西北大學《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、數(shù)字圖像的光照校正用于解決圖像中光照不均勻的問題。假設我們有一張人物面部圖像，一側較亮一側較暗。以下哪種光照校正方法通?；跀?shù)學模型來估計光照分布？（）A.直方圖均衡化B.同態(tài)濾波C.灰度變換D.中值濾波2、在數(shù)字圖像的幾何變換中，包括縮放、旋轉和平移等操作。假設要對一幅數(shù)字地圖進行縮放，以適應不同的顯示需求。以下關于幾何變換的精度要求，哪一項是最為重要的？（）A.變換后的圖像應保持清晰，沒有明顯的失真B.計算速度要快，能夠實時完成變換C.能夠精確地控制縮放比例，保持地圖的比例關系D.對圖像的色彩沒有影響3、數(shù)字圖像的超分辨率重建旨在提高圖像的分辨率。假設要將一張低分辨率的圖像重建為高分辨率圖像。以下關于超分辨率重建方法的描述，哪一項是不準確的？（）A.基于插值的方法通過計算相鄰像素的值來增加圖像的像素數(shù)量B.基于學習的方法利用大量的訓練數(shù)據(jù)學習低分辨率到高分辨率的映射關系C.超分辨率重建能夠生成與真實高分辨率圖像完全相同的細節(jié)和信息D.結合多種先驗知識可以提高超分辨率重建的效果4、在數(shù)字圖像的去噪處理中，要有效去除噪聲同時保留圖像細節(jié)。假設一張圖像受到高斯白噪聲的污染，以下哪種去噪方法可能在保持圖像清晰度方面表現(xiàn)更好？（）A.小波去噪B.經(jīng)驗模態(tài)分解去噪C.獨立成分分析去噪D.非局部均值去噪5、圖像的特征提取在模式識別和目標檢測中起著關鍵作用。假設要從一幅人物圖像中提取特征用于人臉識別。以下關于圖像特征提取的描述，哪一項是不準確的？（）A.基于形狀的特征提取可以通過提取圖像中物體的輪廓、邊界等形狀信息來描述物體B.紋理特征可以通過灰度共生矩陣、小波變換等方法提取，反映圖像的粗糙程度、方向性等C.局部特征描述子如SIFT和SURF對圖像的旋轉、縮放和光照變化具有不變性，適用于圖像匹配和識別D.圖像特征提取的結果總是能夠準確地反映圖像的內容和語義，不受圖像質量和噪聲的影響6、當處理數(shù)字圖像的光照不均勻問題時，以下哪種方法可以有效地校正光照？（）A.直方圖規(guī)定化B.同態(tài)濾波C.灰度變換D.以上都是。假設圖像由于光照條件的影響，部分區(qū)域過亮或過暗，需要一種方法來均衡光照，使整個圖像的亮度分布更加均勻，上述哪種方法能夠達到較好的校正效果，并分別闡述其原理和應用7、在數(shù)字圖像的形態(tài)學處理中，膨脹和腐蝕操作經(jīng)常被使用。假設要對一張二值圖像進行處理，以填充孔洞和消除小的孤立區(qū)域。以下關于形態(tài)學操作的描述，哪一項是不準確的？（）A.膨脹操作可以使圖像中的目標區(qū)域擴大B.腐蝕操作可以使圖像中的目標區(qū)域縮小C.開運算先腐蝕后膨脹，用于去除圖像中的小物體和突出部分D.形態(tài)學操作對圖像的處理結果不受結構元素的形狀和大小的影響8、數(shù)字圖像的顏色校正用于調整圖像的顏色偏差。假設要對一張顏色失真的風景照片進行顏色校正。以下關于顏色校正方法的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過白平衡調整來消除圖像中的色偏，使白色物體呈現(xiàn)真實的白色B.基于顏色查找表（CLUT）的方法可以根據(jù)預設的顏色映射關系對圖像進行校正C.顏色校正可以完全恢復圖像的原始顏色，不受拍攝環(huán)境和設備的影響D.可以通過對圖像的各個顏色通道進行獨立調整來實現(xiàn)顏色校正9、圖像壓縮在數(shù)字圖像處理中具有重要意義。假設要對一組高分辨率的醫(yī)學圖像進行存儲和傳輸，需要采用有效的壓縮技術。以下關于圖像壓縮的描述，哪一項是不準確的？（）A.無損壓縮能夠完全恢復原始圖像的所有信息，但壓縮比相對較低B.有損壓縮通過舍棄一些不重要的圖像信息來獲得較高的壓縮比，但會有一定的圖像質量損失C.JPEG是一種常見的靜態(tài)圖像有損壓縮標準，廣泛應用于各種圖像領域D.圖像壓縮算法的性能只取決于壓縮比，與圖像的類型和內容無關10、數(shù)字圖像的彩色模型有多種，如RGB、HSV等。假設要對一幅彩色圖像進行顏色調整，以增強特定顏色的效果。以下關于彩色模型的選擇，哪一項是最合適的？（）A.RGB模型，直接對紅、綠、藍三個通道進行操作B.HSV模型，通過調整色相、飽和度和明度來實現(xiàn)顏色調整C.CMYK模型，適用于印刷領域的顏色處理D.YUV模型，常用于視頻編碼中的顏色表示11、在數(shù)字圖像的紋理分析中，假設要描述一幅織物圖像的紋理特征。以下關于紋理特征的描述，哪一項是最全面的？（）A.紋理的方向、頻率和周期性B.紋理的粗糙度、對比度和均勻性C.紋理的統(tǒng)計特征，如均值和方差D.以上三個方面的特征結合起來，全面描述紋理12、圖像壓縮對于數(shù)字圖像的存儲和傳輸至關重要。假設需要對大量的高分辨率醫(yī)學圖像進行壓縮存儲，同時要盡量保證圖像質量。以下關于圖像壓縮技術的描述，哪一項是不正確的？（）A.無損壓縮算法可以完全恢復原始圖像，沒有任何信息損失，但壓縮比相對較低B.有損壓縮算法通過舍棄一些不太重要的圖像信息來實現(xiàn)較高的壓縮比，但會導致一定程度的圖像質量下降C.基于變換的壓縮方法，如離散余弦變換（DCT），將圖像從空間域轉換到頻率域，便于去除冗余信息D.圖像壓縮比越高越好，不需要考慮壓縮算法對圖像質量的影響13、在圖像增強中，限制對比度自適應直方圖均衡化（CLAHE）的優(yōu)點是（）A.避免過度增強B.增強效果更明顯C.計算速度快D.以上都不是14、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強是常見的操作之一。假設我們有一張由于曝光不足而顯得灰暗的風景照片，需要對其進行增強以突出細節(jié)和改善視覺效果。以下哪種圖像增強方法主要是通過擴展圖像的灰度級動態(tài)范圍來實現(xiàn)的？（）A.直方圖均衡化B.灰度變換C.中值濾波D.高斯濾波15、圖像的小波變換在數(shù)字圖像處理中有著重要的應用。假設要對一幅圖像進行多分辨率分析，以提取不同尺度的特征。以下關于小波變換的描述，正確的是：（）A.小波變換能夠在不同尺度上對圖像進行分解，同時保留圖像的細節(jié)信息B.小波變換的計算復雜度高，不適合處理大規(guī)模圖像C.圖像經(jīng)過小波變換后，其信息量會減少，導致圖像質量下降D.小波變換只適用于特定類型的圖像，如紋理豐富的圖像16、對于數(shù)字圖像的加密處理，假設需要對一幅重要的圖像進行加密，以防止未經(jīng)授權的訪問和篡改。以下哪種加密方法可能提供較高的安全性？（）A.對稱加密算法，如AESB.非對稱加密算法，如RSAC.簡單的位運算加密D.不進行圖像加密，直接存儲明文圖像17、在圖像增強中，限制對比度自適應直方圖均衡化（CLAHE）的窗口大小對結果有（）A.很大影響B(tài).較小影響C.沒有影響D.不確定影響18、圖像的匹配和識別是數(shù)字圖像處理的重要應用。假設要在一組圖像中找到與給定模板圖像相似的部分。以下關于圖像匹配方法的描述，哪一項是錯誤的？（）A.基于特征的匹配方法通過提取圖像的關鍵特征進行匹配B.基于灰度的匹配方法直接比較圖像的灰度值進行匹配C.模板匹配可以在整幅圖像上滑動模板，計算相似度D.圖像匹配的結果總是準確無誤的，不會受到圖像變形和光照變化的影響19、在數(shù)字圖像的分割中，要將一幅圖像中的前景物體從背景中準確地分離出來。假設圖像中的物體和背景在顏色、紋理等特征上有一定的相似性，以下哪種圖像分割方法可能更有效？（）A.閾值分割，基于像素灰度值設定閾值B.區(qū)域生長，從種子點開始逐步合并相似區(qū)域C.邊緣檢測結合形態(tài)學操作D.隨機分割圖像，不考慮圖像的特征20、圖像壓縮在數(shù)字圖像處理中具有重要意義?？紤]一個包含大量細節(jié)和復雜紋理的圖像，如果要在保證一定圖像質量的前提下實現(xiàn)較高的壓縮比，以下哪種壓縮算法可能更適合？（）A.JPEG壓縮算法B.GIF壓縮算法C.BMP無壓縮格式D.PNG無損壓縮算法21、在數(shù)字圖像的紋理合成中，假設需要根據(jù)給定的小樣本紋理生成大面積相似的紋理圖像。以下哪種方法可能能夠生成更自然和連貫的紋理？（）A.基于樣例的紋理合成方法B.隨機生成像素值來創(chuàng)建紋理C.復制原始紋理樣本進行平鋪D.不進行紋理合成，使用單一的紋理圖案22、在數(shù)字圖像的幾何變換中，例如圖像的旋轉和縮放。如果在變換過程中不進行插值處理，可能會導致圖像出現(xiàn)什么問題？（）A.圖像失真B.圖像分辨率降低C.圖像顏色偏差D.圖像數(shù)據(jù)丟失23、在數(shù)字圖像的加密和解密中，需要保證圖像的安全性和保密性。假設要對一張重要的醫(yī)學圖像進行加密，使其在傳輸和存儲過程中不被輕易竊取和篡改，以下哪種加密算法可能較為合適？（）A.AES加密B.RSA加密C.混沌加密D.簡單替換加密24、數(shù)字圖像的質量評價對于評估圖像處理算法的效果至關重要。假設要評價一幅經(jīng)過增強處理后的圖像質量，以下關于圖像質量評價指標的描述，正確的是：（）A.峰值信噪比（PSNR）能夠準確反映人眼對圖像質量的主觀感受B.結構相似性指數(shù)（SSIM）考慮了圖像的結構信息，比PSNR更符合人眼視覺特性C.圖像質量評價指標只適用于特定類型的圖像處理算法，不具有通用性D.無論圖像的內容和應用場景如何，一種質量評價指標都能全面評價圖像質量25、圖像的壓縮感知是一種新興的圖像壓縮技術。假設要對一幅圖像進行壓縮感知處理。以下關于壓縮感知的描述，正確的是：（）A.壓縮感知可以在遠低于奈奎斯特采樣率的情況下準確重構圖像B.壓縮感知的重構過程簡單快速，對計算資源要求低C.壓縮感知適用于所有類型的圖像，且壓縮比可以任意設定D.圖像經(jīng)過壓縮感知處理后，其質量不會受到任何影響26、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強是常見的操作之一。假設我們有一張曝光不足的夜景照片，需要對其進行增強以改善視覺效果。以下關于圖像增強方法的描述，哪一項是不準確的？（）A.直方圖均衡化通過調整圖像的灰度分布，使像素灰度值更均勻地分布，從而增強圖像對比度B.灰度變換可以通過線性或非線性函數(shù)對像素灰度值進行映射，改變圖像的亮度和對比度C.中值濾波是一種基于排序的非線性濾波方法，主要用于去除椒鹽噪聲，但會使圖像細節(jié)模糊D.圖像增強方法總是能夠在不引入任何失真或噪聲的情況下，完美地改善圖像質量27、數(shù)字圖像的質量評價對于圖像處理系統(tǒng)的性能評估至關重要。假設要客觀地評價一幅經(jīng)過處理后的圖像質量，以下哪種評價指標可能更多地考慮了人類視覺系統(tǒng)的特性？（）A.均方誤差（MSE）B.峰值信噪比（PSNR）C.結構相似性指數(shù)（SSIM）D.信息熵28、數(shù)字圖像處理在遙感領域有重要應用。假設要對一幅衛(wèi)星遙感圖像進行土地利用分類。以下關于數(shù)據(jù)預處理的步驟，哪一項是最為關鍵的？（）A.輻射校正，消除傳感器的誤差和噪聲B.幾何校正，糾正圖像的幾何變形C.圖像增強，提高圖像的對比度和清晰度D.數(shù)據(jù)融合，將多源數(shù)據(jù)綜合在一起29、在數(shù)字圖像的加密和解密中，假設要對一張重要的圖像進行加密保護。以下關于圖像加密方法的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過置亂圖像的像素位置來實現(xiàn)加密B.可以使用混沌系統(tǒng)生成加密密鑰，增加加密的安全性C.圖像加密后，其統(tǒng)計特性與原始圖像完全相同，無法被攻擊者分析D.圖像解密是加密的逆過程，能夠準確恢復原始圖像30、在數(shù)字圖像的去霧處理中，對于一幅因霧氣導致對比度降低和顏色失真的戶外圖像，需要恢復其清晰的視覺效果。以下哪種去霧算法可能更有效地去除霧氣并保留圖像的真實色彩和細節(jié)？（）A.基于暗通道先驗的去霧B.基于直方圖均衡化的去霧C.基于中值濾波的去霧D.基于高斯濾波的去霧二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析指紋圖像的增強和特征提取方法。2、（本題5分）分析圖像的基于深度學習的圖像超分辨率重建效果評估指標。3、（本題5分）探討圖像的基于深度學習的圖像實例分割的邊界精度改進。4、（本題5分）分析圖像幾何變換（如縮放、旋轉、平移）后的像素變化。5、（本題5分）探討圖像的基于深度學習的圖像去模糊評價指標。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本