华北理工大学《数字图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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30个小题，每小题1分，共30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、在数字图像的边缘检测中，需要准确地检测出图像中物体的边缘。假设图像中的边缘具有不同的强度和方向，以下哪种边缘检测算子可能会提供最准确和清晰的边缘结果？（）A.Roberts算子，计算对角方向的差分B.Sobel算子，基于梯度的大小和方向C.Prewitt算子，类似于Sobel但计算更简单D.不使用任何边缘检测算子，通过肉眼观察判断边缘2、数字图像的质量评价指标对于评估图像处理算法的效果非常重要。假设要评价一幅经过处理的图像的质量。以下关于图像质量评价指标的描述，正确的是：（）A.峰值信噪比（PSNR）越高，图像质量越好，能够准确反映人眼的主观感受B.结构相似性指数（SSIM）只考虑图像的结构信息，对图像的亮度和对比度变化不敏感C.均方误差（MSE）越小，图像质量越高，是最可靠的图像质量评价指标D.不同的图像质量评价指标各有优缺点，需要结合使用来全面评估图像质量3、在数字图像的加密和解密中，为了保护图像的隐私和安全性，需要对图像进行加密处理，使得未经授权的人员无法理解图像内容。以下哪种加密算法可能适用于数字图像加密？（）A.AESB.RSAC.DESD.以上都可以4、假设要对一组低分辨率的图像进行超分辨率重建，以获得更清晰、更详细的图像。考虑到图像的特征和先验知识，以下哪种超分辨率方法可能产生更逼真的效果？（）A.基于插值的方法B.基于重建的方法C.基于学习的方法D.以上都不是5、数字图像的质量评价对于图像处理系统的性能评估至关重要。假设要客观地评价一幅经过处理后的图像质量，以下哪种评价指标可能更多地考虑了人类视觉系统的特性？（）A.均方误差（MSE）B.峰值信噪比（PSNR）C.结构相似性指数（SSIM）D.信息熵6、在数字图像的几何变换中，比如需要对一幅图像进行旋转操作。假设图像包含复杂的内容和精细的结构，为了在旋转后尽量减少图像的失真和信息丢失，以下哪种插值方法通常是较好的选择？（）A.最近邻插值，直接使用最邻近像素的值B.双线性插值，基于相邻四个像素的线性组合C.双三次插值，考虑更多邻域像素的三次函数插值D.不进行插值，直接旋转图像导致像素缺失7、数字图像的色彩空间转换在图像处理中经常用到。假设要将一幅RGB色彩空间的图像转换为HSV色彩空间，以便更好地进行颜色分析，以下关于HSV色彩空间的描述，哪一项是不准确的？（）A.H表示色相，S表示饱和度，V表示明度B.HSV色彩空间比RGB色彩空间更适合描述颜色的感知特性C.在HSV色彩空间中，改变V值会影响颜色的色相和饱和度D.HSV色彩空间可以更直观地进行颜色的选取和调整8、当进行数字图像的多尺度分析时，例如使用小波变换。假设需要同时分析图像在不同尺度下的细节和概貌信息，以下关于小波变换的说法哪个是正确的？（）A.小波变换能够有效地捕捉图像的局部特征和奇异点B.小波变换的计算复杂度非常高，不适合处理大规模图像C.小波变换会导致图像信息的丢失，不建议使用D.不需要进行多尺度分析，只关注原始图像的单一尺度9、在数字图像的超分辨率重建中，假设要从一幅低分辨率图像生成高分辨率图像，并恢复丢失的细节。以下哪种方法可能会产生更逼真的高分辨率结果？（）A.基于插值的方法，如双线性插值B.基于深度学习的超分辨率模型，如SRCNNC.直接对低分辨率图像进行锐化处理D.不进行超分辨率重建，使用原始低分辨率图像10、在数字图像处理中，当需要对一幅包含大量细节和纹理的自然风景图像进行增强，以突出山脉的轮廓、树木的纹理和水流的动态，同时避免过度增强导致的噪声和失真。以下哪种图像增强方法可能最为有效？（）A.直方图均衡化B.灰度变换C.锐化滤波D.平滑滤波11、数字图像的光照校正旨在解决光照不均匀的问题。假设要对一幅由于光照不均而导致部分区域过暗或过亮的图像进行校正。以下关于校正方法的选择，哪一项是最有效的？（）A.基于直方图的方法，调整像素值的分布B.基于物理模型的方法，估计光照条件并进行补偿C.全局校正方法，对整个图像应用相同的校正参数D.局部校正方法，根据图像的不同区域进行自适应校正12、在数字图像的目标检测中，假设要在一幅复杂的城市街景图像中检测车辆。以下关于检测算法的实时性要求，哪一项是最为关键的？（）A.能够在短时间内处理大量图像，满足实时监控的需求B.检测结果的准确性高，即使处理速度较慢C.算法的模型参数少，便于在资源受限的设备上运行D.能够适应不同的光照和天气条件，保证检测的稳定性13、图像的边缘检测是图像处理的重要任务之一。假设要检测一幅自然风景图像中的物体边缘。以下关于边缘检测算子的描述，哪一项是不正确的？（）A.Roberts算子、Sobel算子和Prewitt算子都是基于梯度的边缘检测算子，对水平和垂直边缘有较好的检测效果B.Canny算子是一种性能较好的边缘检测算子，具有较好的信噪比和定位精度C.拉普拉斯算子是一种二阶导数算子，对噪声比较敏感，通常需要先进行平滑处理D.不同的边缘检测算子在任何情况下都能得到相同的边缘检测结果14、在图像增强中，限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的窗口大小对结果有（）A.很大影响B.较小影响C.没有影响D.不确定影响15、图像的频域处理是数字图像处理的重要手段之一。假设要对一幅图像进行频域滤波，以去除特定频率的成分。以下关于图像频域处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.通过傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，可以更方便地分析图像的频率成分B.低通滤波器可以去除图像中的高频成分，使图像变得模糊，起到平滑作用C.高通滤波器可以突出图像中的边缘和细节等高频成分，增强图像的对比度D.图像频域处理的效果与空间域处理完全相同，只是处理方式不同16、数字图像的去马赛克处理用于恢复由彩色滤镜阵列（CFA）采样得到的图像的完整色彩信息。假设要对一幅使用CFA采样的图像进行去马赛克，以下关于去马赛克方法的描述，正确的是：（）A.双线性插值去马赛克方法能够较好地恢复图像的色彩，但在边缘处容易产生色彩失真B.基于深度学习的去马赛克方法需要大量的训练数据，在实际应用中受限C.去马赛克处理不会影响图像的分辨率和清晰度D.无论CFA的模式和图像内容如何，一种去马赛克方法都能完美恢复色彩17、在数字图像的质量评价中，有主观评价和客观评价两种方法。假设我们要评估一个图像处理算法对图像质量的影响，以下哪种客观评价指标主要基于图像的像素差异？（）A.峰值信噪比（PSNR）B.结构相似性指数（SSIM）C.均方误差（MSE）D.以上都是18、在数字图像的处理中，图像的分辨率转换经常被需要。假设我们要将一张低分辨率图像放大为高分辨率图像，同时避免出现明显的锯齿和模糊。以下哪种分辨率转换方法通常能够结合图像的内容和结构信息？（）A.最近邻插值B.双线性插值C.双三次插值D.基于深度学习的超分辨率方法19、图像分割是将图像分成不同的区域或对象。假设要从一幅复杂的自然风景图像中分割出天空和地面区域，以下关于图像分割方法的描述，正确的是：（）A.基于阈值的分割方法简单直接，但对于灰度分布复杂的图像效果不佳B.区域生长算法总是能够准确地分割出具有相似特征的区域，不受噪声影响C.边缘检测算法可以清晰地划分出不同区域的边界，但对弱边缘的检测可能不准确D.图像分割算法的性能不受图像分辨率和噪声水平的影响20、在数字图像的加密处理中，假设要保护一幅机密图像的内容不被泄露。以下关于加密算法的安全性，哪一项是最为重要的？（）A.加密后的图像难以被破解，恢复原始图像B.加密和解密的速度快，满足实时需求C.加密算法的复杂度低，易于实现D.加密后的图像视觉效果好，不影响观看21、在数字图像的压缩标准中，以下关于JPEG2000的说法，错误的是（）A.JPEG2000相对于传统的JPEG标准，在压缩效率和图像质量方面有了显著提升B.它支持有损和无损压缩，并且具有更好的渐进传输特性C.JPEG2000的编码和解码复杂度较低，易于在各种设备上实现D.JPEG2000在医学图像、卫星图像等领域有广泛的应用前景22、在数字图像处理中，当需要增强图像中特定区域的对比度时，以下哪种方法通常较为有效？（）A.全局直方图均衡化B.局部直方图均衡化C.线性对比度拉伸D.非线性对比度拉伸。假设图像中只有部分区域的细节需要突出，而其他区域的对比度保持不变，上述哪种方法能够更精准地实现这一需求，并详细说明其原理和操作步骤23、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作。假设要处理一张曝光不足的风景照片，使其细节更加清晰，色彩更加鲜艳，同时要避免引入过多的噪声。以下哪种图像增强方法最为合适？（）A.直方图均衡化B.中值滤波C.高斯滤波D.拉普拉斯变换24、当对一幅卫星遥感图像进行土地利用分类，例如区分农田、森林、城市和水域等区域。由于图像覆盖范围广、地物类型多样且存在混合像素的情况，以下哪种分类方法可能更具鲁棒性？（）A.基于决策树的分类B.基于支持向量机的分类C.基于神经网络的分类D.基于随机森林的分类25、图像的锐化处理可以增强图像的边缘和细节。假设我们有一张稍微模糊的人物照片，想要使其看起来更清晰。以下哪种锐化方法通常基于微分运算来实现？（）A.拉普拉斯锐化B.梯度锐化C.Sobel锐化D.以上都是26、在数字图像的加密中，混沌加密是一种常见的方法。假设要使用混沌系统对图像进行加密。以下关于混沌加密的描述，哪一项是不准确的？（）A.混沌系统具有对初始条件敏感和伪随机性的特点，适合用于图像加密B.混沌加密的密钥空间大，增加了破解的难度C.混沌加密后的图像在视觉上完全不可理解，无法从中获取任何信息D.混沌加密算法的安全性只取决于混沌系统的参数，与加密过程无关27、图像的融合是将多幅图像组合成一幅新的图像。假设我们要将一张红外图像和一张可见光图像融合，以同时获取场景的温度信息和细节信息。以下哪种图像融合方法通常基于多尺度分解和融合策略？（）A.基于像素的融合B.基于区域的融合C.基于小波变换的融合D.基于特征的融合28、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29、在数字图像的立体视觉处理中，假设要从两幅具有一定视差的图像中恢复场景的深度信息。以下关于立体匹配算法的准确性，哪一项是最为重要的影响因素？（）A.图像的分辨率和质量B.匹配窗口的大小和形状C.场景中物体的纹理和结构D.以上三个因素都对匹配准确性有重要影响30、图像的压缩感知是一种新兴的图像压缩技术。假设要对一幅图像进行压缩感知处理。以下关于压缩感知的描述，正确的是：（）A.压缩感知可以在远低于奈奎斯特采样率的情况下准确重构图像B.压缩感知的重构过程简单快速，对计算资源要求低C.压缩感知适用于所有类型的图像，且压缩比可以任意设定D.图像经过压缩感知处理后，其质量不会受到任何影响二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析图像的对比度受限自适应直方图均衡化（CLAHE）。2、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像压缩性能评估指标。3、（本题5分）分析图像的自适应双边滤波。4、（本题5分）探讨图像的基于深度学习的图像实例分割的边界精度改进。5、（本题5分）探讨图像的基于平稳小波变换的图像特征提取方法。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）图像形态学处理