山东华宇工学院《数字系统设计与PLD应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《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批阅人一、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、在数字图像的去噪处理中，要有效去除噪声同时保留图像细节。假设一张图像受到高斯白噪声的污染，以下哪种去噪方法可能在保持图像清晰度方面表现更好？（）A.小波去噪B.经验模态分解去噪C.独立成分分析去噪D.非局部均值去噪2、在数字图像的几何变换中，比如需要对一幅图像进行旋转操作。假设图像包含复杂的内容和精细的结构，为了在旋转后尽量减少图像的失真和信息丢失，以下哪种插值方法通常是较好的选择？（）A.最近邻插值，直接使用最邻近像素的值B.双线性插值，基于相邻四个像素的线性组合C.双三次插值，考虑更多邻域像素的三次函数插值D.不进行插值，直接旋转图像导致像素缺失3、在数字图像的压缩编码中，JPEG编码是一种常见的方法。假设要对一幅高质量的彩色图像进行JPEG压缩。以下关于JPEG编码的描述，正确的是：（）A.JPEG编码通过去除图像的空间冗余和视觉冗余来实现压缩，压缩比可调B.JPEG编码是无损压缩，不会造成图像质量的任何损失C.对图像进行多次JPEG压缩和解压缩，不会累积失真D.JPEG编码只适用于灰度图像，对彩色图像效果不佳4、在数字图像的目标检测中，假设要在一幅复杂的城市街景图像中检测车辆。以下关于检测算法的实时性要求，哪一项是最为关键的？（）A.能够在短时间内处理大量图像，满足实时监控的需求B.检测结果的准确性高，即使处理速度较慢C.算法的模型参数少，便于在资源受限的设备上运行D.能够适应不同的光照和天气条件，保证检测的稳定性5、在数字图像的水印技术中，用于版权保护和信息隐藏。假设我们要在一幅图像中嵌入不可见的水印信息，同时不影响图像的视觉质量。以下哪种水印嵌入方法通常对图像的修改较小？（）A.空间域水印嵌入B.变换域水印嵌入C.基于压缩的水印嵌入D.基于加密的水印嵌入6、数字图像的频域处理可以通过傅里叶变换实现。假设要对一幅图像进行频域滤波以去除特定频率成分，以下关于频域处理的描述，正确的是：（）A.快速傅里叶变换（FFT）的计算效率低，不适合处理大规模图像B.高通滤波器能够保留图像的低频成分，使图像变得模糊C.频域滤波可以在不损失图像细节的情况下有效地去除噪声D.图像的频域特征与空域特征没有关联，频域处理不能反映图像的空域特性7、在数字图像处理中，图像增强是常见的操作之一。假设我们有一张由于曝光不足而显得灰暗的风景照片，需要对其进行增强以突出细节和改善视觉效果。以下哪种图像增强方法主要是通过扩展图像的灰度级动态范围来实现的？（）A.直方图均衡化B.灰度变换C.中值滤波D.高斯滤波8、在数字图像的多分辨率分析中，小波变换是一种常用的工具。假设我们要对一张图像进行压缩，同时保留重要的细节信息。以下关于小波变换在图像压缩中的优势，哪一项是不正确的？（）A.能够提供不同分辨率下的图像表示B.对图像的边缘和纹理有较好的处理能力C.计算复杂度低，压缩效率高D.不需要考虑图像的内容和特点9、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10、数字图像的军事应用中，例如目标识别和战场侦察。假设要从卫星图像中快速识别出军事目标，以下哪种图像处理技术可能需要结合地理信息系统（GIS）数据？（）A.图像分类B.图像融合C.图像配准D.图像加密11、图像的形态学处理常用于图像的预处理和目标提取。假设要对一幅二值图像进行形态学操作。以下关于图像形态学处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.腐蚀操作可以使物体边界向内收缩，去除图像中的细小突出部分B.膨胀操作可以使物体边界向外扩张，填充图像中的小孔和狭窄缝隙C.开运算先腐蚀后膨胀，用于去除图像中的小物体和噪声，同时保持物体的基本形状不变D.形态学处理只适用于二值图像，对灰度图像无法进行有效的操作12、对于数字图像的色彩空间转换，以下哪种色彩空间在图像分割和目标识别中经常被使用？（）A.RGB色彩空间B.HSV色彩空间C.YUV色彩空间D.CMYK色彩空间。假设要从一幅复杂的彩色图像中准确地分割出特定颜色的物体，上述哪种色彩空间能够提供更有利的特征表示和处理方式，并说明其优势所在13、在数字图像的图像复原中，以下哪种先验知识可以帮助估计退化函数？（）A.图像的平滑性B.图像的边缘信息C.图像的统计特性D.以上都是。假设图像由于模糊、噪声等原因发生退化，需要利用先验知识来恢复原始清晰的图像，上述哪种先验知识能够为退化函数的估计提供有价值的线索，并解释其在图像复原中的作用和应用14、在数字图像的边缘检测中，不同的边缘检测算子有不同的特点。假设要检测一幅图像中较为微弱和复杂的边缘。以下关于边缘检测算子的描述，正确的是：（）A.Sobel算子对水平和垂直边缘检测效果好，但对斜向边缘不敏感B.Canny算子能够检测出低对比度的边缘，并且具有较好的抗噪性C.Roberts算子计算简单，但检测出的边缘较粗，定位精度低D.所有的边缘检测算子在各种图像中都能得到相同质量的边缘检测结果15、图像的锐化处理可以增强图像的边缘和细节。假设要对一张模糊的图像进行锐化。以下关于图像锐化方法的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过一阶导数算子，如罗伯特算子，检测图像的边缘B.二阶导数算子，如拉普拉斯算子，对噪声比较敏感，一般需要先进行平滑处理C.反锐化掩蔽是一种基于原始图像和模糊图像差值的锐化方法D.图像锐化处理不会增强图像中的噪声16、在数字图像处理中，图像增强是常用的技术手段。假设我们有一张曝光不足的灰度图像，想要增强其对比度。以下哪种方法可能会导致图像中出现明显的噪声？（）A.直方图均衡化B.线性对比度拉伸C.伽马校正D.中值滤波17、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18、假设要对一段视频中的每一帧图像进行相似性比较，以检测是否存在重复或相似的场景。以下哪种图像相似性度量方法可能更适合用于视频帧的比较？（）A.欧式距离B.余弦相似度C.哈希函数D.以上都是19、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20、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21、在数字图像的几何变换中，例如将一幅矩形图像旋转一定角度并保持图像内容的完整性和清晰度。考虑到图像中的像素分布和插值计算，以下哪种插值方法可能在图像质量和计算效率之间取得较好的平衡？（）A.最近邻插值B.双线性插值C.双三次插值D.样条插值22、图像压缩在数字图像处理中具有重要意义。假设要对一组高分辨率的医学图像进行存储和传输，需要采用有效的压缩技术。以下关于图像压缩的描述，哪一项是不准确的？（）A.无损压缩能够完全恢复原始图像的所有信息，但压缩比相对较低B.有损压缩通过舍弃一些不重要的图像信息来获得较高的压缩比，但会有一定的图像质量损失C.JPEG是一种常见的静态图像有损压缩标准，广泛应用于各种图像领域D.图像压缩算法的性能只取决于压缩比，与图像的类型和内容无关23、数字图像的滤波处理常用于去除噪声和增强特定特征。假设要去除一幅磁共振成像（MRI）图像中的高斯噪声，以下关于滤波方法的描述，正确的是：（）A.均值滤波能够有效地去除高斯噪声，但会使图像变得模糊B.中值滤波对椒盐噪声的去除效果较好，但对高斯噪声效果不佳C.高斯滤波在去除噪声的同时能够很好地保留图像的边缘和细节D.滤波窗口的大小对滤波效果没有影响，越大越好24、图像的拼接是将多幅图像组合成一幅大图像的过程。假设要将多张风景照片拼接成一幅全景图。以下关于图像拼接方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.需要对相邻图像进行特征匹配和对齐B.可以通过融合算法消除拼接处的明显接缝C.图像的拍摄角度和光照条件对拼接效果没有影响D.全局优化算法可以提高拼接图像的整体一致性25、在数字图像的质量评价中，有主观评价和客观评价两种方法。假设我们要评估一个图像处理算法对图像质量的影响，以下哪种客观评价指标主要基于图像的像素差异？（）A.峰值信噪比（PSNR）B.结构相似性指数（SSIM）C.均方误差（MSE）D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）如何利用数字图像处理提升电子产品外观检测效率？2、（本题5分）解释医学图像分割中的特定器官分割方法。3、（本题5分）简述行程编码的方法和适用场景。4、（本题5分）简述图像分类中的K近邻方法。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）编写一个程序，实现图像的图像增强的多尺度处理。使用不同尺度的滤波器对图像进行增强处理，然后将结果融合，显示原始图像和增强后的图像。3、（本题5分）用Java编写程序，对图像进行直方图匹配，使输入图像的直方图