中国石油大学（北京）《图像处理算法基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《图像处理算法基础》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、在数字图像处理中，图像滤波用于去除噪声或平滑图像。假设要去除一幅图像中的椒盐噪声，同时尽量保留图像的细节。以下关于滤波方法的描述，正确的是：（）A.中值滤波对椒盐噪声有很好的去除效果，且能较好地保留边缘B.均值滤波能够有效地去除椒盐噪声，并且不会使图像模糊C.高斯滤波在去除噪声的同时，会增强图像的边缘和细节D.以上滤波方法对椒盐噪声的去除效果都不理想，需要采用更复杂的方法2、数字图像的遥感应用中，需要对大量的卫星图像进行处理和分析。假设要从遥感图像中提取土地覆盖类型信息，以下哪种方法可能需要较高的计算资源和时间？（）A.基于像素的分类方法B.基于对象的分类方法C.深度学习的分类方法D.基于规则的分类方法3、数字图像的运动估计在视频处理中非常重要。假设要估计一段视频中物体的运动轨迹，以下关于运动估计方法的描述，正确的是：（）A.块匹配算法简单直观，但在复杂运动场景中容易出现误差B.光流法能够精确地估计物体的运动速度和方向，但计算复杂度高C.运动估计的结果不受视频帧率和图像分辨率的影响D.无论物体的运动模式如何，一种运动估计方法都能准确估计4、对于数字图像的加密处理，假设需要对一幅重要的图像进行加密，以防止未经授权的访问和篡改。以下哪种加密方法可能提供较高的安全性？（）A.对称加密算法，如AESB.非对称加密算法，如RSAC.简单的位运算加密D.不进行图像加密，直接存储明文图像5、当对一幅人脸图像进行表情识别，需要提取出能够表征不同表情的特征。以下哪种特征提取方法可能在表情识别任务中表现较好？（）A.几何特征B.纹理特征C.局部二值模式D.以上都是6、图像的频域处理可以实现一些特定的效果。假设要对一张图像进行高通滤波，以增强图像的边缘信息。以下关于图像频域处理的描述，哪一项是错误的？（）A.傅里叶变换将图像从空域转换到频域，便于进行频域处理B.高通滤波通过保留图像的高频分量，突出图像的边缘和细节C.频域处理后的图像可以通过逆傅里叶变换转换回空域D.图像的频域处理比空域处理计算复杂度低，效率更高7、在数字图像的模式识别中，特征选择和分类器设计是关键步骤。假设要对一组手写数字图像进行分类。以下关于模式识别过程的描述，哪一项是不正确的？（）A.特征选择要从众多的图像特征中选取最具代表性和区分性的特征，以提高分类准确率B.常见的分类器如支持向量机（SVM）、决策树和神经网络等，各有其优缺点和适用场景C.训练分类器时需要使用大量的有标记的样本数据，以学习不同类别之间的差异D.一旦分类器训练完成，就能够对任何新的图像进行准确分类，不需要进一步优化和调整8、在数字图像的纹理分析中，提取和描述图像的纹理特征。假设要分析一幅织物图像的纹理，以下关于纹理分析方法的描述，正确的是：（）A.灰度共生矩阵能够有效地描述纹理的方向和周期性，但计算复杂度高B.小波变换在纹理分析中无法提取纹理的局部特征C.纹理分析结果对图像的分类和识别没有帮助D.图像的纹理特征不受图像的旋转和缩放的影响9、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10、在数字图像的加密处理中，为了保证图像的安全性和保密性。假设要对一幅重要的医学图像进行加密，以下哪种加密算法可能在加密速度和安全性之间取得较好的平衡？（）A.AES加密算法B.RSA加密算法C.DES加密算法D.哈希函数11、图像的形态学处理常用于图像的预处理和目标提取。假设要对一幅二值图像进行形态学操作。以下关于图像形态学处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.腐蚀操作可以使物体边界向内收缩，去除图像中的细小突出部分B.膨胀操作可以使物体边界向外扩张，填充图像中的小孔和狭窄缝隙C.开运算先腐蚀后膨胀，用于去除图像中的小物体和噪声，同时保持物体的基本形状不变D.形态学处理只适用于二值图像，对灰度图像无法进行有效的操作12、数字图像的光照补偿用于校正不均匀的光照。假设要对一幅光照不均的证件照片进行处理，以下关于光照补偿方法的描述，正确的是：（）A.直方图规定化可以将图像的直方图调整为特定的形状，实现光照补偿，但可能会导致部分细节丢失B.同态滤波能够同时增强图像的对比度和校正光照，但对高频噪声敏感C.光照补偿不需要考虑图像的色彩信息，只处理灰度值即可D.无论光照不均的程度如何，一种光照补偿方法都能完全解决问题13、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14、数字图像的纹理分析可以提取图像中的纹理特征。假设要分析一幅具有复杂纹理的图像。以下关于纹理分析方法的描述，正确的是：（）A.灰度共生矩阵能够有效地描述图像的纹理方向和周期性B.纹理分析只能用于定性描述，无法进行定量分析C.基于滤波的纹理分析方法对噪声非常敏感，容易导致错误的结果D.所有的纹理分析方法对各种类型的纹理都能提供准确和一致的描述15、图像的融合是将多幅图像组合成一幅新的图像。假设我们要将一张红外图像和一张可见光图像融合，以同时获取场景的温度信息和细节信息。以下哪种图像融合方法通常基于多尺度分解和融合策略？（）A.基于像素的融合B.基于区域的融合C.基于小波变换的融合D.基于特征的融合16、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17、数字图像的噪声去除是图像处理中的一个重要环节。假设一张医学图像受到了高斯噪声的干扰。以下关于噪声去除方法的描述，哪一项是错误的？（）A.均值滤波通过计算邻域像素的平均值来平滑图像，去除噪声B.高斯滤波是一种基于高斯函数的加权平均滤波，对高斯噪声有较好的去除效果C.小波变换可以将图像分解为不同的频率分量，从而去除噪声D.噪声去除后，图像的细节和边缘信息不会受到任何影响18、在数字图像的超分辨率重建中，提高图像的分辨率。假设要将一幅低分辨率的卫星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.基于插值的方法简单快速，但重建的图像容易出现锯齿和模糊B.深度学习方法在超分辨率重建中效果不佳，无法生成清晰的细节C.超分辨率重建的结果不受原始低分辨率图像的质量和信息量的限制D.图像的超分辨率重建只需要考虑空间分辨率的提高，不需要考虑频谱信息19、在数字图像的立体匹配中，对于一对从不同视角拍摄的图像，需要找到对应的像素点以计算深度信息。由于图像中的光照、噪声和遮挡等因素，以下哪种立体匹配算法可能更具鲁棒性？（）A.基于区域的立体匹配B.基于特征的立体匹配C.基于深度学习的立体匹配D.以上都是20、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21、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22、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23、图像分割是将图像分成不同的区域或对象。假设要从一幅复杂的卫星遥感图像中分割出特定的地物类型，如森林、水域和建筑区域。以下关于图像分割方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.阈值分割基于图像的灰度值，通过选择合适的阈值将图像分为前景和背景B.区域生长法从种子点开始，根据像素的相似性逐步合并相邻像素，形成区域C.边缘检测通过检测图像中像素灰度值的突变来确定物体的边缘，进而实现分割D.图像分割算法可以在任何情况下都能准确无误地分割出所有目标区域，不受图像噪声和复杂背景的影响24、数字图像的频域处理可以通过傅里叶变换实现。假设要对一幅图像进行频域滤波以去除特定频率成分，以下关于频域处理的描述，正确的是：（）A.快速傅里叶变换（FFT）的计算效率低，不适合处理大规模图像B.高通滤波器能够保留图像的低频成分，使图像变得模糊C.频域滤波可以在不损失图像细节的情况下有效地去除噪声D.图像的频域特征与空域特征没有关联，频域处理不能反映图像的空域特性25、在数字图像的特征匹配中，假设需要在两幅不同的图像中找到相同或相似的特征点。以下哪种特征描述子可能具有更好的鲁棒性和区分性？（）A.SIFT（尺度不变特征变换）特征描述子B.SURF（加速稳健特征）特征描述子C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）特征描述子D.不使用特征描述子，直接比较像素值26、数字图像的投影变换常用于图像校正和几何校正。假设要对一张发生透视变形的图像进行校正，以下哪种投影变换可能最适合？（）A.平行投影变换B.透视投影变换C.正射投影变换D.斜投影变换27、在数字图像的编码中，有损编码和无损编码各有应用。假设我们要对一张医学X光图像进行编码存储，要求不能丢失任何信息。以下哪种编码方式应该被选择？（）A.霍夫曼编码B.算术编码C.行程编码D.无损预测编码28、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29、数字图像的压缩编码中，哈夫曼编码是一种常用的方法。假设要对一组图像数据进行哈夫曼编码。以下关于哈夫曼编码的描述，哪一项是不准确的？（）A.哈夫曼编码根据字符出现的频率生成可变长度的编码，频率高的字符编码短B.编码过程需要对图像数据的统计特性进行分析C.哈夫曼编码是一种无损编码方法，解码后能够完全恢复原始数据D.哈夫曼编码的压缩效率不受图像数据的特点和分布影响30、在数字图像的彩色模型中，不同的模型有不同的应用场景。假设我们要对一幅图像进行颜色量化处理，以减少颜色数量同时尽量保持视觉效果。以下哪种彩色模型可能更适合这个任务？（）A.RGB模型B.HSV模型C.CMYK模型D.YUV模型二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析图像的形态学黑Top-hat变换的作用。2、（本题5分）研究图像的基于边缘流的分割算法。3、（本题5分）研究图像的基于深度学习的图像修复技术。4、（本题5分）研究图像的基于纹理特征的图像分类方法。5、（本题5分）分析图像去雾算法的原理和效果评估。三、简答题