北京理工大学《数字图像处理技术与实践》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京理工大学《数字图像处理技术与实践》

2022-2023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、在图像增强中，限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的优点是（）A.避免过度增强B.增强效果更明显C.计算速度快D.以上都不是2、数字图像的运动估计用于在视频序列中估计物体的运动。假设要在一段视频中估计人物的运动轨迹。以下关于运动估计方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.块匹配法将图像分成若干块，通过在相邻帧中寻找匹配块来估计运动B.光流法通过计算图像中像素的运动速度来估计物体的运动C.运动估计可以准确地估计出物体的复杂运动，包括旋转、变形等D.运动估计不受视频帧率、图像噪声和物体遮挡的影响3、在数字图像的质量评价中，有多种指标用于衡量图像的质量。假设要评价一张经过处理的图像的质量。以下关于图像质量评价指标的描述，哪一项是错误的？（）A.均方误差（MSE）和峰值信噪比（PSNR）常用于评价图像的失真程度B.结构相似性指数（SSIM）考虑了图像的结构信息，更符合人眼的视觉感知C.图像质量评价指标的值越大，图像质量就一定越好D.不同的应用场景可能需要不同的图像质量评价指标4、数字图像的运动估计在视频处理中非常重要。假设要估计一段视频中物体的运动轨迹，以下关于运动估计方法的描述，正确的是：（）A.块匹配算法简单直观，但在复杂运动场景中容易出现误差B.光流法能够精确地估计物体的运动速度和方向，但计算复杂度高C.运动估计的结果不受视频帧率和图像分辨率的影响D.无论物体的运动模式如何，一种运动估计方法都能准确估计5、数字图像的去马赛克处理用于恢复由彩色滤镜阵列（CFA）采样得到的图像的完整色彩信息。假设要对一幅使用CFA采样的图像进行去马赛克，以下关于去马赛克方法的描述，正确的是：（）A.双线性插值去马赛克方法能够较好地恢复图像的色彩，但在边缘处容易产生色彩失真B.基于深度学习的去马赛克方法需要大量的训练数据，在实际应用中受限C.去马赛克处理不会影响图像的分辨率和清晰度D.无论CFA的模式和图像内容如何，一种去马赛克方法都能完美恢复色彩6、对于数字图像的压缩，假设需要在保持较高图像质量的同时尽可能减少存储空间。以下哪种图像压缩算法可能是最合适的选择？（）A.JPEG压缩算法，利用离散余弦变换和量化B.BMP图像格式，不进行压缩直接存储C.GIF压缩算法，适用于简单的图像和动画D.不进行图像压缩，保留原始的大数据量图像7、在数字图像的加密和解密过程中，密钥的管理至关重要。假设要确保图像加密的安全性。以下关于密钥管理的描述，正确的是：（）A.密钥可以随意生成和共享，不会影响加密的安全性B.定期更新密钥可以增强加密系统的安全性，防止密钥被破解C.密钥的长度对加密安全性没有影响，只要是随机生成的即可D.不需要对密钥进行保密，只要加密算法复杂就足够安全8、图像的配准是将不同时间或视角获取的图像进行对齐。假设要将两张拍摄角度不同的人脸图像进行配准，以下关于图像配准方法的描述，正确的是：（）A.基于特征点的配准方法对光照变化和噪声不敏感，配准精度高B.直接使用灰度值的相似性度量进行配准能够快速得到准确的结果C.图像配准不需要考虑图像的变形和扭曲，只关注特征点的匹配D.配准算法的选择对配准结果没有显著影响，任何算法都能达到较好的效果9、数字图像的颜色校正用于调整图像的颜色偏差。假设要对一张颜色失真的风景照片进行颜色校正。以下关于颜色校正方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过白平衡调整来消除图像中的色偏，使白色物体呈现真实的白色B.基于颜色查找表（CLUT）的方法可以根据预设的颜色映射关系对图像进行校正C.颜色校正可以完全恢复图像的原始颜色，不受拍摄环境和设备的影响D.可以通过对图像的各个颜色通道进行独立调整来实现颜色校正10、在数字图像的目标跟踪中，面临着许多挑战。假设要在复杂场景中跟踪一个快速移动的目标。以下关于目标跟踪方法的描述，正确的是：（）A.基于特征的目标跟踪方法对目标的外观变化具有很强的适应性B.基于模型的目标跟踪方法计算复杂度低，实时性好C.目标跟踪过程中，背景的变化不会对跟踪结果产生影响D.无论目标如何运动和变化，都可以通过一种固定的跟踪方法实现准确跟踪11、在数字图像的分割方法中，以下哪种方法基于图像的灰度值相似性进行分割？（）A.阈值分割B.边缘检测分割C.区域生长分割D.聚类分割。假设图像的前景和背景在灰度值上有明显的差异，需要一种简单有效的分割方法将其分开，上述哪种方法能够基于灰度值的差异实现准确分割，并说明其分割的依据和步骤12、图像分割是将图像分成不同区域的过程。假设要对一幅包含多个物体且背景复杂的图像进行精确分割，以下哪种方法可能需要较多的先验知识和人工干预？（）A.基于阈值的分割方法B.基于区域生长的分割方法C.基于边缘检测的分割方法D.基于聚类的分割方法13、图像的几何变换包括平移、旋转、缩放等操作。假设要对一张扫描得到的倾斜文档图像进行矫正。以下关于图像几何变换的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以通过计算变换矩阵来实现图像的平移、旋转和缩放等操作，并且可以通过插值算法来计算新位置的像素值B.双线性插值在计算新像素值时，考虑了相邻四个像素的影响，比最近邻插值效果更平滑，但计算量较大C.图像几何变换过程中不会出现像素值的丢失或错误，能够完美地实现各种变换效果D.在进行旋转操作时，需要考虑图像的边界扩展，以避免出现部分图像缺失的情况14、图像的锐化处理用于增强图像的边缘和细节。假设要对一幅模糊的人像照片进行锐化，以下关于图像锐化方法的描述，正确的是：（）A.拉普拉斯锐化会增强图像中的噪声，需要在锐化前进行去噪处理B.高通滤波锐化能够在增强边缘的同时保持图像的整体平滑度C.图像锐化的程度越大越好，可以使图像更加清晰D.锐化处理对图像的色彩平衡没有影响，不需要考虑15、在数字图像的边缘检测中，需要准确地检测出图像中物体的边缘。假设图像中的边缘具有不同的强度和方向，以下哪种边缘检测算子可能会提供最准确和清晰的边缘结果？（）A.Roberts算子，计算对角方向的差分B.Sobel算子，基于梯度的大小和方向C.Prewitt算子，类似于Sobel但计算更简单D.不使用任何边缘检测算子，通过肉眼观察判断边缘16、在数字图像的质量评价中，以下关于主观评价方法的描述，不正确的是（）A.主观评价方法通过让观察者对图像的质量进行打分来评估图像的优劣B.这种方法能够直接反映人类对图像质量的感受，但评价结果容易受到观察者个体差异的影响C.主观评价通常在受控的环境下进行，以确保评价的准确性和可靠性D.主观评价方法简单易行，能够快速准确地给出图像质量的客观评价结果17、图像的频域处理可以实现一些特定的效果。假设要对一张图像进行高通滤波，以增强图像的边缘信息。以下关于图像频域处理的描述，哪一项是错误的？（）A.傅里叶变换将图像从空域转换到频域，便于进行频域处理B.高通滤波通过保留图像的高频分量，突出图像的边缘和细节C.频域处理后的图像可以通过逆傅里叶变换转换回空域D.图像的频域处理比空域处理计算复杂度低，效率更高18、图像的匹配和识别是数字图像处理的重要应用。假设要在一组图像中找到与给定模板图像相似的部分。以下关于图像匹配方法的描述，哪一项是错误的？（）A.基于特征的匹配方法通过提取图像的关键特征进行匹配B.基于灰度的匹配方法直接比较图像的灰度值进行匹配C.模板匹配可以在整幅图像上滑动模板，计算相似度D.图像匹配的结果总是准确无误的，不会受到图像变形和光照变化的影响19、在数字图像的目标跟踪中，需要在连续的图像帧中定位和跟踪特定的目标。假设目标在运动过程中发生了变形和光照变化，以下哪种目标跟踪算法能够较好地适应这些变化？（）A.基于卡尔曼滤波的跟踪B.基于粒子滤波的跟踪C.基于深度学习的跟踪D.基于均值漂移的跟踪20、数字图像的纹理分析可以提取图像中的纹理特征。假设要分析一幅具有复杂纹理的图像。以下关于纹理分析方法的描述，正确的是：（）A.灰度共生矩阵能够有效地描述图像的纹理方向和周期性B.纹理分析只能用于定性描述，无法进行定量分析C.基于滤波的纹理分析方法对噪声非常敏感，容易导致错误的结果D.所有的纹理分析方法对各种类型的纹理都能提供准确和一致的描述21、图像分割是将图像分成不同区域的过程。假设要从一张复杂的卫星图像中分割出陆地和水域。以下关于图像分割方法的描述，哪一项是错误的？（）A.阈值分割基于图像的灰度值，通过设定合适的阈值将图像分为不同的区域B.边缘检测算法可以找到图像中灰度值变化明显的区域，从而实现图像分割C.区域生长法从选定的种子点开始，将具有相似性质的像素合并为一个区域D.图像分割的结果总是精确无误的，不会存在过分割或欠分割的情况22、图像的特征提取在图像识别和分析中至关重要。假设要从一组人脸图像中提取特征用于人脸识别。以下关于图像特征提取方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.边缘和角点是图像的重要局部特征，可以通过特定的算法检测出来B.纹理特征可以描述图像中重复出现的模式和结构C.主成分分析（PCA）可以将高维的图像数据降维，提取主要的特征D.提取的图像特征越多，图像识别的准确率就一定越高23、在数字图像的特征提取中，纹理特征是重要的一类。假设我们有一组布料图像，需要根据纹理特征来区分不同的布料材质。以下哪种方法常用于提取图像的纹理特征？（）A.灰度共生矩阵B.边缘直方图C.颜色直方图D.形状特征描述24、数字图像的分割后处理常用于优化分割结果。假设对一张分割后的图像进行处理，以消除小的孤立区域和填补空洞，以下哪种后处理方法可能最为有效？（）A.形态学开运算和闭运算B.区域合并和分裂C.边界平滑和细化D.以上方法结合使用25、在数字图像的形态学处理中，膨胀和腐蚀操作经常被使用。假设要对一张二值图像进行处理，以填充孔洞和消除小的孤立区域。以下关于形态学操作的描述，哪一项是不准确的？（）A.膨胀操作可以使图像中的目标区域扩大B.腐蚀操作可以使图像中的目标区域缩小C.开运算先腐蚀后膨胀，用于去除图像中的小物体和突出部分D.形态学操作对图像的处理结果不受结构元素的形状和大小的影响二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述如何运用数字图像处理呈现室内设计方案。2、（本题5分）解释图像增强中的直方图拉伸技术。3、（本题5分）简述图像几何变换中的透视变换。4、（本题5分）简述图像采集设备的类型和特点。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写一个程序，实现图像的目标检测。读取一幅图像，使用目标检测算法检测图像中的特定目标，并显示原始图像和检测结果。2、（本题5分）编写程序进行图像的直方图匹配。将两张图像的直方图进行匹配，使它们具有相似的灰度分布，输入两张图像并展示匹配后的结果。3、（本题5分）设计一个程序，对图像进行运动