中南民族大学《图像处理中的数学方法》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《图像处理中的数学方法》2022-2023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批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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2、对于数字图像的压缩，有多种算法可供选择。假设要对一个包含大量重复图案和相似区域的图像进行压缩，同时要求在解压后能够较好地恢复图像质量。以下哪种压缩算法可能更适合？（）A.JPEG压缩B.PNG压缩C.GIF压缩D.BMP压缩3、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4、对于数字图像的特征提取，以下哪种特征对图像的旋转、缩放和平移具有不变性？（）A.颜色特征B.纹理特征C.形状特征D.空间关系特征。假设需要对不同姿态和尺寸的同一物体进行识别和匹配，上述哪种特征能够在图像发生几何变换时保持稳定性，并解释其不变性的原理和实现方式5、在数字图像的目标识别中，特征选择和提取至关重要。假设要从一幅图像中识别出特定的物体。以下关于特征选择和提取方法的描述，正确的是：（）A.手工设计的特征能够准确地描述物体的特征，优于自动学习的特征B.深度学习中的卷积神经网络自动学习的特征具有更强的表达能力和泛化能力C.特征的数量越多，目标识别的准确率就越高D.特征选择和提取方法对目标识别的性能没有显著影响6、在数字图像的边缘检测中，用于提取图像中的物体轮廓。假设要检测一幅电路板图像中的线路边缘，以下关于边缘检测算子的描述，正确的是：（）A.Sobel算子对噪声比较敏感，容易检测出虚假边缘B.Canny算子能够在检测边缘的同时有效地抑制噪声，得到较为准确的边缘C.Roberts算子在检测斜向边缘时效果最佳，其他方向的边缘检测效果较差D.边缘检测算子的选择对最终的边缘检测结果影响不大，可以随意选择7、在数字图像的分类任务中，需要将图像准确分类到不同的类别。假设要对一组医学图像进行疾病分类，以下哪种分类算法结合适当的特征提取方法可能取得更好的分类效果？（）A.支持向量机B.决策树C.随机森林D.神经网络8、对于数字图像的色彩空间转换，以下哪种色彩空间在图像分割和目标识别中经常被使用？（）A.RGB色彩空间B.HSV色彩空间C.YUV色彩空间D.CMYK色彩空间。假设要从一幅复杂的彩色图像中准确地分割出特定颜色的物体，上述哪种色彩空间能够提供更有利的特征表示和处理方式，并说明其优势所在9、数字图像的去噪方法有多种。假设要去除一幅图像中的高斯噪声，同时尽量保持图像的边缘和细节。以下关于去噪方法的描述，正确的是：（）A.双边滤波在去除高斯噪声的同时，能够较好地保护边缘和细节B.维纳滤波适用于去除强噪声，对高斯噪声效果不佳C.小波阈值去噪能够完全去除高斯噪声，且不会引入任何失真D.所有的去噪方法在去除高斯噪声时都会导致图像的边缘模糊10、数字图像的锐化处理可以增强图像的边缘和细节。假设要对一幅模糊的人物图像进行锐化。以下关于锐化方法的副作用，哪一项是需要注意的？（）A.可能会引入噪声，使图像质量下降B.过度锐化会导致图像失真和不自然C.锐化后的图像可能会出现光晕现象D.以上三个方面的副作用都需要注意11、图像的形态学处理常用于图像的简化和特征提取。假设要对一幅二值图像进行膨胀操作，以连接断开的部分。以下关于形态学操作的描述，正确的是：（）A.膨胀操作会使图像中的物体变大，填充细小的空洞和间隙B.形态学操作只对二值图像有效，对灰度图像没有任何作用C.多次进行膨胀操作可以不断增加图像中物体的面积，没有上限D.膨胀操作会破坏图像中物体的原有形状，导致无法恢复12、图像的色彩空间转换在数字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色彩空间进行处理，以下关于色彩空间转换的描述，正确的是：（）A.RGB到HSV的转换是线性的，不会引入任何误差B.HSV色彩空间更适合于基于颜色的图像分割和分析C.色彩空间的转换对图像的内容和特征没有任何影响D.无论图像的应用场景如何，RGB色彩空间总是优于其他色彩空间13、数字图像的复原旨在去除图像中的退化因素，恢复原始图像。假设图像由于运动模糊而退化，要对其进行复原。以下关于图像复原方法的描述，正确的是：（）A.可以通过建立准确的退化模型，然后进行逆运算来实现图像的完美复原B.图像复原过程中，噪声的存在不会对复原效果产生影响C.盲图像复原不需要关于退化的先验知识，也能取得较好的效果D.图像复原的效果受到多种因素的限制，通常无法完全恢复原始图像14、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15、对于数字图像的锐化处理，假设需要增强图像的边缘和细节，使其看起来更清晰。以下哪种锐化方法可能在避免过度增强噪声的同时达到较好的效果？（）A.拉普拉斯锐化，基于二阶导数B.高通滤波锐化C.不进行锐化处理，保持图像的原始状态D.随机增强图像的某些区域来模拟锐化16、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17、在数字图像的去马赛克处理中，假设图像传感器采集的原始数据是经过颜色滤波阵列（CFA）采样的，需要恢复出全彩色图像。以下哪种去马赛克算法可能更能准确地恢复颜色信息？（）A.基于邻域的去马赛克算法B.基于边缘的去马赛克算法C.基于深度学习的去马赛克模型D.不进行去马赛克处理，直接使用采样后的图像18、对于数字图像的运动估计，假设要在视频序列中估计物体的运动轨迹和速度。以下哪种方法可能在存在噪声和遮挡的情况下更可靠？（）A.基于块匹配的运动估计方法B.基于光流的运动估计方法C.不考虑物体的运动，只处理每一帧独立的图像D.随机猜测物体的运动状态19、在数字图像的多尺度分析中，假设要对一幅图像进行不同尺度的特征提取。以下关于多尺度方法的选择，哪一项是最合适的？（）A.小波变换，能够在不同尺度上分解图像的频率成分B.金字塔算法，通过逐步下采样构建图像的多尺度表示C.高斯金字塔，结合高斯滤波和下采样实现多尺度分析D.以上三种方法都可以，根据具体需求选择20、在数字图像的压缩感知理论中，假设要对一幅图像进行压缩采样和重构。以下关于压缩感知的描述，哪一项是不准确的？（）A.压缩感知可以在远低于奈奎斯特采样率的情况下采集信号，并精确重构B.重构图像的质量取决于测量矩阵的设计和重构算法的性能C.压缩感知适用于所有类型的图像，无需考虑图像的特征和结构D.可以利用图像的稀疏性和相关性来实现压缩感知二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述图像几何变换中的旋转中心的确定。2、（本题5分）监督学习和无监督学习在图像分类中的应用。3、（本题5分）解释图像配准中的多模态配准问题。4、（本题5分）数字图像开运算和闭运算的特点是什么？5、（本题5分）在工业检测图像中，如何检测表面粗糙度？三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现图像的色彩空间转换与锐化的连续操作。先进行色彩空间转换，然后进行锐化处理。2、（本题5分）实现图像的去噪功能。针对添加了噪声的图像，使用合适的去噪算法进行处理，恢复图像的质量。比较不同去噪算法的效果。3、（本题5分）编写程序进行图像的噪声去除与色彩空间转换的同步操作。在去除噪声的同时进行色彩空间转换。4、（本题5分）编写