长春理工大学《图像处理基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《图像处理基础》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、数字图像的匹配和识别是许多应用的基础。假设我们要在一个图像库中查找与给定图像相似的图像。以下哪种图像匹配方法通常基于特征点的提取和匹配？（）A.基于灰度值的匹配B.基于模板的匹配C.基于特征的匹配D.基于区域的匹配2、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3、在数字图像的智能安防系统中，例如门禁系统中的人脸验证。假设要提高人脸验证的准确率和速度，以下关于图像处理和算法的描述，哪一项是不正确的？（）A.深度学习算法可以自动学习有效的人脸特征B.图像预处理可以减少光照和姿态的影响C.特征匹配的计算复杂度越低，验证速度越快D.单一的算法可以适用于所有的安防场景4、数字图像处理是一门涉及众多技术和应用的学科。在图像增强方面，以下关于直方图均衡化的描述，不正确的是（）A.直方图均衡化通过重新分布图像的灰度级，使得图像的对比度得到增强B.它能够有效地改善图像中过暗或过亮区域的细节显示C.直方图均衡化会导致图像的颜色信息发生改变，因此不适用于彩色图像D.对于所有类型的图像，直方图均衡化都能取得理想的增强效果，且不会引入噪声5、在数字图像的目标检测中，以下哪种深度学习框架在处理大规模图像数据时表现出色？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.CaffeD.以上都是。假设需要构建一个高效准确的目标检测系统，处理海量的图像数据并实时检测出多种目标，上述哪个深度学习框架能够提供强大的支持和优化，同时说明其在目标检测任务中的优势和应用6、数字图像的加密可以采用多种方式。假设要实现一种对图像内容具有高度保密性的加密方法，同时加密和解密速度要快，以下哪种加密方式可能更符合要求？（）A.对称加密B.非对称加密C.流加密D.块加密7、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8、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9、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10、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11、图像的超分辨率重建旨在从低分辨率图像中恢复出高分辨率图像。假设我们有一张低分辨率的卫星图像，想要提高其分辨率以获取更多细节。以下哪种超分辨率重建方法通常需要大量的训练数据和强大的计算资源？（）A.基于插值的方法B.基于重建的方法C.基于深度学习的方法D.基于滤波的方法12、数字图像的形态学梯度运算常用于突出图像的边缘。假设要对一幅二值图像进行形态学梯度运算。以下关于形态学梯度运算的描述，正确的是：（）A.形态学梯度运算可以通过膨胀图像减去腐蚀图像来实现，能够清晰地突出物体的边缘B.形态学梯度运算对噪声非常敏感，容易产生错误的边缘信息C.形态学梯度运算的结果与原图像的大小和形状完全相同，只是边缘得到了增强D.形态学梯度运算只适用于简单的二值图像，对复杂的灰度图像效果不佳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、在数字图像的复原处理中，用于恢复由于各种原因而退化的图像。假设一幅图像由于相机抖动而模糊，以下关于图像复原方法的描述，正确的是：（）A.逆滤波方法可以完全恢复由于运动模糊造成的图像退化，效果理想B.维纳滤波考虑了噪声的影响，在存在噪声的情况下比逆滤波效果更好C.图像复原过程中不需要对退化模型进行准确估计，也能得到较好的结果D.图像的退化程度对复原方法的选择没有影响，任何方法都可以尝试15、图像的色彩空间在数字图像处理中有着重要作用。假设要对一张彩色图像进行处理，以突出特定颜色的物体。以下关于色彩空间的描述，哪一项是不准确的？（）A.RGB色彩空间是最常见的用于显示设备的色彩空间B.HSV色彩空间将颜色的信息分为色调、饱和度和明度，便于颜色的提取和处理C.YUV色彩空间常用于电视信号的传输和处理D.不同的色彩空间可以相互转换，且转换过程不会引入任何误差16、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17、当进行数字图像的多分辨率分析时，以下哪种变换常用于分解图像的不同频率成分？（）A.傅里叶变换B.小波变换C.离散余弦变换D.拉普拉斯变换。假设需要对图像进行多尺度的处理和分析，以提取不同层次的特征和信息，上述哪种变换能够将图像分解为不同分辨率的子带，同时说明其在多分辨率分析中的特点和应用18、在数字图像的压缩感知领域，通过少量测量值恢复原始图像。假设要对一个大型的图像数据集进行压缩感知处理，以减少存储空间和传输带宽，以下哪种压缩感知算法可能更具优势？（）A.随机投影B.匹配追踪C.正交匹配追踪D.压缩采样匹配追踪19、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20、图像分割是将图像划分为不同区域的过程。以下关于阈值分割方法的描述，不正确的是（）A.阈值分割通过选择合适的灰度阈值，将图像分为前景和背景两部分B.可以通过手动设定阈值或使用自动阈值选择算法来确定分割阈值C.阈值分割方法简单高效，但对于灰度分布复杂或存在噪声的图像效果不佳D.阈值分割能够适用于所有类型的图像，并且总是能够准确地分割出目标区域二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述Frei-Chen算子在边缘检测中的应用。2、（本题5分）如何计算数字图像的存储空间？3、（本题5分）简述图像压缩中的矢量量化方法。4、（本题5分）解释数字图像腐蚀和膨胀运算的作用。5、（本题5分）解释Canny算子中双阈值的选择原则。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写一个程序，使用OpenCV实现图像的老照片效果和负片效果结合处理。将老照片效果和负片效果结合，对图像进行处理并显示结果。2、（本题5分）设计一个程序实现图像的分割与合并的智能动态调整优化。改进智能动态调整分割和合并的算法，输入图像并展示优化后的效果。3、（本题5分）编写程序进行图像的亮度调整与边缘检测的组合应用。先调整亮度，然后进行边缘检测。4、（本题5分）编写程序进行图像的伽马校正。给定一张图像和伽马值，对图像进行伽