中国地质大学（武汉）《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题号一二三四总分得分批阅人一、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、在数字图像的投影变换中，假设需要将图像从一个视角转换到另一个视角。以下关于投影变换的描述哪个是正确的？（）A.投影变换可以保持图像的形状和比例不变B.投影变换会导致图像的几何失真，需要适当的校正C.投影变换只适用于平面图像，对于立体图像无效D.不进行投影变换，使用原始图像的视角2、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3、在数字图像的压缩感知理论中，通过少量的测量值可以重构出原始图像。假设我们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，哪一项是不正确的？（）A.压缩感知需要先对图像进行稀疏表示B.测量矩阵的设计对压缩感知的效果有重要影响C.压缩感知可以在任何情况下完美重构原始图像D.压缩感知适用于数据量大且具有稀疏性的图像4、数字图像的分割后处理用于优化分割结果。假设已经得到了一幅初步分割的细胞图像，以下关于分割后处理方法的描述，正确的是：（）A.形态学开运算可以去除分割区域中的小噪声和孤立点，使分割结果更平滑B.区域合并算法总是能够将正确的区域合并，不会导致过度合并C.分割后处理对最终的图像分析和理解没有作用D.无论分割结果的质量如何，不需要进行后处理，直接使用即可5、数字图像的光照校正用于改善不均匀的光照条件。假设要对一张光照不均的面部图像进行校正，使面部亮度均匀，以下哪种光照校正方法可能效果较好？（）A.直方图均衡化光照校正B.同态滤波光照校正C.基于物理模型的光照校正D.以上方法结合使用6、在数字图像的水印嵌入技术中，以下哪种嵌入位置能够在保证水印不可见性的同时具有较好的鲁棒性？（）A.图像的高频部分B.图像的低频部分C.图像的边缘部分D.图像的平滑部分。假设需要在一幅数字图像中嵌入水印信息，使其在不影响图像视觉质量的前提下，能够抵抗常见的图像处理操作和攻击，上述哪个嵌入位置能够满足这一要求，并解释其原因和实现方式7、在数字图像的立体匹配中，以下哪种约束条件可以减少匹配的歧义性？（）A.唯一性约束B.相容性约束C.视差连续性约束D.以上都是。假设需要从一对立体图像中准确地计算出每个像素的视差，以恢复场景的三维结构，上述哪种约束条件能够有效地限制匹配的可能性，提高匹配的准确性，并详细阐述其在立体匹配中的作用和应用8、图像的特征提取在图像识别和分析中至关重要。假设要从一组人脸图像中提取特征用于人脸识别。以下关于图像特征提取方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.边缘和角点是图像的重要局部特征，可以通过特定的算法检测出来B.纹理特征可以描述图像中重复出现的模式和结构C.主成分分析（PCA）可以将高维的图像数据降维，提取主要的特征D.提取的图像特征越多，图像识别的准确率就一定越高9、在数字图像的多尺度分析中，例如对一幅包含不同大小物体的图像进行分析，需要在不同尺度上提取特征和信息。以下哪种多尺度分析工具可能更适合这种需求？（）A.小波变换B.金字塔变换C.傅里叶变换D.以上都不是10、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11、在数字图像的复原中，需要从退化的图像中恢复出原始图像。假设一张图像由于运动模糊而退化，要恢复其清晰的内容，以下哪种图像复原方法可能更有效？（）A.逆滤波B.维纳滤波C.约束最小二乘滤波D.盲去卷积12、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13、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14、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15、在数字图像的复原处理中，假设图像由于运动模糊或者散焦而变得模糊不清。为了恢复图像的清晰程度，需要知道图像的退化模型和一些先验知识。以下哪种方法可能更有助于图像的复原？（）A.逆滤波，直接对模糊图像进行反卷积B.维纳滤波，考虑噪声和信号的功率谱C.盲目去卷积，不依赖精确的退化模型D.不进行图像复原，保留模糊的图像16、在数字图像压缩中，对于一幅包含丰富色彩和复杂图案的艺术画作，需要在尽量保持图像质量的前提下减少存储空间。以下哪种图像压缩算法可能更适合这种类型的图像？（）A.JPEGB.JPEG2000C.PNGD.GIF17、在数字图像的目标跟踪中，需要在连续的图像帧中定位和跟踪特定的目标。假设目标在运动过程中发生了变形和光照变化，以下哪种目标跟踪算法能够较好地适应这些变化？（）A.基于卡尔曼滤波的跟踪B.基于粒子滤波的跟踪C.基于深度学习的跟踪D.基于均值漂移的跟踪18、图像的超分辨率重建旨在从低分辨率图像恢复出高分辨率图像。假设要对一张模糊的低分辨率图像进行超分辨率重建。以下关于超分辨率重建方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.基于插值的方法如双线性插值和双三次插值简单快速，但重建效果有限B.基于学习的方法通过训练模型学习低分辨率和高分辨率图像之间的映射关系，能够获得更好的重建效果C.图像超分辨率重建可以无限地提高图像的分辨率，不受原始图像信息的限制D.结合多种方法的混合超分辨率重建技术可以综合各自的优点，提高重建质量19、当对数字图像进行图像融合时，假设需要将多幅不同来源的图像融合成一幅具有更丰富信息的图像。以下哪种融合策略可能产生更好的效果？（）A.基于像素级的融合，直接组合像素值B.基于特征级的融合，提取图像特征后进行组合C.基于决策级的融合，根据一定的规则选择图像内容D.不进行图像融合，只展示单一的源图像20、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21、在数字图像的压缩编码中，JPEG编码是一种常见的方法。假设要对一幅高质量的彩色图像进行JPEG压缩。以下关于JPEG编码的描述，正确的是：（）A.JPEG编码通过去除图像的空间冗余和视觉冗余来实现压缩，压缩比可调B.JPEG编码是无损压缩，不会造成图像质量的任何损失C.对图像进行多次JPEG压缩和解压缩，不会累积失真D.JPEG编码只适用于灰度图像，对彩色图像效果不佳22、数字图像的复原旨在去除图像中的失真和降质。假设要对一张因运动模糊而失真的图像进行复原。以下关于图像复原的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过建立图像的退化模型，反推原始图像，实现图像的复原B.维纳滤波是一种常见的图像复原方法，通过估计图像的功率谱来恢复图像C.图像复原能够完全恢复出原始清晰的图像，不受模糊程度和噪声的影响D.在进行图像复原时，需要对先验知识和参数进行合理估计，以提高复原效果23、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、在数字图像的复原中，假设一张图像由于相机抖动而模糊。以下关于图像复原方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过建立图像的退化模型，反推出原始清晰图像B.维纳滤波是一种常用的图像复原方法，能够根据噪声和图像的统计特性进行复原C.图像复原能够完全恢复出原始清晰的图像，不存在任何误差D.正则化方法可以在图像复原中引入先验知识，提高复原效果二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）图像形态学处理中的骨架提取的方法有哪些？2、（本题5分）简述数字图像形态学处理的基本运算。3、（本题5分）说明数字图像在养老服务中的应用。4、（本题5分）数字图像处理系统的组成部分有哪些？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模板匹配与色彩平衡调整的组合操作。在模板匹配后调整色彩平衡。2、（本题5分）编写一个程序，使用OpenCV实现图像的直方图统计。统计图像的灰度直方图或彩色直方图，并显示直方图。3、（本题5分）使用Python编写程序，对图像进行基于图割的分割。4、