西北大学《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、数字图像的光照校正用于解决图像中光照不均匀的问题。假设我们有一张人物面部图像，一侧较亮一侧较暗。以下哪种光照校正方法通常基于数学模型来估计光照分布？（）A.直方图均衡化B.同态滤波C.灰度变换D.中值滤波2、在数字图像的几何变换中，包括缩放、旋转和平移等操作。假设要对一幅数字地图进行缩放，以适应不同的显示需求。以下关于几何变换的精度要求，哪一项是最为重要的？（）A.变换后的图像应保持清晰，没有明显的失真B.计算速度要快，能够实时完成变换C.能够精确地控制缩放比例，保持地图的比例关系D.对图像的色彩没有影响3、数字图像的超分辨率重建旨在提高图像的分辨率。假设要将一张低分辨率的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，哪一项是不准确的？（）A.基于插值的方法通过计算相邻像素的值来增加图像的像素数量B.基于学习的方法利用大量的训练数据学习低分辨率到高分辨率的映射关系C.超分辨率重建能够生成与真实高分辨率图像完全相同的细节和信息D.结合多种先验知识可以提高超分辨率重建的效果4、在数字图像的去噪处理中，要有效去除噪声同时保留图像细节。假设一张图像受到高斯白噪声的污染，以下哪种去噪方法可能在保持图像清晰度方面表现更好？（）A.小波去噪B.经验模态分解去噪C.独立成分分析去噪D.非局部均值去噪5、图像的特征提取在模式识别和目标检测中起着关键作用。假设要从一幅人物图像中提取特征用于人脸识别。以下关于图像特征提取的描述，哪一项是不准确的？（）A.基于形状的特征提取可以通过提取图像中物体的轮廓、边界等形状信息来描述物体B.纹理特征可以通过灰度共生矩阵、小波变换等方法提取，反映图像的粗糙程度、方向性等C.局部特征描述子如SIFT和SURF对图像的旋转、缩放和光照变化具有不变性，适用于图像匹配和识别D.图像特征提取的结果总是能够准确地反映图像的内容和语义，不受图像质量和噪声的影响6、当处理数字图像的光照不均匀问题时，以下哪种方法可以有效地校正光照？（）A.直方图规定化B.同态滤波C.灰度变换D.以上都是。假设图像由于光照条件的影响，部分区域过亮或过暗，需要一种方法来均衡光照，使整个图像的亮度分布更加均匀，上述哪种方法能够达到较好的校正效果，并分别阐述其原理和应用7、在数字图像的形态学处理中，膨胀和腐蚀操作经常被使用。假设要对一张二值图像进行处理，以填充孔洞和消除小的孤立区域。以下关于形态学操作的描述，哪一项是不准确的？（）A.膨胀操作可以使图像中的目标区域扩大B.腐蚀操作可以使图像中的目标区域缩小C.开运算先腐蚀后膨胀，用于去除图像中的小物体和突出部分D.形态学操作对图像的处理结果不受结构元素的形状和大小的影响8、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9、图像压缩在数字图像处理中具有重要意义。假设要对一组高分辨率的医学图像进行存储和传输，需要采用有效的压缩技术。以下关于图像压缩的描述，哪一项是不准确的？（）A.无损压缩能够完全恢复原始图像的所有信息，但压缩比相对较低B.有损压缩通过舍弃一些不重要的图像信息来获得较高的压缩比，但会有一定的图像质量损失C.JPEG是一种常见的静态图像有损压缩标准，广泛应用于各种图像领域D.图像压缩算法的性能只取决于压缩比，与图像的类型和内容无关10、数字图像的彩色模型有多种，如RGB、HSV等。假设要对一幅彩色图像进行颜色调整，以增强特定颜色的效果。以下关于彩色模型的选择，哪一项是最合适的？（）A.RGB模型，直接对红、绿、蓝三个通道进行操作B.HSV模型，通过调整色相、饱和度和明度来实现颜色调整C.CMYK模型，适用于印刷领域的颜色处理D.YUV模型，常用于视频编码中的颜色表示11、在数字图像的纹理分析中，假设要描述一幅织物图像的纹理特征。以下关于纹理特征的描述，哪一项是最全面的？（）A.纹理的方向、频率和周期性B.纹理的粗糙度、对比度和均匀性C.纹理的统计特征，如均值和方差D.以上三个方面的特征结合起来，全面描述纹理12、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13、在图像增强中，限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的优点是（）A.避免过度增强B.增强效果更明显C.计算速度快D.以上都不是14、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设我们有一张由于曝光不足而显得灰暗的风景照片，需要对其进行增强以突出细节和改善视觉效果。以下哪种图像增强方法主要是通过扩展图像的灰度级动态范围来实现的？（）A.直方图均衡化B.灰度变换C.中值滤波D.高斯滤波15、图像的小波变换在数字图像处理中有着重要的应用。假设要对一幅图像进行多分辨率分析，以提取不同尺度的特征。以下关于小波变换的描述，正确的是：（）A.小波变换能够在不同尺度上对图像进行分解，同时保留图像的细节信息B.小波变换的计算复杂度高，不适合处理大规模图像C.图像经过小波变换后，其信息量会减少，导致图像质量下降D.小波变换只适用于特定类型的图像，如纹理丰富的图像16、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17、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18、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19、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20、图像压缩在数字图像处理中具有重要意义。考虑一个包含大量细节和复杂纹理的图像，如果要在保证一定图像质量的前提下实现较高的压缩比，以下哪种压缩算法可能更适合？（）A.JPEG压缩算法B.GIF压缩算法C.BMP无压缩格式D.PNG无损压缩算法21、在数字图像的纹理合成中，假设需要根据给定的小样本纹理生成大面积相似的纹理图像。以下哪种方法可能能够生成更自然和连贯的纹理？（）A.基于样例的纹理合成方法B.随机生成像素值来创建纹理C.复制原始纹理样本进行平铺D.不进行纹理合成，使用单一的纹理图案22、在数字图像的几何变换中，例如图像的旋转和缩放。如果在变换过程中不进行插值处理，可能会导致图像出现什么问题？（）A.图像失真B.图像分辨率降低C.图像颜色偏差D.图像数据丢失23、在数字图像的加密和解密中，需要保证图像的安全性和保密性。假设要对一张重要的医学图像进行加密，使其在传输和存储过程中不被轻易窃取和篡改，以下哪种加密算法可能较为合适？（）A.AES加密B.RSA加密C.混沌加密D.简单替换加密24、数字图像的质量评价对于评估图像处理算法的效果至关重要。假设要评价一幅经过增强处理后的图像质量，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）能够准确反映人眼对图像质量的主观感受B.结构相似性指数（SSIM）考虑了图像的结构信息，比PSNR更符合人眼视觉特性C.图像质量评价指标只适用于特定类型的图像处理算法，不具有通用性D.无论图像的内容和应用场景如何，一种质量评价指标都能全面评价图像质量25、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26、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设我们有一张曝光不足的夜景照片，需要对其进行增强以改善视觉效果。以下关于图像增强方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.直方图均衡化通过调整图像的灰度分布，使像素灰度值更均匀地分布，从而增强图像对比度B.灰度变换可以通过线性或非线性函数对像素灰度值进行映射，改变图像的亮度和对比度C.中值滤波是一种基于排序的非线性滤波方法，主要用于去除椒盐噪声，但会使图像细节模糊D.图像增强方法总是能够在不引入任何失真或噪声的情况下，完美地改善图像质量27、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28、数字图像处理在遥感领域有重要应用。假设要对一幅卫星遥感图像进行土地利用分类。以下关于数据预处理的步骤，哪一项是最为关键的？（）A.辐射校正，消除传感器的误差和噪声B.几何校正，纠正图像的几何变形C.图像增强，提高图像的对比度和清晰度D.数据融合，将多源数据综合在一起29、在数字图像的加密和解密中，假设要对一张重要的图像进行加密保护。以下关于图像加密方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过置乱图像的像素位置来实现加密B.可以使用混沌系统生成加密密钥，增加加密的安全性C.图像加密后，其统计特性与原始图像完全相同，无法被攻击者分析D.图像解密是加密的逆过程，能够准确恢复原始图像30、在数字图像的去雾处理中，对于一幅因雾气导致对比度降低和颜色失真的户外图像，需要恢复其清晰的视觉效果。以下哪种去雾算法可能更有效地去除雾气并保留图像的真实色彩和细节？（）A.基于暗通道先验的去雾B.基于直方图均衡化的去雾C.基于中值滤波的去雾D.基于高斯滤波的去雾二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析指纹图像的增强和特征提取方法。2、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像超分辨率重建效果评估指标。3、（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。4、（本题5分）分析图像几何变换（如缩放、旋转、平移）后的像素变化。5、（本题5分）探讨图像的基于深度学习的图像去模糊评价指标。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本