長沙理工大學(xué)城南學(xué)院《數(shù)字圖像處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字圖像處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、圖像分割是將圖像分成不同區(qū)域的過程。假設(shè)要從一張復(fù)雜的衛(wèi)星圖像中分割出陸地和水域。以下關(guān)于圖像分割方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.閾值分割基于圖像的灰度值，通過設(shè)定合適的閾值將圖像分為不同的區(qū)域B.邊緣檢測算法可以找到圖像中灰度值變化明顯的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)圖像分割C.區(qū)域生長法從選定的種子點(diǎn)開始，將具有相似性質(zhì)的像素合并為一個(gè)區(qū)域D.圖像分割的結(jié)果總是精確無誤的，不會(huì)存在過分割或欠分割的情況2、在數(shù)字圖像的加密中，需要保證圖像的安全性和保密性。假設(shè)我們有一張敏感的圖像需要傳輸，以下哪種加密方法可以在不明顯增加數(shù)據(jù)量的情況下實(shí)現(xiàn)較好的加密效果？（）A.對稱加密算法B.非對稱加密算法C.基于混沌系統(tǒng)的加密D.簡單的位運(yùn)算加密3、圖像壓縮在數(shù)字圖像處理中具有重要意義。假設(shè)要對一組高分辨率的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，需要采用有效的壓縮技術(shù)。以下關(guān)于圖像壓縮的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.無損壓縮能夠完全恢復(fù)原始圖像的所有信息，但壓縮比相對較低B.有損壓縮通過舍棄一些不重要的圖像信息來獲得較高的壓縮比，但會(huì)有一定的圖像質(zhì)量損失C.JPEG是一種常見的靜態(tài)圖像有損壓縮標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于各種圖像領(lǐng)域D.圖像壓縮算法的性能只取決于壓縮比，與圖像的類型和內(nèi)容無關(guān)4、圖像分割是將圖像分成不同的區(qū)域或?qū)ο?。假設(shè)我們有一張細(xì)胞圖像，需要將不同的細(xì)胞從背景中分割出來。以下哪種圖像分割方法通?；谙袼氐幕叶戎迪嗨菩詠磉M(jìn)行分割？（）A.閾值分割B.區(qū)域生長C.邊緣檢測分割D.基于聚類的分割5、數(shù)字圖像的紋理分析可以用于圖像分類和識別。假設(shè)要分析一張織物圖像的紋理特征，以下哪種紋理分析方法可能提供更有區(qū)分度的特征？（）A.灰度共生矩陣B.紋理頻譜C.小波變換紋理分析D.以上方法結(jié)合使用6、在數(shù)字圖像的形態(tài)學(xué)處理中，包括腐蝕、膨脹等操作。假設(shè)要對一幅二值圖像進(jìn)行處理，以去除小的噪聲區(qū)域。以下關(guān)于形態(tài)學(xué)操作的順序，哪一項(xiàng)是需要謹(jǐn)慎考慮的？（）A.先腐蝕后膨脹，實(shí)現(xiàn)開運(yùn)算，去除小的突出部分B.先膨脹后腐蝕，實(shí)現(xiàn)閉運(yùn)算，填充小的孔洞C.隨機(jī)選擇腐蝕或膨脹的順序，效果沒有差異D.同時(shí)進(jìn)行腐蝕和膨脹操作，提高處理速度7、在數(shù)字圖像的水印嵌入和提取中，要保證水印的不可見性和魯棒性。假設(shè)要在一張數(shù)字圖像中嵌入版權(quán)信息水印，以下哪種水印嵌入方法可能在抵抗常見圖像處理操作時(shí)表現(xiàn)更好？（）A.空間域水印嵌入B.變換域水印嵌入C.基于深度學(xué)習(xí)的水印嵌入D.以上方法根據(jù)需求選擇8、圖像分割是將圖像分成不同的區(qū)域或?qū)ο?。假設(shè)要從一幅復(fù)雜的衛(wèi)星遙感圖像中分割出特定的地物類型，如森林、水域和建筑區(qū)域。以下關(guān)于圖像分割方法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.閾值分割基于圖像的灰度值，通過選擇合適的閾值將圖像分為前景和背景B.區(qū)域生長法從種子點(diǎn)開始，根據(jù)像素的相似性逐步合并相鄰像素，形成區(qū)域C.邊緣檢測通過檢測圖像中像素灰度值的突變來確定物體的邊緣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分割D.圖像分割算法可以在任何情況下都能準(zhǔn)確無誤地分割出所有目標(biāo)區(qū)域，不受圖像噪聲和復(fù)雜背景的影響9、在數(shù)字圖像的存儲(chǔ)格式中，TIFF格式具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)。假設(shè)要選擇一種適合存儲(chǔ)高質(zhì)量、多通道圖像的格式。以下關(guān)于TIFF格式的描述，正確的是：（）A.TIFF格式不支持壓縮，文件體積較大，不適合存儲(chǔ)大量圖像B.TIFF格式只能存儲(chǔ)灰度圖像，無法存儲(chǔ)彩色圖像C.TIFF格式具有良好的兼容性和擴(kuò)展性，可以存儲(chǔ)豐富的圖像信息D.TIFF格式的讀取和寫入速度非?？?，適用于實(shí)時(shí)圖像處理10、在數(shù)字圖像的幾何變換中，例如將一幅矩形圖像旋轉(zhuǎn)一定角度并保持圖像內(nèi)容的完整性和清晰度?？紤]到圖像中的像素分布和插值計(jì)算，以下哪種插值方法可能在圖像質(zhì)量和計(jì)算效率之間取得較好的平衡？（）A.最近鄰插值B.雙線性插值C.雙三次插值D.樣條插值11、在數(shù)字圖像的多尺度分析中，能夠獲取不同尺度下的圖像信息。假設(shè)要對一張紋理豐富的圖像進(jìn)行多尺度分析，以提取不同尺度下的特征，以下哪種多尺度分析方法可能更適合？（）A.金字塔變換B.小波變換C.曲波變換D.輪廓波變換12、在數(shù)字圖像的邊緣檢測中，不同的邊緣檢測算子具有不同的特點(diǎn)。假設(shè)要檢測圖像中較為微弱和模糊的邊緣，以下哪種邊緣檢測算子可能效果不佳？（）A.Sobel算子B.Canny算子C.Roberts算子D.Laplacian算子13、數(shù)字圖像的分割后處理常用于優(yōu)化分割結(jié)果。假設(shè)對一張分割后的圖像進(jìn)行處理，以消除小的孤立區(qū)域和填補(bǔ)空洞，以下哪種后處理方法可能最為有效？（）A.形態(tài)學(xué)開運(yùn)算和閉運(yùn)算B.區(qū)域合并和分裂C.邊界平滑和細(xì)化D.以上方法結(jié)合使用14、圖像的壓縮感知技術(shù)在數(shù)字圖像處理中具有潛在應(yīng)用。假設(shè)要對一幅稀疏的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行壓縮感知采樣和重構(gòu)，以下關(guān)于壓縮感知的描述，正確的是：（）A.壓縮感知可以在遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣率的情況下準(zhǔn)確重構(gòu)圖像，大大減少數(shù)據(jù)量B.壓縮感知的重構(gòu)算法簡單高效，不需要復(fù)雜的計(jì)算C.圖像的稀疏性對壓縮感知的效果沒有影響，任何圖像都能適用D.壓縮感知只適用于理論研究，在實(shí)際圖像處理中沒有應(yīng)用價(jià)值15、對于數(shù)字圖像的壓縮，假設(shè)需要在保持較高圖像質(zhì)量的同時(shí)盡可能減少存儲(chǔ)空間。以下哪種圖像壓縮算法可能是最合適的選擇？（）A.JPEG壓縮算法，利用離散余弦變換和量化B.BMP圖像格式，不進(jìn)行壓縮直接存儲(chǔ)C.GIF壓縮算法，適用于簡單的圖像和動(dòng)畫D.不進(jìn)行圖像壓縮，保留原始的大數(shù)據(jù)量圖像16、在數(shù)字圖像的加密技術(shù)中，以下哪種加密算法能夠提供較高的安全性？（）A.DES加密算法B.AES加密算法C.RSA加密算法D.以上都是。假設(shè)需要對一幅包含敏感信息的數(shù)字圖像進(jìn)行加密傳輸，要求加密后的圖像在沒有正確密鑰的情況下難以被破解，上述哪種加密算法能夠滿足這一高安全性的需求，并解釋其加密強(qiáng)度和安全性保障機(jī)制17、在數(shù)字圖像的立體匹配中，對于一對從不同視角拍攝的圖像，需要找到對應(yīng)的像素點(diǎn)以計(jì)算深度信息。由于圖像中的光照、噪聲和遮擋等因素，以下哪種立體匹配算法可能更具魯棒性？（）A.基于區(qū)域的立體匹配B.基于特征的立體匹配C.基于深度學(xué)習(xí)的立體匹配D.以上都是18、圖像的銳化處理可以增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)。假設(shè)要對一張模糊的圖像進(jìn)行銳化。以下關(guān)于圖像銳化方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過一階導(dǎo)數(shù)算子，如羅伯特算子，檢測圖像的邊緣B.二階導(dǎo)數(shù)算子，如拉普拉斯算子，對噪聲比較敏感，一般需要先進(jìn)行平滑處理C.反銳化掩蔽是一種基于原始圖像和模糊圖像差值的銳化方法D.圖像銳化處理不會(huì)增強(qiáng)圖像中的噪聲19、數(shù)字圖像的遙感應(yīng)用中，需要對大量的衛(wèi)星圖像進(jìn)行處理和分析。假設(shè)要從遙感圖像中提取土地覆蓋類型信息，以下哪種方法可能需要較高的計(jì)算資源和時(shí)間？（）A.基于像素的分類方法B.基于對象的分類方法C.深度學(xué)習(xí)的分類方法D.基于規(guī)則的分類方法20、數(shù)字圖像的特征提取對于圖像識別和分類至關(guān)重要。假設(shè)要對一組人物面部圖像進(jìn)行特征提取，以用于人臉識別系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法可能具有較好的性能？（）A.基于紋理的特征提取B.基于形狀的特征提取C.基于主成分分析（PCA）的特征提取D.基于深度學(xué)習(xí)的特征提取21、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)是常見的操作。假設(shè)我們有一張低對比度的醫(yī)學(xué)圖像，需要進(jìn)行增強(qiáng)以更好地顯示病變區(qū)域。以下關(guān)于圖像增強(qiáng)方法的描述，正確的是：（）A.直方圖均衡化會(huì)導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)丟失，不適合用于醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)B.線性拉伸可以有效地增強(qiáng)圖像對比度，但可能會(huì)引入噪聲C.中值濾波能夠增強(qiáng)圖像，但對邊緣信息的保留效果較差D.圖像增強(qiáng)方法對所有類型的圖像都能產(chǎn)生相同的效果，無需考慮圖像的特點(diǎn)22、圖像壓縮在數(shù)字圖像處理中具有重要意義。考慮一個(gè)包含大量細(xì)節(jié)和復(fù)雜紋理的圖像，如果要在保證一定圖像質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)較高的壓縮比，以下哪種壓縮算法可能更適合？（）A.JPEG壓縮算法B.GIF壓縮算法C.BMP無壓縮格式D.PNG無損壓縮算法23、在數(shù)字圖像的水印技術(shù)中，用于版權(quán)保護(hù)和信息隱藏。假設(shè)我們要在一幅圖像中嵌入不可見的水印信息，同時(shí)不影響圖像的視覺質(zhì)量。以下哪種水印嵌入方法通常對圖像的修改較??？（）A.空間域水印嵌入B.變換域水印嵌入C.基于壓縮的水印嵌入D.基于加密的水印嵌入24、數(shù)字圖像的文物保護(hù)和修復(fù)中，圖像處理技術(shù)可以發(fā)揮重要作用。假設(shè)要對一幅古老的繪畫進(jìn)行數(shù)字化修復(fù)，去除污漬和裂痕，以下哪種技術(shù)可能需要對繪畫的藝術(shù)風(fēng)格和歷史背景有深入了解？（）A.圖像修復(fù)算法B.圖像增強(qiáng)技術(shù)C.色彩校正方法D.邊緣檢測操作25、在數(shù)字圖像的圖像復(fù)原中，以下哪種先驗(yàn)知識可以幫助估計(jì)退化函數(shù)？（）A.圖像的平滑性B.圖像的邊緣信息C.圖像的統(tǒng)計(jì)特性D.以上都是。假設(shè)圖像由于模糊、噪聲等原因發(fā)生退化，需要利用先驗(yàn)知識來恢復(fù)原始清晰的圖像，上述哪種先驗(yàn)知識能夠?yàn)橥嘶瘮?shù)的估計(jì)提供有價(jià)值的線索，并解釋其在圖像復(fù)原中的作用和應(yīng)用二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡述圖像幾何變換中的齊次坐標(biāo)表示。2、（本題5分）說明數(shù)字圖像在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述圖像壓縮中的預(yù)測編碼方法。4、（本題5分）簡述空域?yàn)V波和頻域?yàn)V波的區(qū)別。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)程序，讀取兩幅圖像，進(jìn)行圖像配準(zhǔn)和融合的安全處理。確保配準(zhǔn)和融合的準(zhǔn)確性和安全性，顯示處理后的圖像。2、（本題5分）編寫程序進(jìn)行圖像的對比度拉伸與顏色量化的組合處理。先進(jìn)行對比度拉伸，然后進(jìn)行顏色量化。3、（本題5分）用Java編寫程序，對圖像進(jìn)行基于區(qū)域生長和分水嶺的混合