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武汉大学《数字图像处理》期末考试试卷+答案(一)

一、选择题（每题3分，共30分）

1.以下哪种图像格式是无损压缩格式？（）

A.JPEG

B.PNG

C.GIF

D.BMP

答案：B

解析：JPEG是有损压缩格式，它通过去除图像中的一些冗余信息来减小文件大小，但会损失一定的图像质量。PNG是无损压缩格式，在压缩过程中不会丢失图像的任何信息，能保证图像的原始质量。GIF主要用于简单动画和支持透明，它也是一种无损压缩，但通常用于色彩较少的图像。BMP是一种无压缩的图像格式，文件较大。所以本题选B。

2.图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（）

A.32

B.64

C.128

D.256

答案：B

解析：量化等级的计算公式为\(L=2^n\)，其中\(n\)是编码的比特数。当\(n=6\)时，\(L=2^6=64\)。所以本题选B。

3.以下哪种滤波方法可以有效去除椒盐噪声？（）

A.均值滤波

B.高斯滤波

C.中值滤波

D.拉普拉斯滤波

答案：C

解析：椒盐噪声是由图像中的随机分布的黑白像素点组成。均值滤波是对邻域内的像素值求平均，会使图像模糊，对椒盐噪声的去除效果不佳。高斯滤波主要用于平滑图像，去除高斯噪声，对椒盐噪声效果不好。中值滤波是将邻域内的像素值排序后取中间值作为中心像素的值，能够很好地去除椒盐噪声，同时保留图像的边缘信息。拉普拉斯滤波是一种锐化滤波，用于增强图像的边缘，不能去除噪声。所以本题选C。

4.图像的直方图均衡化是一种（）处理方法。

A.点运算

B.邻域运算

C.几何运算

D.频域运算

答案：A

解析：点运算只与图像中单个像素的灰度值有关，直方图均衡化是通过对图像的灰度值进行变换，使得图像的直方图分布更加均匀，它只涉及到单个像素的灰度值改变，属于点运算。邻域运算是基于像素的邻域来进行处理，如滤波等。几何运算主要是对图像进行平移、旋转、缩放等操作。频域运算是将图像转换到频域进行处理，如傅里叶变换等。所以本题选A。

5.以下哪种变换可以将图像从空间域转换到频域？（）

A.哈达玛变换

B.离散余弦变换

C.傅里叶变换

D.以上都是

答案：D

解析：哈达玛变换、离散余弦变换和傅里叶变换都可以将图像从空间域转换到频域。傅里叶变换是最常用的频域变换方法，它将图像分解为不同频率的正弦和余弦分量。离散余弦变换是傅里叶变换的一种特殊形式，在图像压缩中应用广泛。哈达玛变换是一种基于正交矩阵的变换，也可用于图像的频域分析。所以本题选D。

6.在图像的边缘检测中，Canny算子的步骤不包括（）

A.高斯平滑

B.计算梯度幅值和方向

C.非极大值抑制

D.直方图均衡化

答案：D

解析：Canny算子的边缘检测步骤包括：首先进行高斯平滑，以去除图像中的噪声；然后计算梯度幅值和方向，确定边缘的可能位置；接着进行非极大值抑制，细化边缘；最后进行双阈值处理，确定真正的边缘。直方图均衡化是一种增强图像对比度的方法，不属于Canny算子的步骤。所以本题选D。

7.以下哪种特征描述符对图像的旋转、缩放和光照变化具有较好的不变性？（）

A.SIFT

B.HOG

C.LBP

D.Haar特征

答案：A

解析：SIFT（尺度不变特征变换）特征描述符对图像的旋转、缩放和光照变化具有较好的不变性。它通过在不同尺度空间中寻找关键点，并计算关键点周围的梯度方向直方图来描述特征。HOG（方向梯度直方图）主要用于目标检测，对光照变化有一定的鲁棒性，但对旋转和缩放的不变性不如SIFT。LBP（局部二值模式）主要用于纹理分析，对光照变化有一定的适应性，但对旋转和缩放的不变性较差。Haar特征主要用于目标检测，对光照和旋转的不变性较差。所以本题选A。

8.图像的形态学操作中，膨胀操作的作用是（）

A.去除图像中的小物体

B.连接相邻的物体

C.细化物体边界

D.平滑物体边界

答案：B

解析：膨胀操作是将结构元素在图像上移动，如果结构元素与图像中的某个区域有重叠，则将该区域标记为前景。膨胀操作可以使物体变大，连接相邻的物体。去除图像中的小物体通常使用腐蚀操作。细化物体边界可以使用细化算法。平滑物体边界可以使用一些滤波操作。所以本题选B。

9.以下哪种方法可以用于图像的超分辨率重建？（）

A.双线性插值

B.双三次插值

C.基于深度学习的方法

D.以上都是

答案：D

解析：双线性插值和双三次插值是传统的图像插值方法，可以用于图像的放大，在一定程度上提高图像的分辨率，但效果有限。基于深度学习的方法，如卷积神经网络（CNN），可以学习到低分辨率图像和高分辨率图像之间的映射关系，从而实