长沙幼儿师范高等专科学校《数字系统设计与PLD应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页长沙幼儿师范高等专科学校

《数字系统设计与PLD应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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30个小题，每小题1分，共30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、当处理数字医学图像，例如X光片或者MRI图像时，假设需要突出显示图像中的特定组织或病变区域。以下哪种图像处理技术可能是最有用的？（）A.图像增强，调整对比度和亮度B.图像分割，分离出感兴趣的区域C.图像配准，与标准模板进行对比D.不进行任何处理，直接由医生观察原始图像2、在数字图像的加密中，需要保证图像的安全性和保密性。假设我们有一张敏感的图像需要传输，以下哪种加密方法可以在不明显增加数据量的情况下实现较好的加密效果？（）A.对称加密算法B.非对称加密算法C.基于混沌系统的加密D.简单的位运算加密3、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4、在数字图像的纹理分析中，假设要描述一幅织物图像的纹理特征。以下关于纹理特征的描述，哪一项是最全面的？（）A.纹理的方向、频率和周期性B.纹理的粗糙度、对比度和均匀性C.纹理的统计特征，如均值和方差D.以上三个方面的特征结合起来，全面描述纹理5、在数字图像的增强中，锐化处理可以突出图像的边缘和细节。假设要对一幅模糊的图像进行锐化。以下关于锐化方法的描述，正确的是：（）A.拉普拉斯锐化能够增强图像的边缘，但容易产生噪声B.梯度锐化对图像的细节增强效果明显，且不会引入噪声C.高通滤波锐化可以随意调整锐化程度，不会出现过度锐化的情况D.锐化处理只适用于灰度图像，对彩色图像无效6、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7、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8、图像滤波是数字图像处理中的常见操作。关于中值滤波，以下说法错误的是（）A.中值滤波能够有效地去除图像中的椒盐噪声，同时较好地保留图像的边缘信息B.它是一种非线性滤波方法，通过对邻域像素值进行排序，取中间值作为输出C.中值滤波对于处理高斯噪声效果显著，优于均值滤波D.中值滤波的窗口大小选择会影响滤波效果，过大或过小的窗口都可能导致图像失真9、数字图像的特征匹配中，为了提高匹配的准确性和鲁棒性，通常会采用一些约束条件。假设我们在进行特征点匹配时，除了考虑特征描述符的相似性，还会考虑以下哪个约束条件？（）A.距离约束B.方向约束C.尺度约束D.以上都是10、在图像增强中，限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）的窗口大小对结果有（）A.很大影响B.较小影响C.没有影响D.不确定影响11、在数字图像的立体视觉处理中，假设要从两幅具有一定视差的图像中恢复场景的深度信息。以下关于立体匹配算法的准确性，哪一项是最为重要的影响因素？（）A.图像的分辨率和质量B.匹配窗口的大小和形状C.场景中物体的纹理和结构D.以上三个因素都对匹配准确性有重要影响12、图像压缩对于数字图像的存储和传输至关重要。假设需要对大量的高分辨率医学图像进行压缩存储，同时要尽量保证图像质量。以下关于图像压缩技术的描述，哪一项是不正确的？（）A.无损压缩算法可以完全恢复原始图像，没有任何信息损失，但压缩比相对较低B.有损压缩算法通过舍弃一些不太重要的图像信息来实现较高的压缩比，但会导致一定程度的图像质量下降C.基于变换的压缩方法，如离散余弦变换（DCT），将图像从空间域转换到频率域，便于去除冗余信息D.图像压缩比越高越好，不需要考虑压缩算法对图像质量的影响13、在数字图像的压缩感知理论中，通过少量的测量值可以重构出原始图像。假设我们要对一幅图像进行压缩感知处理，以下关于压缩感知的描述，哪一项是不正确的？（）A.压缩感知需要先对图像进行稀疏表示B.测量矩阵的设计对压缩感知的效果有重要影响C.压缩感知可以在任何情况下完美重构原始图像D.压缩感知适用于数据量大且具有稀疏性的图像14、在数字图像的水印技术中，以下关于水印的嵌入和提取的描述，不正确的是（）A.水印可以嵌入到图像的空间域或频率域中，以实现版权保护等目的B.嵌入水印的强度越大，水印的鲁棒性越好，但对图像质量的影响也越大C.水印的提取过程需要原始图像的参与，否则无法准确提取水印信息D.好的水印算法能够抵抗各种图像处理操作和攻击，同时保证图像的可用性15、在数字图像的质量评价中，对于经过一系列处理操作后的图像，需要评估其与原始图像相比的质量损失或改进程度。以下哪种质量评价指标可能更全面地反映图像的质量变化？（）A.峰值信噪比B.结构相似性指数C.均方误差D.以上都不是16、数字图像的光照补偿用于校正不均匀的光照。假设要对一幅光照不均的证件照片进行处理，以下关于光照补偿方法的描述，正确的是：（）A.直方图规定化可以将图像的直方图调整为特定的形状，实现光照补偿，但可能会导致部分细节丢失B.同态滤波能够同时增强图像的对比度和校正光照，但对高频噪声敏感C.光照补偿不需要考虑图像的色彩信息，只处理灰度值即可D.无论光照不均的程度如何，一种光照补偿方法都能完全解决问题17、图像平滑处理常用于去除图像中的噪声。假设我们有一张医学图像，其中存在一些椒盐噪声。在这种情况下，以下哪种平滑滤波器在去除噪声的同时，能够较好地保留图像的边缘信息？（）A.均值滤波器B.中值滤波器C.高斯滤波器D.双边滤波器18、在数字图像的边缘检测中，需要准确地提取出图像中物体的边缘信息。假设要检测一张具有复杂纹理和低对比度边缘的图像，以下哪种边缘检测算子能够提供更准确和清晰的边缘？（）A.Roberts算子B.Sobel算子C.Prewitt算子D.Canny算子19、当进行数字图像的对比度拉伸时，假设图像的对比度较低，需要扩展灰度级范围。以下哪种对比度拉伸方法可能更适合保留图像的细节？（）A.线性对比度拉伸B.非线性对比度拉伸，如对数拉伸C.不进行对比度拉伸，认为当前对比度足够D.随机调整图像的灰度值来拉伸对比度20、数字图像的加密可以采用多种方式。假设要实现一种对图像内容具有高度保密性的加密方法，同时加密和解密速度要快，以下哪种加密方式可能更符合要求？（）A.对称加密B.非对称加密C.流加密D.块加密21、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22、在数字图像的压缩感知领域，通过少量测量值恢复原始图像。假设要对一个大型的图像数据集进行压缩感知处理，以减少存储空间和传输带宽，以下哪种压缩感知算法可能更具优势？（）A.随机投影B.匹配追踪C.正交匹配追踪D.压缩采样匹配追踪23、假设要对一幅包含多个相似物体的图像进行目标计数，例如统计麦田中的麦穗数量。由于物体的大小、形状和排列存在一定的随机性，以下哪种图像处理技术可能有助于准确计数？（）A.形态学处理结合连通区域标记B.边缘检测结合轮廓跟踪C.阈值分割结合图像滤波D.特征提取结合分类器24、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25、假设要对一组不同光照条件下拍摄的人物面部图像进行归一化处理，以使它们在亮度和对比度上具有一致性，方便后续的人脸识别和分析。以下哪种方法可能是最有效的？（）A.全局直方图均衡化B.局部自适应直方图均衡化C.灰度标准化D.色彩空间转换26、数字图像的超分辨率重建旨在提高图像的分辨率。假设要将一张低分辨率的图像重建为高分辨率图像，同时要保证图像的真实性和自然度，以下哪种超分辨率重建方法可能效果较好？（）A.基于插值的方法B.基于重建的方法C.基于学习的方法D.基于模型的方法27、当处理数字图像的色彩空间转换时，例如从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间。假设需要根据颜色的饱和度和亮度信息对图像进行特定的处理，以下关于这种转换的说法哪个是正确的？（）A.HSV色彩空间更符合人类对颜色的感知，便于进行颜色分析B.RGB色彩空间在转换为HSV时不会丢失任何颜色信息C.这种转换过程非常复杂，通常会导致图像质量严重下降D.不需要进行色彩空间转换，直接在RGB空间处理即可28、图像的形态学处理常用于图像的简化和特征提取。关于膨胀和腐蚀操作，以下说法不正确的是（）A.膨胀操作可以使图像中的目标区域变大，填充小孔和狭窄的缝隙B.腐蚀操作则会使目标区域变小，消除细小的突出部分C.先膨胀后腐蚀的操作称为开运算，能够去除噪声并保持目标形状基本不变D.形态学操作对所有类型的图像都能产生相同的效果，且不会改变图像的主要结构29、数字图像的彩色模型有多种，如RGB、HSV等。假设要对一幅彩色图像进行颜色调整，以增强特定颜色的效果。以下关于彩色模型的选择，哪一项是最合适的？（）A.RGB模型，直接对红、绿、蓝三个通道进行操作B.HSV模型，通过调整色相、饱和度和明度来实现颜色调整C.CMYK模型，适用于印刷领域的颜色处理D.YUV模型，常用于视频编码中的颜色表示30、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设要对一张低对比度的医学图像进行增强，以突出显示病变区域。以下关于图像增强方法的选择，哪一项是需要重点考虑的？（）A.直方图均衡化，通过重新分布像素值来增强对比度B.中值滤波，用于去除图像中的噪声C.图像锐化，强调图像的边缘和细节D.色彩空间转换，改变图像的颜色表示方式二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析图像的形态学梯度运算及其用途。2、（本题5分）探讨图像的基于图论的图像分割算法。3、（本题5分）分析图像的色彩空间转换的计算效率提升。4、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像分割效果可视化方法。5、（本题5分）分析图像的基于深度学习的图像抠图速度评估指标。三、简答题（本大题共5个小题，