光電成像系統(tǒng)圖像處理能力考核試題沖刺卷考試時長：120分鐘滿分：100分題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.圖像處理中的傅里葉變換主要用于圖像的頻率域分析，無法用于圖像的幾何變換。2.在圖像增強中，直方圖均衡化能夠提升圖像的全局對比度，但會降低局部細節(jié)。3.圖像去噪常用的中值濾波算法對椒鹽噪聲和高斯噪聲的抑制效果相同。4.圖像分割的目標是將圖像劃分為具有不同特征的區(qū)域，常用的方法包括閾值分割和邊緣檢測。5.圖像壓縮中的無損壓縮能夠完全恢復原始圖像，而有損壓縮會丟失部分信息。6.光電成像系統(tǒng)的圖像分辨率主要取決于傳感器的像素數(shù)量和鏡頭的光學質(zhì)量。7.圖像銳化可以通過高通濾波器實現(xiàn)，但會放大圖像噪聲。8.在圖像配準中，特征點匹配是常用的方法之一，其精度受光照變化影響較大。9.圖像重建中的反投影算法主要用于計算機斷層掃描（CT）圖像的生成。10.圖像邊緣檢測算子如Sobel算子和Canny算子對噪聲的敏感度相同。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪種圖像增強方法主要用于提升圖像的局部對比度？（）A.直方圖均衡化B.直方圖規(guī)定化C.銳化濾波D.中值濾波2.在圖像分割中，Otsu算法屬于哪種方法？（）A.基于閾值的分割B.基于邊緣的分割C.基于區(qū)域的分割D.基于特征的分割3.下列哪種濾波器主要用于圖像去噪？（）A.高通濾波器B.低通濾波器C.微分濾波器D.變形濾波器4.圖像壓縮中的熵編碼主要利用了圖像數(shù)據(jù)的哪種特性？（）A.相關性B.獨立性C.熵性D.對稱性5.光電成像系統(tǒng)的動態(tài)范圍主要取決于哪個因素？（）A.傳感器像素值B.鏡頭光圈C.信號處理電路D.以上都是6.圖像銳化中，拉普拉斯算子屬于哪種算子？（）A.高通濾波器B.低通濾波器C.均值濾波器D.中值濾波器7.圖像配準中，常用的變換模型包括剛性變換和非剛性變換，以下哪種屬于剛性變換？（）A.仿射變換B.彈性變換C.旋轉(zhuǎn)變換D.縮放變換8.圖像重建中的卷積反投影算法主要用于哪種應用？（）A.圖像增強B.圖像分割C.圖像重建D.圖像配準9.圖像邊緣檢測中，Canny算子相比Sobel算子的優(yōu)勢在于？（）A.計算速度更快B.對噪聲更魯棒C.精度更高D.實現(xiàn)更簡單10.光電成像系統(tǒng)的噪聲主要來源于？（）A.傳感器噪聲B.鏡頭畸變C.信號傳輸干擾D.以上都是三、多選題（每題2分，共20分）1.圖像增強的常用方法包括？（）A.直方圖均衡化B.銳化濾波C.中值濾波D.圖像壓縮E.圖像分割2.圖像分割的常用方法包括？（）A.閾值分割B.邊緣檢測C.區(qū)域生長D.聚類分析E.圖像增強3.圖像去噪的常用方法包括？（）A.中值濾波B.高斯濾波C.小波變換D.圖像壓縮E.圖像銳化4.圖像壓縮的常用方法包括？（）A.無損壓縮B.有損壓縮C.預測編碼D.熵編碼E.圖像分割5.圖像配準的常用方法包括？（）A.特征點匹配B.化學計量學C.變換模型D.圖像增強E.圖像重建6.圖像重建的常用方法包括？（）A.反投影算法B.卷積濾波C.迭代重建D.圖像分割E.圖像增強7.光電成像系統(tǒng)的性能指標包括？（）A.分辨率B.動態(tài)范圍C.噪聲水平D.響應時間E.圖像銳度8.圖像銳化的常用方法包括？（）A.高通濾波器B.拉普拉斯算子C.銳化濾波D.圖像增強E.圖像分割9.圖像分割的常用評價指標包括？（）A.輪廓平滑度B.區(qū)域一致性C.熵值D.對比度E.圖像銳度10.圖像處理的常用應用領域包括？（）A.醫(yī)學成像B.自動駕駛C.圖像識別D.遙感成像E.圖像增強四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某光電成像系統(tǒng)在夜間拍攝時，圖像存在明顯的噪聲干擾，且對比度較低。請分析可能的原因，并提出相應的圖像處理方法。案例2：在醫(yī)學影像處理中，需要對CT圖像進行配準，以融合不同模態(tài)的圖像信息。請簡述圖像配準的步驟，并說明常用的變換模型。案例3：某遙感成像系統(tǒng)在拍攝時，由于大氣擾動導致圖像模糊。請分析圖像模糊的原因，并提出相應的圖像去模糊方法。五、論述題（每題11分，共22分）論述1：請論述圖像增強的基本原理，并比較直方圖均衡化和直方圖規(guī)定化方法的優(yōu)缺點。論述2：請論述圖像分割在光電成像系統(tǒng)中的應用價值，并分析不同分割方法的適用場景。---標準答案及解析一、判斷題1.×（傅里葉變換可用于圖像的幾何變換，如旋轉(zhuǎn)、縮放等。）2.√3.×（中值濾波對椒鹽噪聲效果好，對高斯噪聲效果較差。）4.√5.√6.√7.√8.×（特征點匹配對光照變化敏感，通常需要預處理。）9.√10.×（Canny算子對噪聲更魯棒。）二、單選題1.C2.A3.B4.C5.D6.A7.C8.C9.B10.A三、多選題1.A,B,C2.A,B,C,D3.A,B,C4.A,B,C,D5.A,C6.A,C7.A,B,C,D8.A,B,C9.A,B10.A,B,C,D四、案例分析案例1：原因分析：-夜間拍攝時，傳感器噪聲（如熱噪聲、散粒噪聲）會顯著增加。-對比度低可能是由于曝光不足或光照不均。處理方法：-噪聲抑制：使用中值濾波或非局部均值濾波去除噪聲。-對比度增強：采用直方圖均衡化或自適應直方圖均衡化提升對比度。案例2：配準步驟：1.圖像預處理：去噪、灰度化、特征提取。2.特征匹配：使用SIFT或SURF算法匹配特征點。3.變換模型估計：計算變換參數(shù)（如仿射變換、投影變換）。4.圖像配準：將參考圖像變換到目標圖像坐標系。常用變換模型：-剛性變換：旋轉(zhuǎn)、平移、縮放。-非剛性變換：仿射變換、彈性變換。案例3：模糊原因：-大氣擾動導致光束散射，圖像出現(xiàn)運動模糊。去模糊方法：-基于稀疏表示：利用圖像的稀疏特性進行去模糊。-基于正則化：使用Tikhonov正則化或迭代反投影算法。五、論述題論述1：圖像增強基本原理：-目標：改善圖像視覺效果或為后續(xù)處理提供更優(yōu)數(shù)據(jù)。-方法：濾波、對比度調(diào)整、噪聲抑制等。直方圖均衡化vs直方圖規(guī)定化：-直方圖均衡化：自動調(diào)整直方圖，提升全局對比度，但可能破壞局部細節(jié)。-