湖南工业大学科技学院《数字图像处理》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数字图像处理》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字图像的文物保护和修复中，图像处理技术可以发挥重要作用。假设要对一幅古老的绘画进行数字化修复，去除污渍和裂痕，以下哪种技术可能需要对绘画的艺术风格和历史背景有深入了解？（）A.图像修复算法B.图像增强技术C.色彩校正方法D.边缘检测操作2、图像的频域处理可以实现一些特定的效果。假设要对一张图像进行高通滤波，以增强图像的边缘信息。以下关于图像频域处理的描述，哪一项是错误的？（）A.傅里叶变换将图像从空域转换到频域，便于进行频域处理B.高通滤波通过保留图像的高频分量，突出图像的边缘和细节C.频域处理后的图像可以通过逆傅里叶变换转换回空域D.图像的频域处理比空域处理计算复杂度低，效率更高3、数字图像的目标识别是一项具有挑战性的任务。假设要从一组卫星图像中识别出特定的建筑物，以下关于目标识别方法的描述，正确的是：（）A.基于模板匹配的方法简单直接，但对目标的旋转和缩放变化适应性差B.特征提取和分类器结合的方法能够准确识别目标，但特征的选择对结果影响不大C.深度学习方法在目标识别中需要大量的标注数据，对于小样本数据效果不佳D.目标识别的准确率只取决于图像的分辨率，与目标的特征和背景无关4、在数字图像的目标跟踪中，假设要跟踪一个在复杂背景中运动的物体。以下关于跟踪算法的适应性，哪一项是需要重点考虑的？（）A.对物体的形状变化具有鲁棒性B.能够快速适应光照的变化C.在物体被部分遮挡时仍能准确跟踪D.以上三个方面都需要重点考虑5、图像的配准是将不同时间、不同视角或不同传感器获取的图像进行对齐。假设要将两张有一定旋转和平移差异的图像进行精确配准。以下关于图像配准方法的描述，正确的是：（）A.基于特征的配准方法通过提取图像中的显著特征进行匹配，对图像的变形适应性强B.基于灰度的配准方法直接比较图像的灰度值，计算简单，但精度较低C.图像配准过程中，初始估计的配准参数对最终配准结果没有影响D.无论图像的差异有多大，都可以通过一次配准操作达到完美的对齐效果6、在数字图像的运动估计中，用于分析图像序列中的物体运动。假设我们要估计一段视频中物体的运动速度和方向，以下哪种运动估计方法通常基于块匹配的思想？（）A.光流法B.块匹配法C.相位相关法D.特征跟踪法7、图像的匹配和识别是数字图像处理的重要应用。假设要在一组图像中找到与给定模板图像相似的部分。以下关于图像匹配方法的描述，哪一项是错误的？（）A.基于特征的匹配方法通过提取图像的关键特征进行匹配B.基于灰度的匹配方法直接比较图像的灰度值进行匹配C.模板匹配可以在整幅图像上滑动模板，计算相似度D.图像匹配的结果总是准确无误的，不会受到图像变形和光照变化的影响8、当处理数字医学图像，例如X光片或者MRI图像时，假设需要突出显示图像中的特定组织或病变区域。以下哪种图像处理技术可能是最有用的？（）A.图像增强，调整对比度和亮度B.图像分割，分离出感兴趣的区域C.图像配准，与标准模板进行对比D.不进行任何处理，直接由医生观察原始图像9、数字图像的气象预测中，卫星云图的处理和分析具有重要意义。假设要从卫星云图中预测天气变化趋势，以下哪种图像处理方法可能需要结合大气物理模型？（）A.图像分割B.图像配准C.特征提取D.图像融合10、数字图像的颜色校正用于调整图像的颜色偏差。假设要对一张颜色失真的风景照片进行颜色校正。以下关于颜色校正方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过白平衡调整来消除图像中的色偏，使白色物体呈现真实的白色B.基于颜色查找表（CLUT）的方法可以根据预设的颜色映射关系对图像进行校正C.颜色校正可以完全恢复图像的原始颜色，不受拍摄环境和设备的影响D.可以通过对图像的各个颜色通道进行独立调整来实现颜色校正11、数字图像的噪声去除是图像处理中的一个重要环节。假设一张医学图像受到了高斯噪声的干扰。以下关于噪声去除方法的描述，哪一项是错误的？（）A.均值滤波通过计算邻域像素的平均值来平滑图像，去除噪声B.高斯滤波是一种基于高斯函数的加权平均滤波，对高斯噪声有较好的去除效果C.小波变换可以将图像分解为不同的频率分量，从而去除噪声D.噪声去除后，图像的细节和边缘信息不会受到任何影响12、数字图像的超分辨率重建旨在提高图像的分辨率。假设要将一幅低分辨率图像重建为高分辨率图像。以下关于超分辨率重建方法的描述，正确的是：（）A.基于插值的超分辨率重建方法简单高效，能够生成非常清晰的高分辨率图像B.深度学习中的超分辨率重建模型需要大量的训练数据，且对图像内容有一定的限制C.超分辨率重建可以无限制地提高图像的分辨率，不受硬件和物理条件的约束D.所有的超分辨率重建方法都能够完美恢复出低分辨率图像丢失的细节信息13、在数字图像处理的实际应用中，图像拼接是常见的操作。假设要将多张具有重叠区域的图像拼接成一幅全景图像。以下关于图像拼接的描述，正确的是：（）A.只需简单地将图像按照顺序拼接在一起，无需考虑重叠区域的处理B.图像拼接过程中，亮度和色彩的差异不会对拼接效果产生影响C.特征匹配和图像融合是图像拼接中的关键步骤，直接决定拼接质量D.图像拼接只适用于拍摄场景固定、光照均匀的情况14、数字图像的复原旨在去除图像中的退化因素，恢复原始图像。假设图像由于运动模糊而退化，要对其进行复原。以下关于图像复原方法的描述，正确的是：（）A.可以通过建立准确的退化模型，然后进行逆运算来实现图像的完美复原B.图像复原过程中，噪声的存在不会对复原效果产生影响C.盲图像复原不需要关于退化的先验知识，也能取得较好的效果D.图像复原的效果受到多种因素的限制，通常无法完全恢复原始图像15、数字图像的质量评价是衡量图像处理效果的重要手段。假设要评价一幅经过增强处理后的图像质量，以下关于评价指标的选择，哪一项是最全面的？（）A.均方误差（MSE），衡量图像的失真程度B.峰值信噪比（PSNR），比较原始图像和处理后图像的差异C.结构相似性指数（SSIM），考虑图像的结构信息D.同时使用MSE、PSNR和SSIM，从不同方面进行评价16、在数字图像的加密技术中，以下哪种加密算法能够提供较高的安全性？（）A.DES加密算法B.AES加密算法C.RSA加密算法D.以上都是。假设需要对一幅包含敏感信息的数字图像进行加密传输，要求加密后的图像在没有正确密钥的情况下难以被破解，上述哪种加密算法能够满足这一高安全性的需求，并解释其加密强度和安全性保障机制17、对于数字图像的加密处理，假设需要对一幅重要的图像进行加密，以防止未经授权的访问和篡改。以下哪种加密方法可能提供较高的安全性？（）A.对称加密算法，如AESB.非对称加密算法，如RSAC.简单的位运算加密D.不进行图像加密，直接存储明文图像18、在数字图像的水印技术中，用于版权保护和信息隐藏。假设我们要在一幅图像中嵌入不可见的水印信息，同时不影响图像的视觉质量。以下哪种水印嵌入方法通常对图像的修改较小？（）A.空间域水印嵌入B.变换域水印嵌入C.基于压缩的水印嵌入D.基于加密的水印嵌入19、在数字图像的复原处理中，用于恢复由于各种原因而退化的图像。假设一幅图像由于相机抖动而模糊，以下关于图像复原方法的描述，正确的是：（）A.逆滤波方法可以完全恢复由于运动模糊造成的图像退化，效果理想B.维纳滤波考虑了噪声的影响，在存在噪声的情况下比逆滤波效果更好C.图像复原过程中不需要对退化模型进行准确估计，也能得到较好的结果D.图像的退化程度对复原方法的选择没有影响，任何方法都可以尝试20、对于数字图像的目标跟踪，以下哪种特征在目标发生形变和光照变化时具有较好的稳定性？（）A.颜色特征B.纹理特征C.形状特征D.角点特征。假设需要在视频序列中跟踪一个不断运动和变化的目标，上述哪种特征能够在复杂的环境变化中保持对目标的有效描述和跟踪，同时说明其在应对目标变化时的鲁棒性和适应性二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释霍夫曼编码的原理和步骤。2、（本题5分）解释SIFT特征的特点和优势。3、（本题5分）解释边缘检测的基本思想。4、（本题5分）简述RGB色彩模型的原理。5、（本题5分）说明数字图像在艺术创作中的应用。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写程序进行图像的分割。采用不同的图像分割算法，如阈值分割、区域生长等，将图像分割成不同的区域并显示结果。2、（本题5分）编写程序进行图像的边缘检测与细化结合。先进行边缘检测，然后对边缘进行细化处理，输入图像并展示处理后的结果。3、（本题5分）利用Python和图像处理库，读取一张图像，实现图像的色彩调整和噪声去除的组合操作。4、（本题5分）