北京理工大学《数字图像处理理论与系统设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数字图像处理理论与系统设计》2022-2023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、对于数字图像的平滑处理，以下哪种滤波器在去除噪声的同时能较好地保留图像边缘？（）A.均值滤波器B.中值滤波器C.高斯滤波器D.双边滤波器。假设图像受到椒盐噪声的干扰，同时图像中的边缘信息对后续处理至关重要，在这种情况下，上述哪种滤波器能够在平滑噪声的同时最大程度地保护边缘，并解释其原因和效果2、数字图像的噪声去除是图像处理中的一个重要环节。假设一张医学图像受到了高斯噪声的干扰。以下关于噪声去除方法的描述，哪一项是错误的？（）A.均值滤波通过计算邻域像素的平均值来平滑图像，去除噪声B.高斯滤波是一种基于高斯函数的加权平均滤波，对高斯噪声有较好的去除效果C.小波变换可以将图像分解为不同的频率分量，从而去除噪声D.噪声去除后，图像的细节和边缘信息不会受到任何影响3、在数字图像的印刷和出版领域，色彩管理是重要的环节。假设要确保同一图像在不同设备上显示的颜色一致性，以下关于色彩管理的描述，哪一项是不准确的？（）A.需要建立设备的色彩特性文件B.可以通过色彩空间转换来实现颜色的匹配C.人眼对颜色的感知差异不会影响色彩管理的效果D.色彩管理可以提高印刷品的质量和准确性4、在数字图像的频域处理中，假设需要对图像的高频部分进行抑制以平滑图像，同时保留低频部分的主要信息。以下哪种滤波器可能是最适用的？（）A.低通滤波器，允许低频通过，阻止高频B.高通滤波器，允许高频通过，阻止低频C.带通滤波器，允许特定频段通过D.不使用滤波器，直接处理原始图像5、在数字图像的立体匹配中，以下哪种约束条件可以减少匹配的歧义性？（）A.唯一性约束B.相容性约束C.视差连续性约束D.以上都是。假设需要从一对立体图像中准确地计算出每个像素的视差，以恢复场景的三维结构，上述哪种约束条件能够有效地限制匹配的可能性，提高匹配的准确性，并详细阐述其在立体匹配中的作用和应用6、在数字图像的加密处理中，以保护图像的安全性和隐私性。假设要对一幅机密的军事图像进行加密，以下关于图像加密方法的描述，正确的是：（）A.传统的加密算法如AES不能用于图像加密，需要专门设计的图像加密算法B.图像加密后完全失去了原有的图像特征，无法进行任何形式的分析C.加密密钥的长度对图像加密的安全性没有影响，短密钥也能提供足够的保护D.图像加密算法的安全性只取决于加密算法的复杂度，与密钥管理无关7、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8、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9、数字图像的投影变换常用于图像校正和几何校正。假设要对一张发生透视变形的图像进行校正，以下哪种投影变换可能最适合？（）A.平行投影变换B.透视投影变换C.正射投影变换D.斜投影变换10、在数字图像的加密和解密中，假设要对一张重要的图像进行加密保护。以下关于图像加密方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过置乱图像的像素位置来实现加密B.可以使用混沌系统生成加密密钥，增加加密的安全性C.图像加密后，其统计特性与原始图像完全相同，无法被攻击者分析D.图像解密是加密的逆过程，能够准确恢复原始图像11、在数字图像的彩色空间转换中，例如从RGB空间转换到HSV空间，以更方便地进行颜色处理和分析。对于特定的图像分析任务，如颜色提取和匹配，以下哪种颜色空间可能更具优势？（）A.HSVB.YUVC.CMYKD.Lab12、对于数字图像的运动估计，假设要在视频序列中估计物体的运动轨迹和速度。以下哪种方法可能在存在噪声和遮挡的情况下更可靠？（）A.基于块匹配的运动估计方法B.基于光流的运动估计方法C.不考虑物体的运动，只处理每一帧独立的图像D.随机猜测物体的运动状态13、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14、在数字图像的运动估计中，用于分析图像序列中的物体运动。假设我们要估计一段视频中物体的运动速度和方向，以下哪种运动估计方法通常基于块匹配的思想？（）A.光流法B.块匹配法C.相位相关法D.特征跟踪法15、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AESB.非对称加密算法，如RSAC.简单的位运算加密D.不进行图像加密，直接存储明文图像16、在数字图像处理的实际应用中，图像拼接是常见的操作。假设要将多张具有重叠区域的图像拼接成一幅全景图像。以下关于图像拼接的描述，正确的是：（）A.只需简单地将图像按照顺序拼接在一起，无需考虑重叠区域的处理B.图像拼接过程中，亮度和色彩的差异不会对拼接效果产生影响C.特征匹配和图像融合是图像拼接中的关键步骤，直接决定拼接质量D.图像拼接只适用于拍摄场景固定、光照均匀的情况17、数字图像的质量评价对于评估图像处理算法的效果具有重要意义。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方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.主观评价方法通过人的观察和判断来评估图像质量，如平均意见得分（MOS）B.客观评价方法基于图像的某些统计特征或数学模型来计算图像质量指标，如峰值信噪比（PSNR）和结构相似性指数（SSIM）C.客观评价方法总是能够准确地反映人的主观感受，与主观评价结果完全一致D.综合使用主观评价和客观评价方法可以更全面地评估图像质量18、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19、对于数字图像的特征提取，假设需要从图像中提取能够有效描述图像内容的特征，用于图像识别和分类任务。以下哪种特征可能具有较好的区分能力和鲁棒性？（）A.图像的颜色直方图特征B.图像的边缘方向特征C.图像的纹理特征，如灰度共生矩阵D.随机选择一些像素值作为特征20、数字图像处理在遥感领域有重要应用。假设要对一幅卫星遥感图像进行土地利用分类。以下关于数据预处理的步骤，哪一项是最为关键的？（）A.辐射校正，消除传感器的误差和噪声B.几何校正，纠正图像的几何变形C.图像增强，提高图像的对比度和清晰度D.数据融合，将多源数据综合在一起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、在数字图像处理中，当需要对一幅包含大量细节和纹理的自然风景图像进行增强，以突出山脉的轮廓、树木的纹理和水流的动态，同时避免过度增强导致的噪声和失真。以下哪种图像增强方法可能最为有效？（）A.直方图均衡化B.灰度变换C.锐化滤波D.平滑滤波23、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24、数字图像处理在医学领域有广泛应用。假设要对一幅X光图像进行分析，以辅助疾病诊断。以下关于图像处理的目的，哪一项是最关键的？（）A.增强图像的对比度，使病变区域更明显B.对图像进行分割，提取感兴趣的器官或组织C.测量图像中的生理参数，如器官的大小和形状D.以上三个目的都同等关键，相互关联25、在数字图像的目标跟踪中，假设目标在图像中发生了变形和部分遮挡。以下哪种跟踪算法可能能够更好地适应这种情况？（）A.基于卡尔曼滤波的跟踪算法B.基于粒子滤波的跟踪算法C.基于MeanShift的跟踪算法D.基于模板匹配的跟踪算法二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述数字图像在音乐领域的应用。2、（本题5分）简述图像分类的基本流程。3、（本题5分）说明数字图像在增强现实中的角色。4、（本题5分）说明图像质量评价中的峰值信噪比的计算方法。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）通过C语言编程，对灰度图像进行形态学的粗化操作，并观察图像变化。2、（本题5分）使用Python编写程序，对图像进行基于深度学习的图像分割。3、（本题5分）利用OpenCV对图像进行均值漂移滤波处理。用户输入滤波器参数，程序对图像进行均值漂移滤波并显示结果。4、（本题5分）编写一个程序，实现图像的图像增强的多尺