神木职业技术学院《图像处理中的数学方法》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(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15个小题，每小题1分，共15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、假设要对一组不同光照条件下拍摄的人物面部图像进行归一化处理，以使它们在亮度和对比度上具有一致性，方便后续的人脸识别和分析。以下哪种方法可能是最有效的？（）A.全局直方图均衡化B.局部自适应直方图均衡化C.灰度标准化D.色彩空间转换2、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3、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4、数字图像的运动估计用于在视频序列中估计物体的运动。假设要在一段视频中估计人物的运动轨迹。以下关于运动估计方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.块匹配法将图像分成若干块，通过在相邻帧中寻找匹配块来估计运动B.光流法通过计算图像中像素的运动速度来估计物体的运动C.运动估计可以准确地估计出物体的复杂运动，包括旋转、变形等D.运动估计不受视频帧率、图像噪声和物体遮挡的影响5、图像的配准是将不同时间、不同视角或不同传感器获取的图像进行对齐。假设要将两张有一定旋转和平移差异的图像进行精确配准。以下关于图像配准方法的描述，正确的是：（）A.基于特征的配准方法通过提取图像中的显著特征进行匹配，对图像的变形适应性强B.基于灰度的配准方法直接比较图像的灰度值，计算简单，但精度较低C.图像配准过程中，初始估计的配准参数对最终配准结果没有影响D.无论图像的差异有多大，都可以通过一次配准操作达到完美的对齐效果6、数字图像的视频处理中，帧间预测是视频压缩的重要技术。假设要对一段视频进行压缩，以下关于帧间预测的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以利用相邻帧之间的相关性减少数据量B.运动估计的精度越高，压缩效果越好C.帧间预测只适用于固定摄像头拍摄的视频D.双向预测可以进一步提高压缩效率7、在数字图像的几何变换中，比如需要对一幅图像进行旋转操作。假设图像包含复杂的内容和精细的结构，为了在旋转后尽量减少图像的失真和信息丢失，以下哪种插值方法通常是较好的选择？（）A.最近邻插值，直接使用最邻近像素的值B.双线性插值，基于相邻四个像素的线性组合C.双三次插值，考虑更多邻域像素的三次函数插值D.不进行插值，直接旋转图像导致像素缺失8、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9、在数字图像的去噪处理中，要有效去除噪声同时保留图像细节。假设一张图像受到高斯白噪声的污染，以下哪种去噪方法可能在保持图像清晰度方面表现更好？（）A.小波去噪B.经验模态分解去噪C.独立成分分析去噪D.非局部均值去噪10、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设我们有一张曝光不足的夜景照片，需要对其进行增强以改善视觉效果。以下关于图像增强方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.直方图均衡化通过调整图像的灰度分布，使像素灰度值更均匀地分布，从而增强图像对比度B.灰度变换可以通过线性或非线性函数对像素灰度值进行映射，改变图像的亮度和对比度C.中值滤波是一种基于排序的非线性滤波方法，主要用于去除椒盐噪声，但会使图像细节模糊D.图像增强方法总是能够在不引入任何失真或噪声的情况下，完美地改善图像质量11、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12、在数字图像的特征提取中，纹理特征是重要的一类。假设要描述图像中纹理的粗糙度和方向性，以下哪种方法可能不太适合？（）A.灰度共生矩阵B.小波变换C.局部二值模式（LBP）D.主成分分析（PCA）13、图像的形态学梯度运算可以突出图像的边缘和轮廓。假设要对一张细胞图像进行处理。以下关于形态学梯度的描述，哪一项是不正确的？（）A.形态学梯度是膨胀图像和腐蚀图像的差值B.形态学梯度可以增强图像中目标的边缘C.形态学梯度对噪声不敏感，能够准确地提取边缘信息D.不同的结构元素对形态学梯度的结果有影响14、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15、在数字图像的图像复原中，假设图像受到了高斯噪声的污染。以下关于去噪方法的选择，哪一项是最合适的？（）A.中值滤波，去除孤立的噪声点B.均值滤波，平滑噪声区域C.高斯滤波，与噪声模型匹配D.小波阈值去噪，在去除噪声的同时保留细节二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）如何利用数字图像处理辅助健身训练计划制定？2、（本题5分）解释图像增强中的Retinex理论。3、（本题5分）如何利用数字图像处理研究生物细胞结构？4、（本题5分）解释如何利用数字图像处理辅助科学研究。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）探讨基于深度学习的图像实例分割方法。2、（本题5分）探讨图像的基于小波包变换的图像特征提取方法。3、（本题5分）研究图像的基于深度学习的图像去雪方法。4、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像超分辨率算法。5、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像生成多样性评估指标。四、编程题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，读取一幅彩色图像，对其进行颜色转换、增强和压缩的精细处理。采用更精确的颜色转换、增强和压缩方法，显示处理后的图像。2、（本题10分）设计一个程序，对图像进行图像分类的深度学习方法。使用深度学习分