江南大学《数字图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数字图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、图像压缩对于数字图像的存储和传输至关重要。假设需要对大量的高分辨率医学图像进行压缩存储，同时要尽量保证图像质量。以下关于图像压缩技术的描述，哪一项是不正确的？（）A.无损压缩算法可以完全恢复原始图像，没有任何信息损失，但压缩比相对较低B.有损压缩算法通过舍弃一些不太重要的图像信息来实现较高的压缩比，但会导致一定程度的图像质量下降C.基于变换的压缩方法，如离散余弦变换（DCT），将图像从空间域转换到频率域，便于去除冗余信息D.图像压缩比越高越好，不需要考虑压缩算法对图像质量的影响2、在数字图像的加密处理中，保障图像的安全性和隐私性至关重要。假设要对一幅机密图像进行加密传输。以下关于图像加密的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用对称加密算法如AES对图像进行加密，加密和解密使用相同的密钥B.非对称加密算法如RSA可以用于数字签名和密钥交换，保障加密的安全性C.图像加密后完全变成无意义的随机噪声，无法从中获取任何关于原始图像的信息D.图像加密技术可以完全防止图像被非法破解和窃取，不需要其他安全措施3、在数字图像处理中，图像的几何变换经常被使用。假设我们需要对一张倾斜的文档图像进行矫正，使其变得水平。以下哪种几何变换可以实现这个目标？（）A.平移变换B.旋转变换C.缩放变换D.仿射变换4、数字图像的工业检测中，例如检测产品表面的缺陷。假设产品表面的缺陷具有随机性和多样性，以下哪种图像采集方式可能有助于提高检测的准确性？（）A.多角度拍摄B.高帧率拍摄C.红外线成像D.紫外线成像5、数字图像的增强可以通过直方图修改来实现。假设要通过直方图均衡化增强图像的对比度。以下关于直方图均衡化的描述，正确的是：（）A.直方图均衡化会使图像的灰度级均匀分布，增强图像的整体对比度B.直方图均衡化可能会导致某些细节的丢失，并且对所有类型的图像都适用C.直方图均衡化过程中，不会改变图像的像素值，只是调整了像素的分布D.直方图均衡化只能用于灰度图像，对彩色图像无法进行处理6、当对一张老旧的黑白照片进行修复，以去除划痕、斑点和褪色等缺陷，并恢复其清晰度和对比度。以下哪种图像处理技术组合可能会产生较好的效果？（）A.图像去噪和对比度增强B.图像锐化和颜色恢复C.图像修复和直方图均衡化D.图像分割和形态学处理7、对于数字图像的压缩，假设需要在保持较高图像质量的同时尽可能减少存储空间。以下哪种图像压缩算法可能是最合适的选择？（）A.JPEG压缩算法，利用离散余弦变换和量化B.BMP图像格式，不进行压缩直接存储C.GIF压缩算法，适用于简单的图像和动画D.不进行图像压缩，保留原始的大数据量图像8、在数字图像的分割中，要将一幅图像中的前景物体从背景中准确地分离出来。假设图像中的物体和背景在颜色、纹理等特征上有一定的相似性，以下哪种图像分割方法可能更有效？（）A.阈值分割，基于像素灰度值设定阈值B.区域生长，从种子点开始逐步合并相似区域C.边缘检测结合形态学操作D.随机分割图像，不考虑图像的特征9、数字图像的压缩编码中，哈夫曼编码是一种常用的方法。假设要对一组图像数据进行哈夫曼编码。以下关于哈夫曼编码的描述，哪一项是不准确的？（）A.哈夫曼编码根据字符出现的频率生成可变长度的编码，频率高的字符编码短B.编码过程需要对图像数据的统计特性进行分析C.哈夫曼编码是一种无损编码方法，解码后能够完全恢复原始数据D.哈夫曼编码的压缩效率不受图像数据的特点和分布影响10、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设要对一张低对比度的医学图像进行增强，以突出显示病变区域。以下关于图像增强方法的选择，哪一项是需要重点考虑的？（）A.直方图均衡化，通过重新分布像素值来增强对比度B.中值滤波，用于去除图像中的噪声C.图像锐化，强调图像的边缘和细节D.色彩空间转换，改变图像的颜色表示方式11、在数字图像的彩色空间转换中，例如从RGB空间转换到HSV空间，以更方便地进行颜色处理和分析。对于特定的图像分析任务，如颜色提取和匹配，以下哪种颜色空间可能更具优势？（）A.HSVB.YUVC.CMYKD.Lab12、数字图像处理中的图像分割是将图像分成不同的区域。假设要对一张细胞图像进行分割，以区分不同的细胞结构。以下关于图像分割方法的选择，哪一项是不合适的？（）A.阈值分割，基于像素值的阈值进行区域划分B.区域生长法，从种子点开始逐步合并相似区域C.基于深度学习的分割方法，如卷积神经网络D.随机分割，不考虑图像的特征和结构13、在数字图像的几何变换中，例如旋转和缩放。假设要对一幅包含精细细节的建筑图像进行旋转操作，以下关于几何变换的描述，正确的是：（）A.直接使用最近邻插值进行图像旋转可以保持图像的清晰度和细节B.双线性插值在图像缩放时能够产生更平滑的效果，但计算复杂度较高C.几何变换不会导致图像的信息丢失和失真，无论变换的程度如何D.图像的几何变换只需要考虑变换的角度和比例，不需要考虑图像的内容14、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15、图像分割是将图像分成不同区域的过程。假设要对一幅包含多个物体的自然图像进行精确分割，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高效，适用于所有类型的自然图像分割B.区域生长法能够根据像素的相似性进行分割，但容易受到噪声的影响C.边缘检测算法能够准确地找到物体的边缘，从而实现精确的图像分割D.深度学习中的语义分割模型在处理复杂自然图像时效果不佳，不如传统方法16、在数字图像的目标跟踪中，实时准确地跟踪目标是关键。假设要在一段视频中跟踪一个移动的车辆。以下关于目标跟踪方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.基于特征的跟踪方法通过提取目标的特征，如颜色、形状、纹理等，来实现跟踪B.基于模型的跟踪方法通过建立目标的数学模型，预测目标的位置和状态C.粒子滤波是一种基于概率的跟踪方法，通过大量的粒子来表示目标的可能状态D.目标跟踪方法在任何复杂的场景和光照条件下都能稳定准确地跟踪目标17、在数字图像的形态学处理中，常用于图像的简化和特征提取。假设要对一张二值图像进行处理，以去除小的孤立区域和填充小孔，以下哪种形态学操作可能最为有效？（）A.腐蚀B.膨胀C.开运算D.闭运算18、图像分割是将图像划分为不同区域的过程。以下关于阈值分割方法的描述，不正确的是（）A.阈值分割通过选择合适的灰度阈值，将图像分为前景和背景两部分B.可以通过手动设定阈值或使用自动阈值选择算法来确定分割阈值C.阈值分割方法简单高效，但对于灰度分布复杂或存在噪声的图像效果不佳D.阈值分割能够适用于所有类型的图像，并且总是能够准确地分割出目标区域19、在数字图像处理中，图像增强是一种常见的操作。假设我们有一张由于光照不足而显得暗淡的风景照片，需要对其进行增强处理。以下关于图像增强方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.直方图均衡化通过重新分布图像的灰度级，使图像的对比度增强B.基于空域的滤波方法，如中值滤波，可以去除图像中的噪声同时保持图像的边缘信息C.频域滤波方法，如低通滤波，能够突出图像的高频细节，使图像更加清晰D.灰度变换可以通过调整图像的灰度值范围来增强图像的亮度和对比度20、图像的融合是将多幅图像的信息综合到一幅图像中。假设要将一张红外图像和一张可见光图像融合。以下关于图像融合方法的描述，哪一项是错误的？（）A.可以基于像素级的融合方法，直接对像素值进行加权或组合B.特征级融合方法先提取图像的特征，然后进行融合C.决策级融合方法根据图像的分类或决策结果进行融合D.图像融合的结果总是能够完美地结合多幅图像的优势，不存在任何缺陷二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述Frei-Chen算子在边缘检测中的应用。2、（本题5分）简述数字图像的缩放变换算法。3、（本题5分）解释数字图像在眼镜行业中的作用。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现图像的彩色增强。通过调整彩色图像的颜色分量，增强图像的色彩效果。考虑不同的增强策略。2、（本题5分）利用OpenCV对图像进行中值滤波、锐化和高斯模糊的多次交替组合处理。交替进行中值滤波、锐化和高斯模糊操作，观察图像的变化并显示结果。3、（本题5分）实