神木職業(yè)技術(shù)學(xué)院《圖像處理中的數(shù)學(xué)方法》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、假設(shè)要對一組不同光照條件下拍攝的人物面部圖像進(jìn)行歸一化處理，以使它們在亮度和對比度上具有一致性，方便后續(xù)的人臉識別和分析。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.全局直方圖均衡化B.局部自適應(yīng)直方圖均衡化C.灰度標(biāo)準(zhǔn)化D.色彩空間轉(zhuǎn)換2、對于數(shù)字圖像的銳化處理，假設(shè)需要增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)，使其看起來更清晰。以下哪種銳化方法可能在避免過度增強(qiáng)噪聲的同時達(dá)到較好的效果？（）A.拉普拉斯銳化，基于二階導(dǎo)數(shù)B.高通濾波銳化C.不進(jìn)行銳化處理，保持圖像的原始狀態(tài)D.隨機(jī)增強(qiáng)圖像的某些區(qū)域來模擬銳化3、圖像的分割后處理可以提高分割結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性。假設(shè)我們通過閾值分割得到了初步的分割結(jié)果，存在一些孔洞和不連續(xù)的區(qū)域。以下哪種后處理方法可以填充這些孔洞并連接不連續(xù)的區(qū)域？（）A.形態(tài)學(xué)膨脹B.形態(tài)學(xué)腐蝕C.區(qū)域填充D.邊界跟蹤4、數(shù)字圖像的運(yùn)動估計(jì)用于在視頻序列中估計(jì)物體的運(yùn)動。假設(shè)要在一段視頻中估計(jì)人物的運(yùn)動軌跡。以下關(guān)于運(yùn)動估計(jì)方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.塊匹配法將圖像分成若干塊，通過在相鄰幀中尋找匹配塊來估計(jì)運(yùn)動B.光流法通過計(jì)算圖像中像素的運(yùn)動速度來估計(jì)物體的運(yùn)動C.運(yùn)動估計(jì)可以準(zhǔn)確地估計(jì)出物體的復(fù)雜運(yùn)動，包括旋轉(zhuǎn)、變形等D.運(yùn)動估計(jì)不受視頻幀率、圖像噪聲和物體遮擋的影響5、圖像的配準(zhǔn)是將不同時間、不同視角或不同傳感器獲取的圖像進(jìn)行對齊。假設(shè)要將兩張有一定旋轉(zhuǎn)和平移差異的圖像進(jìn)行精確配準(zhǔn)。以下關(guān)于圖像配準(zhǔn)方法的描述，正確的是：（）A.基于特征的配準(zhǔn)方法通過提取圖像中的顯著特征進(jìn)行匹配，對圖像的變形適應(yīng)性強(qiáng)B.基于灰度的配準(zhǔn)方法直接比較圖像的灰度值，計(jì)算簡單，但精度較低C.圖像配準(zhǔn)過程中，初始估計(jì)的配準(zhǔn)參數(shù)對最終配準(zhǔn)結(jié)果沒有影響D.無論圖像的差異有多大，都可以通過一次配準(zhǔn)操作達(dá)到完美的對齊效果6、數(shù)字圖像的視頻處理中，幀間預(yù)測是視頻壓縮的重要技術(shù)。假設(shè)要對一段視頻進(jìn)行壓縮，以下關(guān)于幀間預(yù)測的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以利用相鄰幀之間的相關(guān)性減少數(shù)據(jù)量B.運(yùn)動估計(jì)的精度越高，壓縮效果越好C.幀間預(yù)測只適用于固定攝像頭拍攝的視頻D.雙向預(yù)測可以進(jìn)一步提高壓縮效率7、在數(shù)字圖像的幾何變換中，比如需要對一幅圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。假設(shè)圖像包含復(fù)雜的內(nèi)容和精細(xì)的結(jié)構(gòu)，為了在旋轉(zhuǎn)后盡量減少圖像的失真和信息丟失，以下哪種插值方法通常是較好的選擇？（）A.最近鄰插值，直接使用最鄰近像素的值B.雙線性插值，基于相鄰四個像素的線性組合C.雙三次插值，考慮更多鄰域像素的三次函數(shù)插值D.不進(jìn)行插值，直接旋轉(zhuǎn)圖像導(dǎo)致像素缺失8、當(dāng)對數(shù)字圖像進(jìn)行壓縮感知處理時，假設(shè)需要在采集少量數(shù)據(jù)的情況下重構(gòu)出原始圖像。以下關(guān)于壓縮感知的說法哪個是正確的？（）A.壓縮感知可以大大減少數(shù)據(jù)采集量，同時保證重構(gòu)質(zhì)量B.壓縮感知只適用于簡單的圖像，對于復(fù)雜圖像效果不佳C.壓縮感知的重構(gòu)過程非常簡單，不需要復(fù)雜的算法D.不建議使用壓縮感知，采用傳統(tǒng)的壓縮方法即可9、在數(shù)字圖像的去噪處理中，要有效去除噪聲同時保留圖像細(xì)節(jié)。假設(shè)一張圖像受到高斯白噪聲的污染，以下哪種去噪方法可能在保持圖像清晰度方面表現(xiàn)更好？（）A.小波去噪B.經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解去噪C.獨(dú)立成分分析去噪D.非局部均值去噪10、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)是常見的操作之一。假設(shè)我們有一張曝光不足的夜景照片，需要對其進(jìn)行增強(qiáng)以改善視覺效果。以下關(guān)于圖像增強(qiáng)方法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.直方圖均衡化通過調(diào)整圖像的灰度分布，使像素灰度值更均勻地分布，從而增強(qiáng)圖像對比度B.灰度變換可以通過線性或非線性函數(shù)對像素灰度值進(jìn)行映射，改變圖像的亮度和對比度C.中值濾波是一種基于排序的非線性濾波方法，主要用于去除椒鹽噪聲，但會使圖像細(xì)節(jié)模糊D.圖像增強(qiáng)方法總是能夠在不引入任何失真或噪聲的情況下，完美地改善圖像質(zhì)量11、在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)是常見的操作之一。假設(shè)我們有一張由于曝光不足而顯得灰暗的風(fēng)景照片，需要對其進(jìn)行增強(qiáng)以突出細(xì)節(jié)和改善視覺效果。以下哪種圖像增強(qiáng)方法主要是通過擴(kuò)展圖像的灰度級動態(tài)范圍來實(shí)現(xiàn)的？（）A.直方圖均衡化B.灰度變換C.中值濾波D.高斯濾波12、在數(shù)字圖像的特征提取中，紋理特征是重要的一類。假設(shè)要描述圖像中紋理的粗糙度和方向性，以下哪種方法可能不太適合？（）A.灰度共生矩陣B.小波變換C.局部二值模式（LBP）D.主成分分析（PCA）13、圖像的形態(tài)學(xué)梯度運(yùn)算可以突出圖像的邊緣和輪廓。假設(shè)要對一張細(xì)胞圖像進(jìn)行處理。以下關(guān)于形態(tài)學(xué)梯度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.形態(tài)學(xué)梯度是膨脹圖像和腐蝕圖像的差值B.形態(tài)學(xué)梯度可以增強(qiáng)圖像中目標(biāo)的邊緣C.形態(tài)學(xué)梯度對噪聲不敏感，能夠準(zhǔn)確地提取邊緣信息D.不同的結(jié)構(gòu)元素對形態(tài)學(xué)梯度的結(jié)果有影響14、圖像的形態(tài)學(xué)處理常用于圖像的簡化和特征提取。假設(shè)要對一幅二值圖像進(jìn)行膨脹操作，以連接斷開的部分。以下關(guān)于形態(tài)學(xué)操作的描述，正確的是：（）A.膨脹操作會使圖像中的物體變大，填充細(xì)小的空洞和間隙B.形態(tài)學(xué)操作只對二值圖像有效，對灰度圖像沒有任何作用C.多次進(jìn)行膨脹操作可以不斷增加圖像中物體的面積，沒有上限D(zhuǎn).膨脹操作會破壞圖像中物體的原有形狀，導(dǎo)致無法恢復(fù)15、在數(shù)字圖像的圖像復(fù)原中，假設(shè)圖像受到了高斯噪聲的污染。以下關(guān)于去噪方法的選擇，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.中值濾波，去除孤立的噪聲點(diǎn)B.均值濾波，平滑噪聲區(qū)域C.高斯濾波，與噪聲模型匹配D.小波閾值去噪，在去除噪聲的同時保留細(xì)節(jié)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）如何利用數(shù)字圖像處理輔助健身訓(xùn)練計(jì)劃制定？2、（本題5分）解釋圖像增強(qiáng)中的Retinex理論。3、（本題5分）如何利用數(shù)字圖像處理研究生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)？4、（本題5分）解釋如何利用數(shù)字圖像處理輔助科學(xué)研究。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討基于深度學(xué)習(xí)的圖像實(shí)例分割方法。2、（本題5分）探討圖像的基于小波包變換的圖像特征提取方法。3、（本題5分）研究圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像去雪方法。4、（本題5分）分析圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像超分辨率算法。5、（本題5分）分析圖像的基于深度學(xué)習(xí)的圖像生成多樣性評估指標(biāo)。四、編程題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個程序，讀取一幅彩色圖像，對其進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)和壓縮的精細(xì)處理。采用更精確的顏色轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)和壓縮方法，顯示處理后的圖像。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個程序，對圖像進(jìn)行圖像分類的深度學(xué)習(xí)方法。使用深度學(xué)習(xí)分