北京理工大学《数字图像处理与模式识别》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数字图像处理与模式识别》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、在数字图像的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用中，图像的实时渲染是关键。假设要在VR环境中提供流畅和逼真的视觉体验，以下关于图像渲染的描述，哪一项是不准确的？（）A.需要考虑图像的帧率和分辨率B.可以利用视差原理实现立体效果C.图像的渲染质量只取决于显卡性能D.优化算法可以提高渲染效率2、在数字图像的交通监控系统中，车辆检测和跟踪是核心任务。假设要实时准确地检测和跟踪高速公路上的车辆，以下哪种因素可能对系统性能影响最大？（）A.图像采集设备的分辨率B.图像处理算法的效率C.天气和光照条件D.通信网络的带宽3、在数字图像的去雾处理中，假设要提高一张有雾图像的清晰度。以下关于去雾方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.基于暗通道先验的方法通过分析图像中的暗区域来估计雾的浓度B.可以通过增强图像的对比度来改善去雾效果C.去雾处理不会引入新的噪声和失真D.深度学习方法在图像去雾中表现出了良好的性能4、在数字图像处理中，图像滤波用于去除噪声或平滑图像。假设要去除一幅图像中的椒盐噪声，同时尽量保留图像的细节。以下关于滤波方法的描述，正确的是：（）A.中值滤波对椒盐噪声有很好的去除效果，且能较好地保留边缘B.均值滤波能够有效地去除椒盐噪声，并且不会使图像模糊C.高斯滤波在去除噪声的同时，会增强图像的边缘和细节D.以上滤波方法对椒盐噪声的去除效果都不理想，需要采用更复杂的方法5、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6、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7、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的自然图像进行精确分割，以下关于图像分割方法的描述，正确的是：（）A.基于阈值的分割方法简单高效，适用于所有类型的自然图像分割B.区域生长法能够根据像素的相似性进行分割，但容易受到噪声的影响C.边缘检测算法能够准确地找到物体的边缘，从而实现精确的图像分割D.深度学习中的语义分割模型在处理复杂自然图像时效果不佳，不如传统方法8、在数字图像的边缘检测中，以下关于Roberts算子的描述，不准确的是（）A.Roberts算子是一种基于梯度的边缘检测算子，计算简单快速B.它对噪声比较敏感，容易检测出虚假边缘C.Roberts算子在检测斜向边缘时效果较好，但对水平和垂直边缘的检测能力较弱D.Roberts算子适用于各种类型和分辨率的图像，其检测结果具有很高的准确性和稳定性9、在数字图像的存储格式中，TIFF格式具有一些独特的特点。假设要选择一种适合存储高质量、多通道图像的格式。以下关于TIFF格式的描述，正确的是：（）A.TIFF格式不支持压缩，文件体积较大，不适合存储大量图像B.TIFF格式只能存储灰度图像，无法存储彩色图像C.TIFF格式具有良好的兼容性和扩展性，可以存储丰富的图像信息D.TIFF格式的读取和写入速度非常快，适用于实时图像处理10、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11、在数字图像的医学应用中，例如肿瘤的检测和诊断。假设要从X光图像中准确检测出微小的肿瘤，以下哪种图像处理技术可能发挥关键作用？（）A.图像增强B.图像分割C.图像配准D.图像压缩12、数字图像的特征提取是许多图像处理任务的关键步骤。假设要对一幅指纹图像进行特征提取，以用于身份识别。以下关于特征提取方法的选择，哪一项是最具区分性的？（）A.提取图像的边缘特征，如边缘的方向和长度B.提取图像的纹理特征，如灰度共生矩阵C.提取图像的局部特征，如SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）特征D.提取图像的整体形状特征，如外接矩形的尺寸13、在数字图像的目标跟踪中，假设要跟踪一个在复杂背景中运动的物体。以下关于跟踪算法的适应性，哪一项是需要重点考虑的？（）A.对物体的形状变化具有鲁棒性B.能够快速适应光照的变化C.在物体被部分遮挡时仍能准确跟踪D.以上三个方面都需要重点考虑14、在数字图像的水印嵌入和提取中，要保证水印的不可见性和鲁棒性。假设要在一张数字图像中嵌入版权信息水印，以下哪种水印嵌入方法可能在抵抗常见图像处理操作时表现更好？（）A.空间域水印嵌入B.变换域水印嵌入C.基于深度学习的水印嵌入D.以上方法根据需求选择15、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16、在数字图像的特征匹配中，假设需要在两幅不同的图像中找到相同或相似的特征点。以下哪种特征描述子可能具有更好的鲁棒性和区分性？（）A.SIFT（尺度不变特征变换）特征描述子B.SURF（加速稳健特征）特征描述子C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）特征描述子D.不使用特征描述子，直接比较像素值17、对于数字图像的纹理分析，以下哪种方法能够有效地描述纹理的周期性和方向性？（）A.灰度共生矩阵B.纹理频谱C.小波变换D.以上都是。假设需要对具有明显周期性和方向性纹理的图像进行分析和识别，上述哪种方法能够提取出纹理的关键特征，用于后续的分类和处理，并阐述其在纹理描述中的优势和适用情况18、在数字图像的复原处理中，假设要恢复一幅由于运动模糊而失真的图像。以下关于复原方法的选择，哪一项是最关键的因素？（）A.对模糊核的准确估计，以构建合适的复原模型B.复原算法的计算复杂度，越低越好C.复原后的图像质量，以主观视觉效果为准D.能否使用通用的复原算法，而不针对具体的模糊类型进行调整19、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20、在数字图像的频域处理中，傅里叶变换是常用的工具。假设要分析一幅图像的频率成分，以检测周期性的纹理。以下关于傅里叶变换的应用，哪一项是不正确的？（）A.通过观察频谱图，确定图像中主要的频率成分B.利用低通滤波去除高频噪声，平滑图像C.对频谱进行相位调整，改变图像的内容D.高通滤波突出图像的边缘和细节21、数字图像的复原旨在去除图像中的失真和降质。假设要对一张因运动模糊而失真的图像进行复原。以下关于图像复原的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过建立图像的退化模型，反推原始图像，实现图像的复原B.维纳滤波是一种常见的图像复原方法，通过估计图像的功率谱来恢复图像C.图像复原能够完全恢复出原始清晰的图像，不受模糊程度和噪声的影响D.在进行图像复原时，需要对先验知识和参数进行合理估计，以提高复原效果22、在数字图像的压缩标准中，以下关于JPEG2000的说法，错误的是（）A.JPEG2000相对于传统的JPEG标准，在压缩效率和图像质量方面有了显著提升B.它支持有损和无损压缩，并且具有更好的渐进传输特性C.JPEG2000的编码和解码复杂度较低，易于在各种设备上实现D.JPEG2000在医学图像、卫星图像等领域有广泛的应用前景23、数字图像的分类是将图像划分到不同的类别中。假设要对一组动物图像进行分类。以下关于图像分类方法的描述，哪一项是错误的？（）A.支持向量机（SVM）可以在高维特征空间中寻找最优分类超平面B.决策树通过一系列的判断条件对图像进行分类C.深度学习中的卷积神经网络在图像分类任务中具有强大的能力D.图像分类的准确率只取决于所使用的分类算法，与数据的质量和特征无关24、在数字图像的处理中，图像的分辨率转换经常被需要。假设我们要将一张低分辨率图像放大为高分辨率图像，同时避免出现明显的锯齿和模糊。以下哪种分辨率转换方法通常能够结合图像的内容和结构信息？（）A.最近邻插值B.双线性插值C.双三次插值D.基于深度学习的超分辨率方法25、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.低通滤波二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述图像压缩中的算术编码原理。2、（本题5分）简述如何运用数字图像处理管理租赁物品。3、（本题5分）简述数字图像在航海领域的用途。4、（本题5分）如何利用数字图像处理评估环境质量？三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写程序进行图像的特征匹配与亮度调整的组合应用。先进行特征匹配，然后调整亮度。2、（本题5分）在C++中，使用OpenCV库对图像进行FAST特征检测。3、（本题5分）创建一个程序，读取一幅图像，对其进行图像增强和水印添加的精细高级安全处理。采用精确、复杂和