黑龙江生态工程职业学院《数字图像处理理论与系统设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数字图像处理理论与系统设计》2023-2024学年第二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20个小题，每小题2分，共40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、当进行数字图像的多尺度分析时，例如使用小波变换。假设需要同时分析图像在不同尺度下的细节和概貌信息，以下关于小波变换的说法哪个是正确的？（）A.小波变换能够有效地捕捉图像的局部特征和奇异点B.小波变换的计算复杂度非常高，不适合处理大规模图像C.小波变换会导致图像信息的丢失，不建议使用D.不需要进行多尺度分析，只关注原始图像的单一尺度2、对于数字图像的特征提取，假设需要从图像中提取能够有效描述图像内容的特征，用于图像识别和分类任务。以下哪种特征可能具有较好的区分能力和鲁棒性？（）A.图像的颜色直方图特征B.图像的边缘方向特征C.图像的纹理特征，如灰度共生矩阵D.随机选择一些像素值作为特征3、在数字图像的压缩编码中，预测编码是一种常见的方法。假设要对一段视频序列进行压缩编码。以下关于预测编码的描述，哪一项是不正确的？（）A.预测编码基于图像数据在时间和空间上的相关性，通过预测当前像素值来减少数据冗余B.帧内预测编码利用同一帧图像内像素之间的相关性进行预测C.帧间预测编码利用相邻帧图像之间的相关性进行预测，适用于视频序列的压缩D.预测编码总是能够准确地预测像素值，不会出现预测误差4、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5、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6、在数字图像的目标检测中，假设要在一幅复杂的城市街景图像中检测车辆。以下关于检测算法的实时性要求，哪一项是最为关键的？（）A.能够在短时间内处理大量图像，满足实时监控的需求B.检测结果的准确性高，即使处理速度较慢C.算法的模型参数少，便于在资源受限的设备上运行D.能够适应不同的光照和天气条件，保证检测的稳定性7、图像的分割后处理可以提高分割结果的准确性和完整性。假设我们通过阈值分割得到了初步的分割结果，存在一些孔洞和不连续的区域。以下哪种后处理方法可以填充这些孔洞并连接不连续的区域？（）A.形态学膨胀B.形态学腐蚀C.区域填充D.边界跟踪8、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9、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10、数字图像的特征匹配在三维重建和图像拼接等应用中起着关键作用。假设要对两张相似的图像进行特征匹配。以下关于特征匹配的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用尺度不变特征变换（SIFT）等算法提取具有不变性的特征B.特征匹配需要在特征空间中计算特征之间的相似度C.误匹配可以通过随机抽样一致性（RANSAC）等算法进行剔除D.特征匹配的结果不受图像的旋转、缩放和平移等变换的影响11、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12、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13、假设要对一组低分辨率的图像进行超分辨率重建，以获得更清晰、更详细的图像。考虑到图像的特征和先验知识，以下哪种超分辨率方法可能产生更逼真的效果？（）A.基于插值的方法B.基于重建的方法C.基于学习的方法D.以上都不是14、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15、图像的立体匹配是获取图像深度信息的关键步骤。假设我们有一对立体图像，需要计算每个像素的视差。以下哪种立体匹配算法通常基于全局优化的思想？（）A.基于动态规划的立体匹配B.基于图割的立体匹配C.基于特征的立体匹配D.基于区域的立体匹配16、图像的锐化处理可以增强图像的边缘和细节。假设我们有一张稍微模糊的人物照片，想要使其看起来更清晰。以下哪种锐化方法通常基于微分运算来实现？（）A.拉普拉斯锐化B.梯度锐化C.Sobel锐化D.以上都是17、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的监控图像重建为高分辨率图像，以下关于重建方法的限制，哪一项是最为显著的？（）A.缺乏足够的高频信息，难以准确恢复细节B.计算资源需求过大，难以实时处理C.对输入低分辨率图像的质量要求过高D.重建后的图像容易出现伪影和失真18、当对数字图像进行压缩感知处理时，假设需要在采集少量数据的情况下重构出原始图像。以下关于压缩感知的说法哪个是正确的？（）A.压缩感知可以大大减少数据采集量，同时保证重构质量B.压缩感知只适用于简单的图像，对于复杂图像效果不佳C.压缩感知的重构过程非常简单，不需要复杂的算法D.不建议使用压缩感知，采用传统的压缩方法即可19、在数字图像的目标跟踪中，实时准确地跟踪目标是关键。假设要在一段视频中跟踪一个移动的车辆。以下关于目标跟踪方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.基于特征的跟踪方法通过提取目标的特征，如颜色、形状、纹理等，来实现跟踪B.基于模型的跟踪方法通过建立目标的数学模型，预测目标的位置和状态C.粒子滤波是一种基于概率的跟踪方法，通过大量的粒子来表示目标的可能状态D.目标跟踪方法在任何复杂的场景和光照条件下都能稳定准确地跟踪目标20、数字图像的复原旨在去除图像中的降质因素。假设图像由于运动模糊而质量下降，要恢复清晰的图像，以下关于图像复原的描述，哪一项是不准确的？（）A.需要建立图像的退化模型B.可以通过逆滤波的方法完全恢复原始图像C.正则化方法可以在一定程度上抑制噪声的放大D.盲复原是在不知道退化函数的情况下进行图像复原二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释数字图像在室内设计中的作用。2、（本题5分）解释数字图像在旅游行业中的作用。3、（本题5分）如何利用数字图像处理提高机械零件加工精度？三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序实现图像的形态学处理。包括腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等操作，输入图像并显示处理后的结果。2、（本题5分）利用Python及相关库，对彩色图像进行色彩空间的转换和逆转换，并比较图像差异。3、（本题5分）编写一个程序，实现图像的模板匹配。读取一幅图像和一个模板图像，在原始图像中搜索与模板匹配的区域，并显示原始图像和匹配结果。4、（本题