广东茂名健康职业学院《数字系统与逻辑设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数字系统与逻辑设计》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20个小题，每小题1分，共20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2、当对一幅卫星遥感图像进行土地利用分类，例如区分农田、森林、城市和水域等区域。由于图像覆盖范围广、地物类型多样且存在混合像素的情况，以下哪种分类方法可能更具鲁棒性？（）A.基于决策树的分类B.基于支持向量机的分类C.基于神经网络的分类D.基于随机森林的分类3、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4、当利用数字图像处理技术进行车牌识别时，以下哪个步骤是关键的预处理操作？（）A.图像倾斜校正B.图像二值化C.字符分割D.以上都是。假设需要从车辆图像中准确识别出车牌号码，上述哪个预处理步骤能够为后续的字符识别提供良好的基础，提高识别的准确率，并分别说明其在车牌识别中的重要性和处理方法5、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6、在数字图像的质量评价中，假设需要评估一幅经过处理后的图像相对于原始图像的质量变化。以下哪种评价指标可能更全面和准确？（）A.均方误差（MSE），衡量像素值的差异B.峰值信噪比（PSNR），基于信号和噪声的比例C.结构相似性指数（SSIM），考虑图像的结构信息D.随机选择一些像素进行比较，作为质量评价依据7、数字图像的光照校正用于解决图像中光照不均匀的问题。假设我们有一张人物面部图像，一侧较亮一侧较暗。以下哪种光照校正方法通常基于数学模型来估计光照分布？（）A.直方图均衡化B.同态滤波C.灰度变换D.中值滤波8、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9、在数字图像处理中，图像增强是一种常见的操作。假设我们有一张由于光照不足而显得暗淡的风景照片，需要对其进行增强处理。以下关于图像增强方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.直方图均衡化通过重新分布图像的灰度级，使图像的对比度增强B.基于空域的滤波方法，如中值滤波，可以去除图像中的噪声同时保持图像的边缘信息C.频域滤波方法，如低通滤波，能够突出图像的高频细节，使图像更加清晰D.灰度变换可以通过调整图像的灰度值范围来增强图像的亮度和对比度10、在数字图像的图像复原中，假设图像受到了高斯噪声的污染。以下关于去噪方法的选择，哪一项是最合适的？（）A.中值滤波，去除孤立的噪声点B.均值滤波，平滑噪声区域C.高斯滤波，与噪声模型匹配D.小波阈值去噪，在去除噪声的同时保留细节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、在数字图像的分割方法中，以下哪种方法基于图像的灰度值相似性进行分割？（）A.阈值分割B.边缘检测分割C.区域生长分割D.聚类分割。假设图像的前景和背景在灰度值上有明显的差异，需要一种简单有效的分割方法将其分开，上述哪种方法能够基于灰度值的差异实现准确分割，并说明其分割的依据和步骤13、数字图像的分割后处理常用于优化分割结果。假设对一张分割后的图像进行处理，以消除小的孤立区域和填补空洞，以下哪种后处理方法可能最为有效？（）A.形态学开运算和闭运算B.区域合并和分裂C.边界平滑和细化D.以上方法结合使用14、在数字图像的频域处理中，傅里叶变换是重要的工具。假设要分析图像的周期性纹理特征，以下关于傅里叶变换的应用，哪一项是不正确的？（）A.通过傅里叶变换的频谱可以判断图像中纹理的方向和周期B.对傅里叶变换后的频谱进行滤波操作，可以去除或增强特定频率的成分C.傅里叶变换只能用于处理灰度图像，不能用于彩色图像D.快速傅里叶变换（FFT）可以提高计算效率15、对于一幅包含大量噪声的数字图像，例如椒盐噪声，需要对其进行去噪处理同时尽量保留图像的边缘和细节信息。以下哪种去噪方法可能更适合？（）A.均值滤波，用邻域像素的平均值代替中心像素B.中值滤波，用邻域像素的中值代替中心像素C.高斯滤波，基于高斯函数对像素进行加权平均D.不进行任何去噪处理，保留原始的含噪图像16、在数字图像的立体匹配中，对于一对从不同视角拍摄的图像，需要找到对应的像素点以计算深度信息。由于图像中的光照、噪声和遮挡等因素，以下哪种立体匹配算法可能更具鲁棒性？（）A.基于区域的立体匹配B.基于特征的立体匹配C.基于深度学习的立体匹配D.以上都是17、在数字图像的特征提取中，纹理特征是重要的一类。假设要描述图像中纹理的粗糙度和方向性，以下哪种方法可能不太适合？（）A.灰度共生矩阵B.小波变换C.局部二值模式（LBP）D.主成分分析（PCA）18、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且背景复杂的图像进行精确分割，以下哪种方法可能需要较多的先验知识和人工干预？（）A.基于阈值的分割方法B.基于区域生长的分割方法C.基于边缘检测的分割方法D.基于聚类的分割方法19、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20、在数字图像的加密处理中，保障图像的安全性和隐私性至关重要。假设要对一幅机密图像进行加密传输。以下关于图像加密的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用对称加密算法如AES对图像进行加密，加密和解密使用相同的密钥B.非对称加密算法如RSA可以用于数字签名和密钥交换，保障加密的安全性C.图像加密后完全变成无意义的随机噪声，无法从中获取任何关于原始图像的信息D.图像加密技术可以完全防止图像被非法破解和窃取，不需要其他安全措施二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）图像形态学处理中的骨架提取的方法有哪些？2、（本题5分）说明数字图像在航空航天领域的应用。3、（本题5分）解释边缘检测的基本思想。4、（本题5分）解释高斯滤波在图像平滑中的作用。5、（本题5分）简述数字图像在健身行业中的用途。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，对图像进行图像增强的基于生成对抗网络（GAN）的方法。使用GAN模型对图像进行增强处理，并显示原始图像和增强后的图像。2、（本题5分）实现图像的色彩空间转换与平滑的连续操作。先进行色彩空间转换，然后进行平滑处理。3、（本题5分）编写一个程序，实现对一幅图像进行锐化处理。可以使用拉普拉斯算子等锐化算法，显示锐化前后的图像，观察图像细节的增强效果。4、（本题5分）用OpenCV实现图像的亮度自适应调整和对比度自适应调整结合处理。同时进行亮度和对比度的自