或輸出的完整流程。

2.B

解析：圖像處理中的基本變換包括線性變換、空間變換、頻域變換等，非線性變換不是基本變換。

3.B

解析：圖像增強(qiáng)的常用方法包括直方圖均衡化、對(duì)數(shù)變換、空間濾波、頻域?yàn)V波等，對(duì)數(shù)變換通常用于圖像的亮度調(diào)整，不屬于增強(qiáng)。

4.C

解析：圖像恢復(fù)的常用方法包括空間濾波、頻域?yàn)V波、空間變換、頻域變換等，空間變換不是恢復(fù)方法。

5.D

解析：圖像分割的常用方法包括邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)、區(qū)域分割等，頻域分割不是常用的分割方法。

6.C

解析：圖像壓縮的常用方法包括無(wú)損壓縮、有損壓縮、空間壓縮、頻域壓縮等，空間壓縮不是常用的壓縮方法。

二、簡(jiǎn)答題

1.答案：圖像處理的基本步驟包括采樣、量化、編碼、壓縮、解碼、重建。

解析：這些步驟是圖像從原始數(shù)據(jù)到最終顯示或輸出的完整流程，其中采樣和量化是將連續(xù)圖像轉(zhuǎn)換為離散像素的過(guò)程，編碼是將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，壓縮是為了減少數(shù)據(jù)量，解碼是將壓縮后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回圖像數(shù)據(jù)，重建是最終顯示或輸出的過(guò)程。

2.答案：圖像增強(qiáng)的常用方法包括直方圖均衡化、對(duì)數(shù)變換、空間濾波、頻域?yàn)V波等。

解析：這些方法用于改善圖像的視覺(jué)效果，提高圖像質(zhì)量。直方圖均衡化用于改善圖像的對(duì)比度，對(duì)數(shù)變換用于調(diào)整圖像的亮度，空間濾波用于去除噪聲和模糊，頻域?yàn)V波用于去除特定頻率的噪聲。

3.答案：圖像恢復(fù)的常用方法包括空間濾波、頻域?yàn)V波、空間變換、頻域變換等。

解析：這些方法用于從退化或損壞的圖像中恢復(fù)出原始圖像?？臻g濾波通過(guò)鄰域像素的加權(quán)平均來(lái)平滑圖像，頻域?yàn)V波通過(guò)頻率域的濾波器來(lái)去除噪聲，空間變換和頻域變換則是通過(guò)數(shù)學(xué)變換來(lái)恢復(fù)圖像。

4.答案：圖像分割的常用方法包括邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)、區(qū)域分割等。

解析：圖像分割是將圖像劃分為若干個(gè)具有相似特征的區(qū)域的過(guò)程。邊緣檢測(cè)用于檢測(cè)圖像中的邊緣，區(qū)域生長(zhǎng)基于像素的相似性將圖像劃分為不同的區(qū)域，區(qū)域分割則是基于圖像的語(yǔ)義信息來(lái)分割圖像。

5.答案：圖像壓縮的常用方法包括無(wú)損壓縮、有損壓縮、空間壓縮、頻域壓縮等。

解析：圖像壓縮是為了減少圖像數(shù)據(jù)量，提高存儲(chǔ)和傳輸效率。無(wú)損壓縮在壓縮過(guò)程中不丟失任何信息，有損壓縮會(huì)丟失一些信息以換取更高的壓縮比，空間壓縮和頻域壓縮則是通過(guò)特定的算法來(lái)減少數(shù)據(jù)量。

三、論述題

1.答案：圖像處理在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的應(yīng)用主要包括圖像分割、目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像重建等。

解析：圖像處理是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的基礎(chǔ)，通過(guò)圖像處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、恢復(fù)、分割、特征提取等操作，為計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)輸入，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像重建等功能。

2.答案：圖像壓縮技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用主要包括減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、提高傳輸效率、降低計(jì)算復(fù)雜度等。

解析：圖像壓縮技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用非常廣泛，通過(guò)壓縮技術(shù)可以減少圖像數(shù)據(jù)量，降低存儲(chǔ)空間需求，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，同時(shí)也可以減少計(jì)算復(fù)雜度，降低硬件成本。

四、案例分析題

1.答案：首先對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、增強(qiáng)等操作；然后進(jìn)行圖像分割，提取感興趣區(qū)域；接著對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行特征提取，如邊緣檢測(cè)、紋理分析等；最后根據(jù)提取的特征進(jìn)行圖像識(shí)別或分類。

解析：在圖像處理項(xiàng)目中，預(yù)處理是第一步，通過(guò)去噪和增強(qiáng)操作提高圖像質(zhì)量。圖像分割是關(guān)鍵步驟，通過(guò)分割提取出感興趣的區(qū)域，然后進(jìn)行特征提取，最后根據(jù)特征進(jìn)行識(shí)別或分類。

2.答案：首先對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、增強(qiáng)等；然后根據(jù)壓縮需求選擇合適的壓縮算法，如JPEG、PNG等；接著對(duì)圖像進(jìn)行壓縮，降低圖像數(shù)據(jù)量；最后對(duì)壓縮后的圖像進(jìn)行解碼，恢復(fù)圖像質(zhì)量。

解析：在圖像壓縮項(xiàng)目中，預(yù)處理是為了提高圖像質(zhì)量，選擇合適的壓縮算法是為了滿足特定的壓縮需求，壓縮過(guò)程是降低圖像數(shù)據(jù)量，解碼過(guò)程是為了恢復(fù)圖像質(zhì)量，以便后續(xù)使用。

五、綜合應(yīng)用題

1.答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）讀取圖像

importcv2

image=cv2.imread('image.jpg')

（2）圖像增強(qiáng)

defenhance_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)操作

#...

returnenhanced_image

enhanced_image=enhance_image(image)

（3）圖像分割

defsegment_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行分割操作

#...

returnsegmented_image

segmented_image=segment_image(enhanced_image)

（4）特征提取

defextract_features(segmented_image):

#對(duì)分割后的圖像進(jìn)行特征提取

#...

returnfeatures

features=extract_features(segmented_image)

（5）輸出處理結(jié)果

cv2.imshow('ProcessedImage',features)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

解析：使用OpenCV庫(kù)讀取圖像，定義函數(shù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)、分割和特征提取，最后使用OpenCV庫(kù)顯示處理后的圖像。

2.答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合Pillow庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）讀取圖像

fromPILimportImage

image=Image.open('image.jpg')

（2）圖像壓縮

defcompress_image(image):

#對(duì)圖像進(jìn)行壓縮操作

#...

returncompressed_image

compressed_image=compress_image(image)

（3）輸出壓縮后的圖像

compressed_image.show()

compressed_image.save('compressed_image.jpg')

解析：使用Pillow庫(kù)讀取圖像，定義函數(shù)進(jìn)行圖像壓縮，最后使用Pillow庫(kù)顯示和保存壓縮后的圖像。

六、編程題

1.答案：使用Python編程語(yǔ)言，結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)以下