北京理工大學(xué)《數(shù)字圖像處理理論與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北京理工大學(xué)

《數(shù)字圖像處理理論與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對于數(shù)字圖像的平滑處理，以下哪種濾波器在去除噪聲的同時(shí)能較好地保留圖像邊緣？（）A.均值濾波器B.中值濾波器C.高斯濾波器D.雙邊濾波器。假設(shè)圖像受到椒鹽噪聲的干擾，同時(shí)圖像中的邊緣信息對后續(xù)處理至關(guān)重要，在這種情況下，上述哪種濾波器能夠在平滑噪聲的同時(shí)最大程度地保護(hù)邊緣，并解釋其原因和效果2、數(shù)字圖像的噪聲去除是圖像處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。假設(shè)一張醫(yī)學(xué)圖像受到了高斯噪聲的干擾。以下關(guān)于噪聲去除方法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.均值濾波通過計(jì)算鄰域像素的平均值來平滑圖像，去除噪聲B.高斯濾波是一種基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均濾波，對高斯噪聲有較好的去除效果C.小波變換可以將圖像分解為不同的頻率分量，從而去除噪聲D.噪聲去除后，圖像的細(xì)節(jié)和邊緣信息不會受到任何影響3、在數(shù)字圖像的印刷和出版領(lǐng)域，色彩管理是重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)要確保同一圖像在不同設(shè)備上顯示的顏色一致性，以下關(guān)于色彩管理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.需要建立設(shè)備的色彩特性文件B.可以通過色彩空間轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)顏色的匹配C.人眼對顏色的感知差異不會影響色彩管理的效果D.色彩管理可以提高印刷品的質(zhì)量和準(zhǔn)確性4、在數(shù)字圖像的頻域處理中，假設(shè)需要對圖像的高頻部分進(jìn)行抑制以平滑圖像，同時(shí)保留低頻部分的主要信息。以下哪種濾波器可能是最適用的？（）A.低通濾波器，允許低頻通過，阻止高頻B.高通濾波器，允許高頻通過，阻止低頻C.帶通濾波器，允許特定頻段通過D.不使用濾波器，直接處理原始圖像5、在數(shù)字圖像的立體匹配中，以下哪種約束條件可以減少匹配的歧義性？（）A.唯一性約束B.相容性約束C.視差連續(xù)性約束D.以上都是。假設(shè)需要從一對立體圖像中準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)像素的視差，以恢復(fù)場景的三維結(jié)構(gòu)，上述哪種約束條件能夠有效地限制匹配的可能性，提高匹配的準(zhǔn)確性，并詳細(xì)闡述其在立體匹配中的作用和應(yīng)用6、在數(shù)字圖像的加密處理中，以保護(hù)圖像的安全性和隱私性。假設(shè)要對一幅機(jī)密的軍事圖像進(jìn)行加密，以下關(guān)于圖像加密方法的描述，正確的是：（）A.傳統(tǒng)的加密算法如AES不能用于圖像加密，需要專門設(shè)計(jì)的圖像加密算法B.圖像加密后完全失去了原有的圖像特征，無法進(jìn)行任何形式的分析C.加密密鑰的長度對圖像加密的安全性沒有影響，短密鑰也能提供足夠的保護(hù)D.圖像加密算法的安全性只取決于加密算法的復(fù)雜度，與密鑰管理無關(guān)7、在數(shù)字圖像的邊緣檢測中，需要準(zhǔn)確地檢測出圖像中物體的邊緣。假設(shè)圖像中的邊緣具有不同的強(qiáng)度和方向，以下哪種邊緣檢測算子可能會提供最準(zhǔn)確和清晰的邊緣結(jié)果？（）A.Roberts算子，計(jì)算對角方向的差分B.Sobel算子，基于梯度的大小和方向C.Prewitt算子，類似于Sobel但計(jì)算更簡單D.不使用任何邊緣檢測算子，通過肉眼觀察判斷邊緣8、數(shù)字圖像的工業(yè)檢測中，例如檢測產(chǎn)品表面的缺陷。假設(shè)產(chǎn)品表面的缺陷具有隨機(jī)性和多樣性，以下哪種圖像采集方式可能有助于提高檢測的準(zhǔn)確性？（）A.多角度拍攝B.高幀率拍攝C.紅外線成像D.紫外線成像9、數(shù)字圖像的投影變換常用于圖像校正和幾何校正。假設(shè)要對一張發(fā)生透視變形的圖像進(jìn)行校正，以下哪種投影變換可能最適合？（）A.平行投影變換B.透視投影變換C.正射投影變換D.斜投影變換10、在數(shù)字圖像的加密和解密中，假設(shè)要對一張重要的圖像進(jìn)行加密保護(hù)。以下關(guān)于圖像加密方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過置亂圖像的像素位置來實(shí)現(xiàn)加密B.可以使用混沌系統(tǒng)生成加密密鑰，增加加密的安全性C.圖像加密后，其統(tǒng)計(jì)特性與原始圖像完全相同，無法被攻擊者分析D.圖像解密是加密的逆過程，能夠準(zhǔn)確恢復(fù)原始圖像11、在數(shù)字圖像的彩色空間轉(zhuǎn)換中，例如從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，以更方便地進(jìn)行顏色處理和分析。對于特定的圖像分析任務(wù)，如顏色提取和匹配，以下哪種顏色空間可能更具優(yōu)勢？（）A.HSVB.YUVC.CMYKD.Lab12、對于數(shù)字圖像的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，假設(shè)要在視頻序列中估計(jì)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。以下哪種方法可能在存在噪聲和遮擋的情況下更可靠？（）A.基于塊匹配的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法B.基于光流的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法C.不考慮物體的運(yùn)動(dòng)，只處理每一幀獨(dú)立的圖像D.隨機(jī)猜測物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)13、在數(shù)字圖像的色彩校正中，以下哪種方法可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色卡或參考圖像來調(diào)整圖像的色彩？（）A.手動(dòng)調(diào)整B.自動(dòng)白平衡C.基于顏色查找表的校正D.以上都是。假設(shè)圖像的色彩由于拍攝條件或設(shè)備原因出現(xiàn)偏差，需要一種準(zhǔn)確有效的方法來校正色彩，使其符合真實(shí)的顏色表現(xiàn)，上述哪種方法能夠基于參考標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)精確的色彩調(diào)整，并分別說明其操作過程和效果14、在數(shù)字圖像的運(yùn)動(dòng)估計(jì)中，用于分析圖像序列中的物體運(yùn)動(dòng)。假設(shè)我們要估計(jì)一段視頻中物體的運(yùn)動(dòng)速度和方向，以下哪種運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法通常基于塊匹配的思想？（）A.光流法B.塊匹配法C.相位相關(guān)法D.特征跟蹤法15、對于數(shù)字圖像的加密處理，假設(shè)需要對一幅重要的圖像進(jìn)行加密，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。以下哪種加密方法可能提供較高的安全性？（）A.對稱加密算法，如AESB.非對稱加密算法，如RSAC.簡單的位運(yùn)算加密D.不進(jìn)行圖像加密，直接存儲明文圖像16、在數(shù)字圖像處理的實(shí)際應(yīng)用中，圖像拼接是常見的操作。假設(shè)要將多張具有重疊區(qū)域的圖像拼接成一幅全景圖像。以下關(guān)于圖像拼接的描述，正確的是：（）A.只需簡單地將圖像按照順序拼接在一起，無需考慮重疊區(qū)域的處理B.圖像拼接過程中，亮度和色彩的差異不會對拼接效果產(chǎn)生影響C.特征匹配和圖像融合是圖像拼接中的關(guān)鍵步驟，直接決定拼接質(zhì)量D.圖像拼接只適用于拍攝場景固定、光照均勻的情況17、數(shù)字圖像的質(zhì)量評價(jià)對于評估圖像處理算法的效果具有重要意義。假設(shè)要評價(jià)一幅經(jīng)過增強(qiáng)處理后的圖像質(zhì)量。以下關(guān)于圖像質(zhì)量評價(jià)方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.主觀評價(jià)方法通過人的觀察和判斷來評估圖像質(zhì)量，如平均意見得分（MOS）B.客觀評價(jià)方法基于圖像的某些統(tǒng)計(jì)特征或數(shù)學(xué)模型來計(jì)算圖像質(zhì)量指標(biāo)，如峰值信噪比（PSNR）和結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)（SSIM）C.客觀評價(jià)方法總是能夠準(zhǔn)確地反映人的主觀感受，與主觀評價(jià)結(jié)果完全一致D.綜合使用主觀評價(jià)和客觀評價(jià)方法可以更全面地評估圖像質(zhì)量18、圖像的銳化處理用于增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)。假設(shè)要對一幅模糊的人像照片進(jìn)行銳化，以下關(guān)于圖像銳化方法的描述，正確的是：（）A.拉普拉斯銳化會增強(qiáng)圖像中的噪聲，需要在銳化前進(jìn)行去噪處理B.高通濾波銳化能夠在增強(qiáng)邊緣的同時(shí)保持圖像的整體平滑度C.圖像銳化的程度越大越好，可以使圖像更加清晰D.銳化處理對圖像的色彩平衡沒有影響，不需要考慮19、對于數(shù)字圖像的特征提取，假設(shè)需要從圖像中提取能夠有效描述圖像內(nèi)容的特征，用于圖像識別和分類任務(wù)。以下哪種特征可能具有較好的區(qū)分能力和魯棒性？（）A.圖像的顏色直方圖特征B.圖像的邊緣方向特征C.圖像的紋理特征，如灰度共生矩陣D.隨機(jī)選擇一些像素值作為特征20、數(shù)字圖像處理在遙感領(lǐng)域有重要應(yīng)用。假設(shè)要對一幅衛(wèi)星遙感圖像進(jìn)行土地利用分類。以下關(guān)于數(shù)據(jù)預(yù)處理的步驟，哪一項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.輻射校正，消除傳感器的誤差和噪聲B.幾何校正，糾正圖像的幾何變形C.圖像增強(qiáng)，提高圖像的對比度和清晰度D.數(shù)據(jù)融合，將多源數(shù)據(jù)綜合在一起21、圖像的特征提取在圖像識別和分析中起著關(guān)鍵作用。關(guān)于SIFT（尺度不變特征變換）特征，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.SIFT特征具有尺度不變性和旋轉(zhuǎn)不變性，對圖像的縮放和旋轉(zhuǎn)具有較好的適應(yīng)性B.它能夠在不同的光照條件下提取穩(wěn)定的特征點(diǎn)C.SIFT特征的計(jì)算復(fù)雜度較低，適用于實(shí)時(shí)處理大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)D.SIFT特征在圖像匹配、目標(biāo)識別等任務(wù)中表現(xiàn)出色22、在數(shù)字圖像處理中，當(dāng)需要對一幅包含大量細(xì)節(jié)和紋理的自然風(fēng)景圖像進(jìn)行增強(qiáng)，以突出山脈的輪廓、樹木的紋理和水流的動(dòng)態(tài)，同時(shí)避免過度增強(qiáng)導(dǎo)致的噪聲和失真。以下哪種圖像增強(qiáng)方法可能最為有效？（）A.直方圖均衡化B.灰度變換C.銳化濾波D.平滑濾波23、數(shù)字圖像的紋理分析可以提取圖像中的紋理特征。假設(shè)要分析一幅具有復(fù)雜紋理的圖像。以下關(guān)于紋理分析方法的描述，正確的是：（）A.灰度共生矩陣能夠有效地描述圖像的紋理方向和周期性B.紋理分析只能用于定性描述，無法進(jìn)行定量分析C.基于濾波的紋理分析方法對噪聲非常敏感，容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果D.所有的紋理分析方法對各種類型的紋理都能提供準(zhǔn)確和一致的描述24、數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。假設(shè)要對一幅X光圖像進(jìn)行分析，以輔助疾病診斷。以下關(guān)于圖像處理的目的，哪一項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.增強(qiáng)圖像的對比度，使病變區(qū)域更明顯B.對圖像進(jìn)行分割，提取感興趣的器官或組織C.測量圖像中的生理參數(shù)，如器官的大小和形狀D.以上三個(gè)目的都同等關(guān)鍵，相互關(guān)聯(lián)25、在數(shù)字圖像的目標(biāo)跟蹤中，假設(shè)目標(biāo)在圖像中發(fā)生了變形和部分遮擋。以下哪種跟蹤算法可能能夠更好地適應(yīng)這種情況？（）A.基于卡爾曼濾波的跟蹤算法B.基于粒子濾波的跟蹤算法C.基于MeanShift的跟蹤算法D.基于模板匹配的跟蹤算法二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡述數(shù)字圖像在音樂領(lǐng)域的應(yīng)用。2、（本題5分）簡述圖像分類的基本流程。3、（本題5分）說明數(shù)字圖像在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的角色。4、（本題5分）說明圖像質(zhì)量評價(jià)中的峰值信噪比的計(jì)算方法。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）通過C語言編程，對灰度圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)的粗化操作，并觀察圖像變化。2、（本題5分）使用Python編寫程序，對圖像進(jìn)行基于深度學(xué)習(xí)的圖像分割。3、（本題5分）利用OpenCV對圖像進(jìn)行均值漂移濾波處理。用戶輸入濾波器參數(shù)，程序?qū)D像進(jìn)行均值漂移濾波并顯示結(jié)果。4、（本題5分）編寫一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)圖像的圖像增強(qiáng)的多尺