西北大學(xué)《數(shù)字圖像處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字圖像處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)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(shè)我們有一張人物面部圖像，一側(cè)較亮一側(cè)較暗。以下哪種光照校正方法通?；跀?shù)學(xué)模型來估計(jì)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(zhuǎn)和平移等操作。假設(shè)要對(duì)一幅數(shù)字地圖進(jìn)行縮放，以適應(yīng)不同的顯示需求。以下關(guān)于幾何變換的精度要求，哪一項(xiàng)是最為重要的？（）A.變換后的圖像應(yīng)保持清晰，沒有明顯的失真B.計(jì)算速度要快，能夠?qū)崟r(shí)完成變換C.能夠精確地控制縮放比例，保持地圖的比例關(guān)系D.對(duì)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(shè)要將一張低分辨率的圖像重建為高分辨率圖像。以下關(guān)于超分辨率重建方法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.基于插值的方法通過計(jì)算相鄰像素的值來增加圖像的像素?cái)?shù)量B.基于學(xué)習(xí)的方法利用大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)低分辨率到高分辨率的映射關(guān)系C.超分辨率重建能夠生成與真實(shí)高分辨率圖像完全相同的細(xì)節(jié)和信息D.結(jié)合多種先驗(yàn)知識(shí)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(shí)保留圖像細(xì)節(jié)。假設(shè)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(yàn)?zāi)B(tài)分解去噪C.獨(dú)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(shí)別和目標(biāo)檢測(cè)中起著關(guān)鍵作用。假設(shè)要從一幅人物圖像中提取特征用于人臉識(shí)別。以下關(guān)于圖像特征提取的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)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(duì)圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放和光照變化具有不變性，適用于圖像匹配和識(shí)別D.圖像特征提取的結(jié)果總是能夠準(zhǔn)確地反映圖像的內(nèi)容和語義，不受圖像質(zhì)量和噪聲的影響6、當(dāng)處理數(shù)字圖像的光照不均勻問題時(shí)，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(shè)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(gè)圖像的亮度分布更加均勻，上述哪種方法能夠達(dá)到較好的校正效果，并分別闡述其原理和應(yīng)用7、在數(shù)字圖像的形態(tài)學(xué)處理中，膨脹和腐蝕操作經(jīng)常被使用。假設(shè)要對(duì)一張二值圖像進(jìn)行處理，以填充孔洞和消除小的孤立區(qū)域。以下關(guān)于形態(tài)學(xué)操作的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.膨脹操作可以使圖像中的目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大B.腐蝕操作可以使圖像中的目標(biāo)區(qū)域縮小C.開運(yùn)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(xué)操作對(duì)圖像的處理結(jié)果不受結(jié)構(gòu)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(diào)整圖像的顏色偏差。假設(shè)要對(duì)一張顏色失真的風(fēng)景照片進(jìn)行顏色校正。以下關(guān)于顏色校正方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過白平衡調(diào)整來消除圖像中的色偏，使白色物體呈現(xiàn)真實(shí)的白色B.基于顏色查找表（CLUT）的方法可以根據(jù)預(yù)設(shè)的顏色映射關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行校正C.顏色校正可以完全恢復(fù)圖像的原始顏色，不受拍攝環(huán)境和設(shè)備的影響D.可以通過對(duì)圖像的各個(gè)顏色通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整來實(shí)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(shè)要對(duì)一組高分辨率的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，需要采用有效的壓縮技術(shù)。以下關(guān)于圖像壓縮的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.無損壓縮能夠完全恢復(fù)原始圖像的所有信息，但壓縮比相對(duì)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(huì)有一定的圖像質(zhì)量損失C.JPEG是一種常見的靜態(tài)圖像有損壓縮標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于各種圖像領(lǐng)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(nèi)容無關(guān)10、數(shù)字圖像的彩色模型有多種，如RGB、HSV等。假設(shè)要對(duì)一幅彩色圖像進(jìn)行顏色調(diào)整，以增強(qiáng)特定顏色的效果。以下關(guān)于彩色模型的選擇，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.RGB模型，直接對(duì)紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道進(jìn)行操作B.HSV模型，通過調(diào)整色相、飽和度和明度來實(shí)現(xiàn)顏色調(diào)整C.CMYK模型，適用于印刷領(lǐng)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(shè)要描述一幅織物圖像的紋理特征。以下關(guān)于紋理特征的描述，哪一項(xiàng)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(duì)比度和均勻性C.紋理的統(tǒng)計(jì)特征，如均值和方差D.以上三個(gè)方面的特征結(jié)合起來，全面描述紋理12、圖像壓縮對(duì)于數(shù)字圖像的存儲(chǔ)和傳輸至關(guān)重要。假設(shè)需要對(duì)大量的高分辨率醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，同時(shí)要盡量保證圖像質(zhì)量。以下關(guān)于圖像壓縮技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.無損壓縮算法可以完全恢復(fù)原始圖像，沒有任何信息損失，但壓縮比相對(duì)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(shí)現(xiàn)較高的壓縮比，但會(huì)導(dǎo)致一定程度的圖像質(zhì)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(zhuǎn)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(duì)圖像質(zhì)量的影響13、在圖像增強(qiáng)中，限制對(duì)比度自適應(yīng)直方圖均衡化（CLAHE）的優(yōu)點(diǎn)是（）A.避免過度增強(qiáng)B.增強(qiáng)效果更明顯C.計(jì)算速度快D.以上都不是14、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)是常見的操作之一。假設(shè)我們有一張由于曝光不足而顯得灰暗的風(fēng)景照片，需要對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)以突出細(xì)節(jié)和改善視覺效果。以下哪種圖像增強(qiáng)方法主要是通過擴(kuò)展圖像的灰度級(jí)動(dòng)態(tài)范圍來實(shí)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(yīng)用。假設(shè)要對(duì)一幅圖像進(jìn)行多分辨率分析，以提取不同尺度的特征。以下關(guān)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(duì)圖像進(jìn)行分解，同時(shí)保留圖像的細(xì)節(jié)信息B.小波變換的計(jì)算復(fù)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(huì)減少，導(dǎo)致圖像質(zhì)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(duì)于數(shù)字圖像的加密處理，假設(shè)需要對(duì)一幅重要的圖像進(jìn)行加密，以防止未經(jīng)授權(quán)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(duì)稱加密算法，如AESB.非對(duì)稱加密算法，如RSAC.簡(jiǎn)單的位運(yùn)算加密D.不進(jìn)行圖像加密，直接存儲(chǔ)明文圖像17、在圖像增強(qiáng)中，限制對(duì)比度自適應(yīng)直方圖均衡化（CLAHE）的窗口大小對(duì)結(jié)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(shí)別是數(shù)字圖像處理的重要應(yīng)用。假設(shè)要在一組圖像中找到與給定模板圖像相似的部分。以下關(guān)于圖像匹配方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.基于特征的匹配方法通過提取圖像的關(guān)鍵特征進(jìn)行匹配B.基于灰度的匹配方法直接比較圖像的灰度值進(jìn)行匹配C.模板匹配可以在整幅圖像上滑動(dòng)模板，計(jì)算相似度D.圖像匹配的結(jié)果總是準(zhǔn)確無誤的，不會(huì)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(zhǔn)確地分離出來。假設(shè)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(shè)定閾值B.區(qū)域生長(zhǎng)，從種子點(diǎn)開始逐步合并相似區(qū)域C.邊緣檢測(cè)結(jié)合形態(tài)學(xué)操作D.隨機(jī)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(gè)包含大量細(xì)節(jié)和復(fù)雜紋理的圖像，如果要在保證一定圖像質(zhì)量的前提下實(shí)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(shè)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(jī)生成像素值來創(chuàng)建紋理C.復(fù)制原始紋理樣本進(jìn)行平鋪D.不進(jìn)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(zhuǎn)和縮放。如果在變換過程中不進(jìn)行插值處理，可能會(huì)導(dǎo)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(shè)要對(duì)一張重要的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行加密，使其在傳輸和存儲(chǔ)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(jiǎn)單替換加密24、數(shù)字圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)于評(píng)估圖像處理算法的效果至關(guān)重要。假設(shè)要評(píng)價(jià)一幅經(jīng)過增強(qiáng)處理后的圖像質(zhì)量，以下關(guān)于圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的描述，正確的是：（）A.峰值信噪比（PSNR）能夠準(zhǔn)確反映人眼對(duì)圖像質(zhì)量的主觀感受B.結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)（SSIM）考慮了圖像的結(jié)構(gòu)信息，比PSNR更符合人眼視覺特性C.圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)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(nèi)容和應(yīng)用場(chǎng)景如何，一種質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)都能全面評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量25、圖像的壓縮感知是一種新興的圖像壓縮技術(shù)。假設(shè)要對(duì)一幅圖像進(jìn)行壓縮感知處理。以下關(guān)于壓縮感知的描述，正確的是：（）A.壓縮感知可以在遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣率的情況下準(zhǔn)確重構(gòu)圖像B.壓縮感知的重構(gòu)過程簡(jiǎn)單快速，對(duì)計(jì)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(shè)定D.圖像經(jīng)過壓縮感知處理后，其質(zhì)量不會(huì)受到任何影響26、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)是常見的操作之一。假設(shè)我們有一張曝光不足的夜景照片，需要對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)以改善視覺效果。以下關(guān)于圖像增強(qiáng)方法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.直方圖均衡化通過調(diào)整圖像的灰度分布，使像素灰度值更均勻地分布，從而增強(qiáng)圖像對(duì)比度B.灰度變換可以通過線性或非線性函數(shù)對(duì)像素灰度值進(jìn)行映射，改變圖像的亮度和對(duì)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(huì)使圖像細(xì)節(jié)模糊D.圖像增強(qiáng)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(zhì)量27、數(shù)字圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)于圖像處理系統(tǒng)的性能評(píng)估至關(guān)重要。假設(shè)要客觀地評(píng)價(jià)一幅經(jīng)過處理后的圖像質(zhì)量，以下哪種評(píng)價(jià)指標(biāo)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(jié)構(gòu)相似性指數(shù)（SSIM）D.信息熵28、數(shù)字圖像處理在遙感領(lǐng)域有重要應(yīng)用。假設(shè)要對(duì)一幅衛(wèi)星遙感圖像進(jìn)行土地利用分類。以下關(guān)于數(shù)據(jù)預(yù)處理的步驟，哪一項(xiàng)是最為關(guān)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(qiáng)，提高圖像的對(duì)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(shè)要對(duì)一張重要的圖像進(jìn)行加密保護(hù)。以下關(guān)于圖像加密方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過置亂圖像的像素位置來實(shí)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(jì)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(zhǔn)確恢復(fù)原始圖像30、在數(shù)字圖像的去霧處理中，對(duì)于一幅因霧氣導(dǎo)致對(duì)比度降低和顏色失真的戶外圖像，需要恢復(fù)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(shí)色彩和細(xì)節(jié)？（）A.基于暗通道先驗(yàn)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(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析指紋圖像的增強(qiáng)和特征提取方法。2、（本題5分）分析圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像超分辨率重建效果評(píng)估指標(biāo)。3、（本題5分）探討圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像實(shí)例分割的邊界精度改進(jìn)。4、（本題5分）分析圖像幾何變換（如縮放、旋轉(zhuǎn)、平移）后的像素變化。5、（本題5分）探討圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像去模糊評(píng)價(jià)指標(biāo)。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本