长沙理工大学城南学院《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25个小题，每小题1分，共25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、图像分割是将图像分成不同区域的过程。假设要从一张复杂的卫星图像中分割出陆地和水域。以下关于图像分割方法的描述，哪一项是错误的？（）A.阈值分割基于图像的灰度值，通过设定合适的阈值将图像分为不同的区域B.边缘检测算法可以找到图像中灰度值变化明显的区域，从而实现图像分割C.区域生长法从选定的种子点开始，将具有相似性质的像素合并为一个区域D.图像分割的结果总是精确无误的，不会存在过分割或欠分割的情况2、在数字图像的加密中，需要保证图像的安全性和保密性。假设我们有一张敏感的图像需要传输，以下哪种加密方法可以在不明显增加数据量的情况下实现较好的加密效果？（）A.对称加密算法B.非对称加密算法C.基于混沌系统的加密D.简单的位运算加密3、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4、图像分割是将图像分成不同的区域或对象。假设我们有一张细胞图像，需要将不同的细胞从背景中分割出来。以下哪种图像分割方法通常基于像素的灰度值相似性来进行分割？（）A.阈值分割B.区域生长C.边缘检测分割D.基于聚类的分割5、数字图像的纹理分析可以用于图像分类和识别。假设要分析一张织物图像的纹理特征，以下哪种纹理分析方法可能提供更有区分度的特征？（）A.灰度共生矩阵B.纹理频谱C.小波变换纹理分析D.以上方法结合使用6、在数字图像的形态学处理中，包括腐蚀、膨胀等操作。假设要对一幅二值图像进行处理，以去除小的噪声区域。以下关于形态学操作的顺序，哪一项是需要谨慎考虑的？（）A.先腐蚀后膨胀，实现开运算，去除小的突出部分B.先膨胀后腐蚀，实现闭运算，填充小的孔洞C.随机选择腐蚀或膨胀的顺序，效果没有差异D.同时进行腐蚀和膨胀操作，提高处理速度7、在数字图像的水印嵌入和提取中，要保证水印的不可见性和鲁棒性。假设要在一张数字图像中嵌入版权信息水印，以下哪种水印嵌入方法可能在抵抗常见图像处理操作时表现更好？（）A.空间域水印嵌入B.变换域水印嵌入C.基于深度学习的水印嵌入D.以上方法根据需求选择8、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卫星遥感图像中分割出特定的地物类型，如森林、水域和建筑区域。以下关于图像分割方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.阈值分割基于图像的灰度值，通过选择合适的阈值将图像分为前景和背景B.区域生长法从种子点开始，根据像素的相似性逐步合并相邻像素，形成区域C.边缘检测通过检测图像中像素灰度值的突变来确定物体的边缘，进而实现分割D.图像分割算法可以在任何情况下都能准确无误地分割出所有目标区域，不受图像噪声和复杂背景的影响9、在数字图像的存储格式中，TIFF格式具有一些独特的特点。假设要选择一种适合存储高质量、多通道图像的格式。以下关于TIFF格式的描述，正确的是：（）A.TIFF格式不支持压缩，文件体积较大，不适合存储大量图像B.TIFF格式只能存储灰度图像，无法存储彩色图像C.TIFF格式具有良好的兼容性和扩展性，可以存储丰富的图像信息D.TIFF格式的读取和写入速度非常快，适用于实时图像处理10、在数字图像的几何变换中，例如将一幅矩形图像旋转一定角度并保持图像内容的完整性和清晰度。考虑到图像中的像素分布和插值计算，以下哪种插值方法可能在图像质量和计算效率之间取得较好的平衡？（）A.最近邻插值B.双线性插值C.双三次插值D.样条插值11、在数字图像的多尺度分析中，能够获取不同尺度下的图像信息。假设要对一张纹理丰富的图像进行多尺度分析，以提取不同尺度下的特征，以下哪种多尺度分析方法可能更适合？（）A.金字塔变换B.小波变换C.曲波变换D.轮廓波变换12、在数字图像的边缘检测中，不同的边缘检测算子具有不同的特点。假设要检测图像中较为微弱和模糊的边缘，以下哪种边缘检测算子可能效果不佳？（）A.Sobel算子B.Canny算子C.Roberts算子D.Laplacian算子13、数字图像的分割后处理常用于优化分割结果。假设对一张分割后的图像进行处理，以消除小的孤立区域和填补空洞，以下哪种后处理方法可能最为有效？（）A.形态学开运算和闭运算B.区域合并和分裂C.边界平滑和细化D.以上方法结合使用14、图像的压缩感知技术在数字图像处理中具有潜在应用。假设要对一幅稀疏的医学图像进行压缩感知采样和重构，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，大大减少数据量B.压缩感知的重构算法简单高效，不需要复杂的计算C.图像的稀疏性对压缩感知的效果没有影响，任何图像都能适用D.压缩感知只适用于理论研究，在实际图像处理中没有应用价值15、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、在数字图像的立体匹配中，对于一对从不同视角拍摄的图像，需要找到对应的像素点以计算深度信息。由于图像中的光照、噪声和遮挡等因素，以下哪种立体匹配算法可能更具鲁棒性？（）A.基于区域的立体匹配B.基于特征的立体匹配C.基于深度学习的立体匹配D.以上都是18、图像的锐化处理可以增强图像的边缘和细节。假设要对一张模糊的图像进行锐化。以下关于图像锐化方法的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过一阶导数算子，如罗伯特算子，检测图像的边缘B.二阶导数算子，如拉普拉斯算子，对噪声比较敏感，一般需要先进行平滑处理C.反锐化掩蔽是一种基于原始图像和模糊图像差值的锐化方法D.图像锐化处理不会增强图像中的噪声19、数字图像的遥感应用中，需要对大量的卫星图像进行处理和分析。假设要从遥感图像中提取土地覆盖类型信息，以下哪种方法可能需要较高的计算资源和时间？（）A.基于像素的分类方法B.基于对象的分类方法C.深度学习的分类方法D.基于规则的分类方法20、数字图像的特征提取对于图像识别和分类至关重要。假设要对一组人物面部图像进行特征提取，以用于人脸识别系统，以下哪种特征提取方法可能具有较好的性能？（）A.基于纹理的特征提取B.基于形状的特征提取C.基于主成分分析（PCA）的特征提取D.基于深度学习的特征提取21、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作。假设我们有一张低对比度的医学图像，需要进行增强以更好地显示病变区域。以下关于图像增强方法的描述，正确的是：（）A.直方图均衡化会导致图像细节丢失，不适合用于医学图像增强B.线性拉伸可以有效地增强图像对比度，但可能会引入噪声C.中值滤波能够增强图像，但对边缘信息的保留效果较差D.图像增强方法对所有类型的图像都能产生相同的效果，无需考虑图像的特点22、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23、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24、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25、在数字图像的图像复原中，以下哪种先验知识可以帮助估计退化函数？（）A.图像的平滑性B.图像的边缘信息C.图像的统计特性D.以上都是。假设图像由于模糊、噪声等原因发生退化，需要利用先验知识来恢复原始清晰的图像，上述哪种先验知识能够为退化函数的估计提供有价值的线索，并解释其在图像复原中的作用和应用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述图像几何变换中的齐次坐标表示。2、（本题5分）说明数字图像在航空航天领域的应用。3、（本题5分）简述图像压缩中的预测编码方法。4、（本题5分）简述空域滤波和频域滤波的区别。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）创建一个程序，读取两幅图像，进行图像配准和融合的安全处理。确保配准和融合的准确性和安全性，显示处理后的图像。2、（本题5分）编写程序进行图像的对比度拉伸与颜色量化的组合处理。先进行对比度拉伸，然后进行颜色量化。3、（本题5分）用Java编写程序，对图像进行基于区域生长和分水岭的混合