中南民族大學《圖像處理中的數學方法》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《圖像處理中的數學方法》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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量B.基于學習的方法利用大量的訓練數據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2、對于數字圖像的壓縮，有多種算法可供選擇。假設要對一個包含大量重復圖案和相似區(qū)域的圖像進行壓縮，同時要求在解壓后能夠較好地恢復圖像質量。以下哪種壓縮算法可能更適合？（）A.JPEG壓縮B.PNG壓縮C.GIF壓縮D.BMP壓縮3、數字圖像的色彩空間轉換在圖像處理中經常用到。假設要將一幅RGB色彩空間的圖像轉換為HSV色彩空間，以便更好地進行顏色分析，以下關于HSV色彩空間的描述，哪一項是不準確的？（）A.H表示色相，S表示飽和度，V表示明度B.HSV色彩空間比RGB色彩空間更適合描述顏色的感知特性C.在HSV色彩空間中，改變V值會影響顏色的色相和飽和度D.HSV色彩空間可以更直觀地進行顏色的選取和調整4、對于數字圖像的特征提取，以下哪種特征對圖像的旋轉、縮放和平移具有不變性？（）A.顏色特征B.紋理特征C.形狀特征D.空間關系特征。假設需要對不同姿態(tài)和尺寸的同一物體進行識別和匹配，上述哪種特征能夠在圖像發(fā)生幾何變換時保持穩(wěn)定性，并解釋其不變性的原理和實現方式5、在數字圖像的目標識別中，特征選擇和提取至關重要。假設要從一幅圖像中識別出特定的物體。以下關于特征選擇和提取方法的描述，正確的是：（）A.手工設計的特征能夠準確地描述物體的特征，優(yōu)于自動學習的特征B.深度學習中的卷積神經網絡自動學習的特征具有更強的表達能力和泛化能力C.特征的數量越多，目標識別的準確率就越高D.特征選擇和提取方法對目標識別的性能沒有顯著影響6、在數字圖像的邊緣檢測中，用于提取圖像中的物體輪廓。假設要檢測一幅電路板圖像中的線路邊緣，以下關于邊緣檢測算子的描述，正確的是：（）A.Sobel算子對噪聲比較敏感，容易檢測出虛假邊緣B.Canny算子能夠在檢測邊緣的同時有效地抑制噪聲，得到較為準確的邊緣C.Roberts算子在檢測斜向邊緣時效果最佳，其他方向的邊緣檢測效果較差D.邊緣檢測算子的選擇對最終的邊緣檢測結果影響不大，可以隨意選擇7、在數字圖像的分類任務中，需要將圖像準確分類到不同的類別。假設要對一組醫(yī)學圖像進行疾病分類，以下哪種分類算法結合適當的特征提取方法可能取得更好的分類效果？（）A.支持向量機B.決策樹C.隨機森林D.神經網絡8、對于數字圖像的色彩空間轉換，以下哪種色彩空間在圖像分割和目標識別中經常被使用？（）A.RGB色彩空間B.HSV色彩空間C.YUV色彩空間D.CMYK色彩空間。假設要從一幅復雜的彩色圖像中準確地分割出特定顏色的物體，上述哪種色彩空間能夠提供更有利的特征表示和處理方式，并說明其優(yōu)勢所在9、數字圖像的去噪方法有多種。假設要去除一幅圖像中的高斯噪聲，同時盡量保持圖像的邊緣和細節(jié)。以下關于去噪方法的描述，正確的是：（）A.雙邊濾波在去除高斯噪聲的同時，能夠較好地保護邊緣和細節(jié)B.維納濾波適用于去除強噪聲，對高斯噪聲效果不佳C.小波閾值去噪能夠完全去除高斯噪聲，且不會引入任何失真D.所有的去噪方法在去除高斯噪聲時都會導致圖像的邊緣模糊10、數字圖像的銳化處理可以增強圖像的邊緣和細節(jié)。假設要對一幅模糊的人物圖像進行銳化。以下關于銳化方法的副作用，哪一項是需要注意的？（）A.可能會引入噪聲，使圖像質量下降B.過度銳化會導致圖像失真和不自然C.銳化后的圖像可能會出現光暈現象D.以上三個方面的副作用都需要注意11、圖像的形態(tài)學處理常用于圖像的簡化和特征提取。假設要對一幅二值圖像進行膨脹操作，以連接斷開的部分。以下關于形態(tài)學操作的描述，正確的是：（）A.膨脹操作會使圖像中的物體變大，填充細小的空洞和間隙B.形態(tài)學操作只對二值圖像有效，對灰度圖像沒有任何作用C.多次進行膨脹操作可以不斷增加圖像中物體的面積，沒有上限D.膨脹操作會破壞圖像中物體的原有形狀，導致無法恢復12、圖像的色彩空間轉換在數字圖像處理中經常用到。假設要將一幅RGB色彩空間的圖像轉換為HSV色彩空間進行處理，以下關于色彩空間轉換的描述，正確的是：（）A.RGB到HSV的轉換是線性的，不會引入任何誤差B.HSV色彩空間更適合于基于顏色的圖像分割和分析C.色彩空間的轉換對圖像的內容和特征沒有任何影響D.無論圖像的應用場景如何，RGB色彩空間總是優(yōu)于其他色彩空間13、數字圖像的復原旨在去除圖像中的退化因素，恢復原始圖像。假設圖像由于運動模糊而退化，要對其進行復原。以下關于圖像復原方法的描述，正確的是：（）A.可以通過建立準確的退化模型，然后進行逆運算來實現圖像的完美復原B.圖像復原過程中，噪聲的存在不會對復原效果產生影響C.盲圖像復原不需要關于退化的先驗知識，也能取得較好的效果D.圖像復原的效果受到多種因素的限制，通常無法完全恢復原始圖像14、在數字圖像的超分辨率重建中，假設要從一幅低分辨率圖像生成高分辨率圖像，并恢復丟失的細節(jié)。以下哪種方法可能會產生更逼真的高分辨率結果？（）A.基于插值的方法，如雙線性插值B.基于深度學習的超分辨率模型，如SRCNNC.直接對低分辨率圖像進行銳化處理D.不進行超分辨率重建，使用原始低分辨率圖像15、對于數字圖像的銳化處理，假設需要增強圖像的邊緣和細節(jié)，使其看起來更清晰。以下哪種銳化方法可能在避免過度增強噪聲的同時達到較好的效果？（）A.拉普拉斯銳化，基于二階導數B.高通濾波銳化C.不進行銳化處理，保持圖像的原始狀態(tài)D.隨機增強圖像的某些區(qū)域來模擬銳化16、在數字圖像處理中，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)范圍來實現的？（）A.直方圖均衡化B.灰度變換C.中值濾波D.高斯濾波17、在數字圖像的去馬賽克處理中，假設圖像傳感器采集的原始數據是經過顏色濾波陣列（CFA）采樣的，需要恢復出全彩色圖像。以下哪種去馬賽克算法可能更能準確地恢復顏色信息？（）A.基于鄰域的去馬賽克算法B.基于邊緣的去馬賽克算法C.基于深度學習的去馬賽克模型D.不進行去馬賽克處理，直接使用采樣后的圖像18、對于數字圖像的運動估計，假設要在視頻序列中估計物體的運動軌跡和速度。以下哪種方法可能在存在噪聲和遮擋的情況下更可靠？（）A.基于塊匹配的運動估計方法B.基于光流的運動估計方法C.不考慮物體的運動，只處理每一幀獨立的圖像D.隨機猜測物體的運動狀態(tài)19、在數字圖像的多尺度分析中，假設要對一幅圖像進行不同尺度的特征提取。以下關于多尺度方法的選擇，哪一項是最合適的？（）A.小波變換，能夠在不同尺度上分解圖像的頻率成分B.金字塔算法，通過逐步下采樣構建圖像的多尺度表示C.高斯金字塔，結合高斯濾波和下采樣實現多尺度分析D.以上三種方法都可以，根據具體需求選擇20、在數字圖像的壓縮感知理論中，假設要對一幅圖像進行壓縮采樣和重構。以下關于壓縮感知的描述，哪一項是不準確的？（）A.壓縮感知可以在遠低于奈奎斯特采樣率的情況下采集信號，并精確重構B.重構圖像的質量取決于測量矩陣的設計和重構算法的性能C.壓縮感知適用于所有類型的圖像，無需考慮圖像的特征和結構D.可以利用圖像的稀疏性和相關性來實現壓縮感知二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述圖像幾何變換中的旋轉中心的確定。2、（本題5分）監(jiān)督學習和無監(jiān)督學習在圖像分類中的應用。3、（本題5分）解釋圖像配準中的多模態(tài)配準問題。4、（本題5分）數字圖像開運算和閉運算的特點是什么？5、（本題5分）在工業(yè)檢測圖像中，如何檢測表面粗糙度？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現圖像的色彩空間轉換與銳化的連續(xù)操作。先進行色彩空間轉換，然后進行銳化處理。2、（本題5分）實現圖像的去噪功能。針對添加了噪聲的圖像，使用合適的去噪算法進行處理，恢復圖像的質量。比較不同去噪算法的效果。3、（本題5分）編寫程序進行圖像的噪聲去除與色彩空間轉換的同步操作。在去除噪聲的同時進行色彩空間轉換。4、（本題5分）編寫