上海出版印刷高等专科学校《机器学习及医学图像分析》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习及医学图像分析》2023-2024学年第一学期期末试卷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、想象一个图像识别的任务，需要对大量的图片进行分类，例如区分猫和狗的图片。为了达到较好的识别效果，同时考虑计算资源和训练时间的限制。以下哪种方法可能是最合适的？（）A.使用传统的机器学习算法，如基于特征工程的支持向量机，需要手动设计特征，但计算量相对较小B.采用浅层的神经网络，如只有一到两个隐藏层的神经网络，训练速度较快，但可能无法捕捉复杂的图像特征C.运用深度卷积神经网络，如ResNet架构，能够自动学习特征，识别效果好，但计算资源需求大，训练时间长D.利用迁移学习，将在大规模图像数据集上预训练好的模型，如Inception模型，微调应用到当前任务，节省训练时间和计算资源2、在一个聚类问题中，需要将一组数据点划分到不同的簇中，使得同一簇内的数据点相似度较高，不同簇之间的数据点相似度较低。假设我们使用K-Means算法进行聚类，以下关于K-Means算法的初始化步骤，哪一项是正确的？（）A.随机选择K个数据点作为初始聚类中心B.选择数据集中前K个数据点作为初始聚类中心C.计算数据点的均值作为初始聚类中心D.以上方法都可以，对最终聚类结果没有影响3、在进行模型选择时，我们通常会使用交叉验证来评估不同模型的性能。如果在交叉验证中，某个模型的性能波动较大，这可能意味着（）A.模型不稳定，需要进一步调整B.数据存在问题C.交叉验证的设置不正确D.该模型不适合当前任务4、在一个多分类问题中，如果类别之间存在层次关系，以下哪种分类方法可以考虑这种层次结构？（）A.层次分类B.一对一分类C.一对多分类D.以上方法都可以5、在构建一个用于图像识别的卷积神经网络（CNN）时，需要考虑许多因素。假设我们正在设计一个用于识别手写数字的CNN模型。以下关于CNN设计的描述，哪一项是不正确的？（）A.增加卷积层的数量可以提取更复杂的图像特征，提高识别准确率B.较大的卷积核尺寸能够捕捉更广泛的图像信息，有助于模型性能提升C.在卷积层后添加池化层可以减少特征数量，降低计算复杂度，同时保持主要特征D.使用合适的激活函数如ReLU可以引入非线性，增强模型的表达能力6、在一个强化学习的应用中，环境的状态空间非常大且复杂。以下哪种策略可能有助于提高学习效率？（）A.基于值函数的方法，如Q-learning，通过估计状态值来选择动作，但可能存在过高估计问题B.策略梯度方法，直接优化策略，但方差较大且收敛慢C.演员-评论家（Actor-Critic）方法，结合值函数和策略梯度的优点，但模型复杂D.以上方法结合使用，并根据具体环境进行调整7、在一个文本分类任务中，使用了朴素贝叶斯算法。朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理，假设特征之间相互独立。然而，在实际的文本数据中，特征之间往往存在一定的相关性。以下关于朴素贝叶斯算法在文本分类中的应用，哪一项是正确的？（）A.由于特征不独立的假设，朴素贝叶斯算法在文本分类中效果很差B.尽管存在特征相关性，朴素贝叶斯算法在许多文本分类任务中仍然表现良好C.为了提高性能，需要对文本数据进行特殊处理，使其满足特征独立的假设D.朴素贝叶斯算法只适用于特征完全独立的数据集，不适用于文本分类8、在进行自动特征工程时，以下关于自动特征工程方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.基于深度学习的自动特征学习可以从原始数据中自动提取有意义的特征B.遗传算法可以用于搜索最优的特征组合C.自动特征工程可以完全替代人工特征工程，不需要人工干预D.自动特征工程需要大量的计算资源和时间，但可以提高特征工程的效率9、假设正在进行一个异常检测任务，数据具有高维度和复杂的分布。以下哪种技术可以用于将高维数据映射到低维空间以便更好地检测异常？（）A.核主成分分析（KPCA）B.局部线性嵌入（LLE）C.拉普拉斯特征映射D.以上技术都可以10、某研究团队正在开发一个用于疾病预测的机器学习模型，需要考虑模型的鲁棒性和稳定性。以下哪种方法可以用于评估模型在不同数据集和条件下的性能？（）A.交叉验证B.留一法C.自助法D.以上方法都可以11、考虑在一个图像识别任务中，需要对不同的物体进行分类，例如猫、狗、汽车等。为了提高模型的准确性和泛化能力，以下哪种数据增强技术可能是有效的（）A.随机旋转图像B.增加图像的亮度C.对图像进行模糊处理D.减小图像的分辨率12、在进行图像识别任务时，需要对大量的图像数据进行特征提取。假设我们有一组包含各种动物的图像，要区分猫和狗。如果采用传统的手工设计特征方法，可能会面临诸多挑战，例如特征的选择和设计需要丰富的专业知识和经验。而使用深度学习中的卷积神经网络（CNN），能够自动从数据中学习特征。那么，以下关于CNN在图像特征提取方面的描述，哪一项是正确的？（）A.CNN只能提取图像的低级特征，如边缘和颜色B.CNN能够同时提取图像的低级和高级语义特征，具有强大的表达能力C.CNN提取的特征与图像的内容无关，主要取决于网络结构D.CNN提取的特征是固定的，无法根据不同的图像数据集进行调整13、某机器学习项目旨在识别手写数字图像。数据集包含了各种不同风格和质量的手写数字。为了提高模型的鲁棒性和泛化能力，以下哪种数据增强技术可以考虑使用？（）A.随机裁剪B.随机旋转C.随机添加噪声D.以上技术都可以14、在进行机器学习模型的训练时，过拟合是一个常见的问题。假设我们正在训练一个决策树模型来预测客户是否会购买某种产品，给定了客户的个人信息和购买历史等数据。以下关于过拟合的描述和解决方法，哪一项是错误的？（）A.过拟合表现为模型在训练集上表现很好，但在测试集上表现不佳B.增加训练数据的数量可以有效地减少过拟合的发生C.对决策树进行剪枝操作，即删除一些不重要的分支，可以防止过拟合D.降低模型的复杂度，例如减少决策树的深度，会导致模型的拟合能力下降，无法解决过拟合问题15、某机器学习项目需要对图像中的物体进行实例分割，除了常见的深度学习模型，以下哪种技术可以提高分割的精度？（）A.多尺度训练B.数据增强C.模型融合D.以上技术都可以16、假设正在研究一个时间序列预测问题，数据具有季节性和趋势性。以下哪种模型可以同时处理这两种特性？（）A.SARIMA模型B.Prophet模型C.Holt-Winters模型D.以上模型都可以17、假设正在开发一个用于推荐系统的深度学习模型，需要考虑用户的短期兴趣和长期兴趣。以下哪种模型结构可以同时捕捉这两种兴趣？（）A.注意力机制与循环神经网络的结合B.多层感知机与卷积神经网络的组合C.生成对抗网络与自编码器的融合D.以上模型都有可能18、假设正在进行一个目标检测任务，例如在图像中检测出人物和车辆。以下哪种深度学习框架在目标检测中被广泛应用？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.CaffeD.以上框架都常用于目标检测19、想象一个无人驾驶汽车的环境感知任务，需要识别道路、车辆、行人等对象。以下哪种机器学习方法可能是最关键的？（）A.目标检测算法，如FasterR-CNN或YOLO，能够快速准确地识别多个对象，但对小目标检测可能存在挑战B.语义分割算法，对图像进行像素级的分类，但计算量较大C.实例分割算法，不仅区分不同类别，还区分同一类别中的不同个体，但模型复杂D.以上三种方法结合使用，根据具体场景和需求进行选择和优化20、在一个异常检测任务中，如果异常样本的特征与正常样本有很大的不同，以下哪种方法可能效果较好？（）A.基于距离的方法，如K近邻B.基于密度的方法，如DBSCANC.基于聚类的方法，如K-MeansD.以上都不行21、假设我们要使用机器学习算法来预测股票价格的走势。以下哪种数据特征可能对预测结果帮助较小（）A.公司的财务报表数据B.社交媒体上关于该股票的讨论热度C.股票代码D.宏观经济指标22、在一个分类问题中，如果需要对新出现的类别进行快速适应和学习，以下哪种模型具有较好的灵活性？（）A.在线学习模型B.增量学习模型C.迁移学习模型D.以上模型都可以23、在进行模型压缩时，以下关于模型压缩方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.剪枝是指删除模型中不重要的权重或神经元，减少模型的参数量B.量化是将模型的权重进行低精度表示，如从32位浮点数转换为8位整数C.知识蒸馏是将复杂模型的知识转移到一个较小的模型中，实现模型压缩D.模型压缩会导致模型性能严重下降，因此在实际应用中应尽量避免使用24、想象一个语音识别的系统开发，需要将输入的语音转换为文字。语音数据具有连续性、变异性和噪声等特点。以下哪种模型架构和训练方法可能是最有效的？（）A.隐马尔可夫模型（HMM）结合高斯混合模型（GMM），传统方法，对短语音处理较好，但对复杂语音的适应性有限B.深度神经网络-隐马尔可夫模型（DNN-HMM），结合了DNN的特征学习能力和HMM的时序建模能力，但训练难度较大C.端到端的卷积神经网络（CNN）语音识别模型，直接从语音到文字，减少中间步骤，但对长语音的处理可能不够灵活D.基于Transformer架构的语音识别模型，利用自注意力机制捕捉长距离依赖，性能优秀，但计算资源需求大25、在一个分类问题中，如果数据分布不均衡，以下哪种方法可以用于处理这种情况？（）A.过采样B.欠采样C.生成对抗网络（GAN）生成新样本D.以上方法都可以二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述模型的评估指标，如准确率、召回率和F1值的含义。2、（本题5分）简述主成分分析（PCA）在数据降维中的原理和步骤。3、（本题5分）解释机器学习在生物化学中的反应预测。4、（本题5分）机器学习在水产养殖中的作用是什么？三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用GAN生成新的漫画图像。2、（本题5分）运用回归模型预测风力涡轮机的维护需求。3、（本题5分）通过妇产科学数据保障母婴健康和处理妇产科疾病。4、（本题