專技高考-醫事放射師放射線診斷原理與技術學108 年第 78 題單選題
有關數位濾波的敘述,下列何者錯誤?
A數位濾波可以使用旋積(convolution)運算
B數位濾波可以使用相關(correlation)運算
C旋積運算速度與濾波器大小有關
D旋積運算與相關運算結果與濾波器無關正確答案
D正確答案
旋積與相關運算的結果都會受濾波器(kernel)內容影響,D 敘述完全錯誤,正是本題答案。
為什麼答案是 D
錯誤(即本題答案)。旋積與相關運算的輸出結果完全取決於濾波器內容:低通濾波器產生模糊影像、高通濾波器產生銳化或邊緣,怎會與濾波器無關?
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完整詳解
Pro · 無限重點 旋積與相關運算的結果都會受濾波器(kernel)內容影響,D 敘述完全錯誤,正是本題答案。
看到「與濾波器無關」就知道有問題!整個數位濾波的核心就是用濾波器來改變影像,怎麼可能無關?
逐選項分析
A✕
正確。旋積(convolution)是數位影像濾波最基本的運算方式,將濾波器翻轉後與影像逐點相乘累加,廣泛用於平滑、銳化、邊緣偵測等。
B✕
正確。相關(correlation)運算與旋積類似,差別在於濾波器不需翻轉,常用於模板比對(template matching)與特徵偵測,也是數位濾波常用方法。
C✕
正確。濾波器(kernel)越大,每個像素需做的乘加運算次數越多,計算時間隨之增加。例如 3×3 與 7×7 kernel 的運算量差異顯著。
D✓ 正確
錯誤(即本題答案)。旋積與相關運算的輸出結果完全取決於濾波器內容:低通濾波器產生模糊影像、高通濾波器產生銳化或邊緣,怎會與濾波器無關?
旋積 vs 相關 比較
| 項目 | 旋積 (Convolution) | 相關 (Correlation) | 共通點 |
|---|
| 濾波器是否翻轉 | 需翻轉 180° | 不翻轉 | 皆需濾波器 |
| 典型應用 | 影像平滑、銳化、邊緣 | 模板比對、特徵偵測 | 皆為線性運算 |
| 運算速度 | 與 kernel 大小成正比 | 與 kernel 大小成正比 | 受 kernel 影響 |
| 輸出結果 | 依 kernel 而變 | 依 kernel 而變 | 結果由 kernel 決定 |
旋積和相關雖然運算方式不同,但兩者都是把 kernel 逐點與影像區域做內積累加,所以濾波器數值直接決定輸出結果——換個 kernel 就換個效果。考生常誤以為「運算方式不同」就代表「結果獨立於濾波器」,但這把「運算流程」跟「濾波器影響」混為一談。記住:不管旋積還是相關,kernel 永遠是主角,沒有 kernel 內容就沒有運算結果,說「與濾波器無關」直接違背定義。