湘潭大学《数字图像处理及应用》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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湘潭大学《数字图像处理及应用》2024-2025学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

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、图像的边缘检测是图像处理的重要任务之一。假设要检测一幅自然风景图像中的物体边缘。以下关于边缘检测算子的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. Roberts 算子、Sobel 算子和 Prewitt 算子都是基于梯度的边缘检测算子，对水平和垂直边缘有较好的检测效果
B. Canny 算子是一种性能较好的边缘检测算子，具有较好的信噪比和定位精度
C. 拉普拉斯算子是一种二阶导数算子，对噪声比较敏感，通常需要先进行平滑处理
D. 不同的边缘检测算子在任何情况下都能得到相同的边缘检测结果

2、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

3、在数字图像的形态学处理中，常用于图像的简化和特征提取。假设要对一张二值图像进行处理，以去除小的孤立区域和填充小孔，以下哪种形态学操作可能最为有效？（ ）
A. 腐蚀
B. 膨胀
C. 开运算
D. 闭运算

4、在数字图像处理中，图像增强是一种常见的操作。假设要对一幅对比度较低的灰度图像进行增强，以突出图像中的细节。以下关于图像增强方法的描述，正确的是：（ ）
A. 直方图均衡化通过扩展图像的动态范围来增强对比度，但可能导致某些细节丢失
B. 中值滤波可以有效地增强图像对比度，同时去除噪声
C. 均值滤波在增强图像的同时能够很好地保留图像的边缘信息
D. 伽马校正只能用于校正过亮或过暗的图像，对对比度低的图像效果不佳

5、数字图像的滤波操作可以去除噪声或平滑图像。假设要处理一张受到椒盐噪声污染的图像，同时要尽量保留图像的边缘和细节信息。以下哪种滤波方法较为合适？（ ）
A. 均值滤波
B. 中值滤波
C. 高斯滤波
D. 双边滤波

6、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

7、数字图像的质量评价是衡量图像处理效果的重要手段。假设要评价一幅经过增强处理后的图像质量，以下关于评价指标的选择，哪一项是最全面的？（ ）
A. 均方误差（MSE），衡量图像的失真程度
B. 峰值信噪比（PSNR），比较原始图像和处理后图像的差异
C. 结构相似性指数（SSIM），考虑图像的结构信息
D. 同时使用 MSE、PSNR 和 SSIM ，从不同方面进行评价

8、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）

9、数字图像的频域处理可以实现特定的效果。假设要对一张图像进行增强，突出其高频成分以增强细节，以下哪种频域处理方法可能适用？（ ）
A. 傅里叶变换
B. 离散余弦变换
C. 高通滤波
D. 低通滤波

10、数字图像的去噪方法有多种。假设要去除一幅图像中的高斯噪声，同时尽量保持图像的边缘和细节。以下关于去噪方法的描述，正确的是：（ ）
A. 双边滤波在去除高斯噪声的同时，能够较好地保护边缘和细节
B. 维纳滤波适用于去除强噪声，对高斯噪声效果不佳
C. 小波阈值去噪能够完全去除高斯噪声，且不会引入任何失真
D. 所有的去噪方法在去除高斯噪声时都会导致图像的边缘模糊

11、在图像增强中，限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的窗口大小对结果有（ ）
A. 很大影响 B. 较小影响 C. 没有影响 D. 不确定影响

12、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 AES
B. 非对称加密算法，如 RSA
C. 简单的位运算加密
D. 不进行图像加密，直接存储明文图像

13、在数字图像的加密和解密中，需要保证图像的安全性和保密性。假设要对一张重要的医学图像进行加密，使其在传输和存储过程中不被轻易窃取和篡改，以下哪种加密算法可能较为合适？（ ）
A. AES 加密
B. RSA 加密
C. 混沌加密
D. 简单替换加密

14、数字图像的立体匹配用于获取图像的深度信息。假设要对一组立体图像进行匹配以生成深度图，以下关于立体匹配方法的描述，正确的是：（ ）
A. 基于区域的立体匹配算法计算简单，但对弱纹理区域匹配效果差
B. 基于特征的立体匹配能够准确处理所有类型的图像对，但特征提取过程复杂
C. 立体匹配的精度只取决于匹配算法，与相机参数和拍摄条件无关
D. 无论图像的视差范围和噪声水平如何，一种立体匹配方法都能得到准确的深度图

15、在数字图像处理中，图像增强是常用的技术手段。假设我们有一张曝光不足的灰度图像，想要增强其对比度。以下哪种方法可能会导致图像中出现明显的噪声 ）
A. 直方图均衡化
B. 线性对比度拉伸
C. 伽马校正
D. 中值滤波

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）简述图像检索的基本原理。

2、（本题5分）解释数字图像在广告设计中的重要性。

3、（本题5分）说明图像质量评价中的全参考评价和无参考评价的区别。

4、（本题5分）解释如何通过数字图像处理改善餐厅服务质量。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）分析图像的仿射变换及其在图像几何校正中的应用。

2、（本题5分）研究图像的基于水平集的图像分割方法。

3、（本题5分）研究图像的基于独立成分分析的图像特征提取方法。

4、（本题5分）分析图像去雾算法的原理和效果评估。

5、（本题5分）研究图像的基于 dual-tree complex wavelet 变换的图像特征提取方法。

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，对图像进行图像分类的基于深度学习的强化学习方法。使用强化学习模型对图像进行分类，并输出分类结果。

2、（本题10分）利用 Python 编写程序，实现图像的缩放功能。读取一张图像，用户输入缩放比例，程序对图像进行缩放操作，并展示缩放前后的图像。

3、（本题10分）设计一个程序实现图像的去噪与锐化的智能平衡。通过智能算法自动平衡去噪和锐化的程度，输入图像并展示智能平衡后的效果。

4、（本题10分）利用 OpenCV 对图像进行油画效果、水彩画效果水彩画效果和漫画效果的多次组合处理，同时结合老照片效果和负片效果。多次进行组合处理，结合老照片效果和负片效果，对图像进行处理并显示结果。

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