湖北幼儿师范高等专科学校《数字引擎应用》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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湖北幼儿师范高等专科学校《数字引擎应用》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在数字图像的多分辨率分析中，小波变换具有独特的优势。假设要对一张大尺寸的图像进行多分辨率表示。以下关于小波变换的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 小波变换可以将图像分解为不同尺度和方向的子带
B. 可以通过对小波系数进行阈值处理，实现图像的压缩
C. 小波变换在图像压缩和去噪中表现出色，但在图像增强中效果不佳
D. 不同的小波基函数对图像的分解效果会有所不同

2、在数字图像的多分辨率分析中，例如小波变换。假设要对一幅医学图像进行多分辨率分析以提取不同尺度的特征，以下关于多分辨率分析方法的描述，正确的是：（ ）
A. 小波变换能够在不同分辨率下准确地表示图像的细节和轮廓
B. 多分辨率分析会导致图像信息的丢失，不适合用于医学图像处理
C. 无论图像的内容和特点如何，一种小波基函数都能适用于所有的多分辨率分析
D. 多分辨率分析的结果对后续的图像诊断和分析没有帮助

3、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

4、在数字图像的图像拼接中，假设要将多幅具有重叠区域的图像拼接成一幅全景图像。以下关于拼接效果的评估，哪一项是最重要的？（ ）
A. 拼接处的过渡自然，没有明显的拼接痕迹
B. 拼接后的图像整体色彩和亮度一致
C. 拼接后的图像具有高分辨率和清晰度
D. 以上三个方面都很重要，共同决定拼接效果

5、对于数字图像的压缩，有多种算法可供选择。假设要对一个包含大量重复图案和相似区域的图像进行压缩，同时要求在解压后能够较好地恢复图像质量。以下哪种压缩算法可能更适合？（ ）
A. JPEG 压缩
B. PNG 压缩
C. GIF 压缩
D. BMP 压缩

6、对于数字图像的隐私保护，以下哪种技术可以在不泄露图像内容的前提下进行数据共享和处理？（ ）
A. 加密技术
B. 匿名化技术
C. 差分隐私技术
D. 以上都是 。假设需要在保护数字图像中个人隐私信息的同时，实现图像数据的有效利用和分析，上述哪种技术能够在保障隐私的前提下进行安全的数据处理和共享，并分别阐述其原理和应用场景

7、数字图像的超分辨率重建旨在提高图像的分辨率。假设要将一幅低分辨率的监控图像重建为高分辨率图像，以下关于重建方法的限制，哪一项是最为显著的？（ ）
A. 缺乏足够的高频信息，难以准确恢复细节
B. 计算资源需求过大，难以实时处理
C. 对输入低分辨率图像的质量要求过高
D. 重建后的图像容易出现伪影和失真

8、在数字图像的去雾处理中，以下哪种方法需要先估计大气散射模型的参数？（ ）
A. 基于暗通道先验的方法
B. 基于直方图均衡化的方法
C. 基于中值滤波的方法
D. 基于小波变换的方法 。假设一幅有雾图像需要进行清晰化处理，上述哪种方法通过对大气散射模型的准确估计来去除雾气，恢复图像的对比度和色彩，同时解释其参数估计的过程和对去雾效果的影响

9、在数字图像的加密中，混沌加密是一种常见的方法。假设要使用混沌系统对图像进行加密。以下关于混沌加密的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 混沌系统具有对初始条件敏感和伪随机性的特点，适合用于图像加密
B. 混沌加密的密钥空间大，增加了破解的难度
C. 混沌加密后的图像在视觉上完全不可理解，无法从中获取任何信息
D. 混沌加密算法的安全性只取决于混沌系统的参数，与加密过程无关

10、数字图像的工业检测中，例如检测产品表面的缺陷。假设产品表面的缺陷具有随机性和多样性，以下哪种图像采集方式可能有助于提高检测的准确性？（ ）
A. 多角度拍摄
B. 高帧率拍摄
C. 红外线成像
D. 紫外线成像

11、当对一幅卫星遥感图像进行土地利用分类，例如区分农田、森林、城市和水域等区域。由于图像覆盖范围广、地物类型多样且存在混合像素的情况，以下哪种分类方法可能更具鲁棒性？（ ）
A. 基于决策树的分类
B. 基于支持向量机的分类
C. 基于神经网络的分类
D. 基于随机森林的分类

12、数字图像的加密是保护图像信息安全的重要手段。假设要对一幅重要的数字图像进行加密，使其在传输和存储过程中不被轻易窃取和解读。以下关于图像加密方法的描述，正确的是：（ ）
A. 简单的位运算加密能够提供足够的安全性，难以被破解
B. 图像加密不会改变图像的大小和数据量，只改变图像的内容
C. 基于混沌系统的图像加密算法具有高度的随机性和复杂性，安全性高
D. 图像加密后，不需要解密就可以直接进行处理和分析

13、数字图像的复原旨在去除图像中的失真和降质。假设要对一张因运动模糊而失真的图像进行复原。以下关于图像复原的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以通过建立图像的退化模型，反推原始图像，实现图像的复原
B. 维纳滤波是一种常见的图像复原方法，通过估计图像的功率谱来恢复图像
C. 图像复原能够完全恢复出原始清晰的图像，不受模糊程度和噪声的影响
D. 在进行图像复原时，需要对先验知识和参数进行合理估计，以提高复原效果

14、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

15、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

16、在数字图像处理的应用中，以下关于医学图像增强的描述，不准确的是（ ）
A. 医学图像增强可以提高病变区域与正常组织的对比度，有助于医生的诊断
B. 增强操作需要考虑医学图像的特殊性质，如灰度范围和噪声特点
C. 过度的增强可能会引入虚假信息或掩盖重要的细节，影响诊断的准确性
D. 任何一种图像增强方法都适用于所有类型的医学图像，且效果都是一致的

17、在数字图像的目标检测中，假设要在一幅复杂的城市街景图像中检测车辆。以下关于检测算法的实时性要求，哪一项是最为关键的？（ ）
A. 能够在短时间内处理大量图像，满足实时监控的需求
B. 检测结果的准确性高，即使处理速度较慢
C. 算法的模型参数少，便于在资源受限的设备上运行
D. 能够适应不同的光照和天气条件，保证检测的稳定性

18、在数字图像的锐化处理中，增强图像的边缘和细节。假设要对一张模糊的人物照片进行锐化。以下关于图像锐化的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以通过高通滤波、微分运算等方法实现图像锐化
B. 锐化处理可以增强图像的清晰度，但过度锐化可能会导致噪声放大和伪边缘出现
C. 图像锐化能够在不改变图像整体亮度和对比度的情况下，突出边缘和细节
D. 图像锐化总是能够改善图像的质量，不会产生任何负面效果

19、在数字图像的色彩校正中，以下哪种方法可以根据标准色卡或参考图像来调整图像的色彩？（ ）
A. 手动调整
B. 自动白平衡
C. 基于颜色查找表的校正
D. 以上都是 。假设图像的色彩由于拍摄条件或设备原因出现偏差，需要一种准确有效的方法来校正色彩，使其符合真实的颜色表现，上述哪种方法能够基于参考标准实现精确的色彩调整，并分别说明其操作过程和效果

20、数字图像的质量评价对于评估图像处理算法的效果至关重要。假设要评价一幅经过增强处理后的图像质量，以下关于图像质量评价指标的描述，正确的是：（ ）
A. 峰值信噪比（PSNR）能够准确反映人眼对图像质量的主观感受
B. 结构相似性指数（SSIM）考虑了图像的结构信息，比 PSNR 更符合人眼视觉特性
C. 图像质量评价指标只适用于特定类型的图像处理算法，不具有通用性
D. 无论图像的内容和应用场景如何，一种质量评价指标都能全面评价图像质量

21、图像的特征提取在图像识别和分析中起着关键作用。关于 SIFT（尺度不变特征变换）特征，以下说法错误的是（ ）
A. SIFT 特征具有尺度不变性和旋转不变性，对图像的缩放和旋转具有较好的适应性
B. 它能够在不同的光照条件下提取稳定的特征点
C. SIFT 特征的计算复杂度较低，适用于实时处理大规模图像数据
D. SIFT 特征在图像匹配、目标识别等任务中表现出色

22、在数字图像的加密技术中，以下哪种加密算法能够提供较高的安全性？（ ）
A. DES 加密算法
B. AES 加密算法
C. RSA 加密算法
D. 以上都是 。假设需要对一幅包含敏感信息的数字图像进行加密传输，要求加密后的图像在没有正确密钥的情况下难以被破解，上述哪种加密算法能够满足这一高安全性的需求，并解释其加密强度和安全性保障机制

23、图像压缩在数字图像处理中具有重要意义。假设要对一组高分辨率的卫星图像进行存储和传输，需要选择一种有效的压缩算法。以下关于压缩算法的特点，哪一项是最为关键的？（ ）
A. 压缩比越高越好，而不考虑图像质量的损失
B. 压缩和解压缩的速度要快，以满足实时处理的需求
C. 能够保持图像的细节和边缘信息，尽量减少失真
D. 算法的复杂度低，易于实现和维护

24、数字图像的压缩对于存储和传输至关重要。假设我们有大量的高清图像需要在有限的存储空间中保存，同时要求在解压缩时能够较好地恢复图像质量。以下哪种图像压缩标准通常能在保证较高压缩比的情况下，提供较好的图像保真度？（ ）
A. JPEG
B. PNG
C. BMP
D. GIF

25、在数字图像的形态学处理中，对于一幅包含大量细小颗粒和噪声的图像，需要进行颗粒的合并和噪声的去除。以下哪种形态学操作可能会发挥重要作用？（ ）
A. 膨胀 B. 腐蚀 C. 开运算 D. 闭运算

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）如何评价图像压缩算法的性能？

2、（本题5分）解释数字图像特征提取的概念和重要性。

3、（本题5分）解释深度学习中图像数据集的增强方法。

4、（本题5分）解释支持向量机在图像分类中的作用。

三、编程题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）编写程序进行图像的色彩增强与平衡。增强图像的颜色同时保持颜色的平衡，输入图像并展示处理后的效果。

2、（本题5分）使用 Python 实现图像的去马赛克处理，恢复图像的细节。

3、（本题5分）设计一个程序实现图像的滤波操作。可以实现均值滤波、中值滤波等，以去除图像中的噪声，输入图像和滤波器类型，显示滤波后的图像。

4、（本题5分）使用 Python 实现图像的模糊度检测功能，判断输入图像是否模糊，并给出模糊程度的评估。

5、（本题5分）编写一个程序，读取两幅图像，进行图像配准和融合的高级安全优化处理。结合先进的配准技术、安全策略和优化方法，确保处理的准确性、安全性和高效性，显示处理后的图像。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）分析基于模板匹配的目标检测方法。

2、（本题10分）研究图像的高斯金字塔构建过程。

3、（本题10分）分析图像的基于深度学习的图像生成质量评估方法。

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