基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法

1、 第7期 孫君頂?shù)?: 基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法 825 J = Y/ F ( 11 這里 X 代表檢索結果返回的圖像總數(shù) , Y 代表查詢 結果中與例子圖像相關的目標圖像數(shù) , F 表示圖像 庫中與例子圖像相關的目標圖像總數(shù) 。由精確度和 檢索率的定義可知 , I 0 , 1 , J 0 , 1 。通過執(zhí)行 例子集合中的各個查詢來計算出查詢的平均檢索精 度和查全率 ,據(jù)此就能給出系統(tǒng)的檢索性能評價 。 對于試驗 1 , 本文是采用 “檢索率” 來對檢索結 果進行評價 。實驗是從每類圖像中分別抽取 2 幅圖 像作為檢索實例圖像進行了 12 次檢索 , 在 12 次檢 索結果中 ,檢

2、索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值 為 7213 % ,采用文獻 9 方法的 12 次檢索結果中 ,在 檢索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值為 5819 % , 而采用顏色直方圖方法 1 的 12 次檢索結果中 ,在檢 索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值僅為 4512 % 。 圖 2 給出了本文方法 、 文獻 9 方法和直方圖方法的 其中 1 次的檢索結果 , 其中每行最左邊的一幅圖像 為示例圖像兼檢索結果 ,隨后為檢索結果圖像隊列 , 從左至右相似度是由大到小順序排列的 。 在光照不同的情況下 , 由于本文方法是采用顏 色的不變量 ( 色調(diào) 作為圖像的顏色特征 , 因此該特 征相對于直

3、方圖方法來說 ,受光照的影響相對較小 , 同時由于本文方法同時采用顏色信息和空間信息作 為檢索依據(jù) ,因此取得了較好的檢索效果 。文獻 9 的方法雖對于有明顯物體出現(xiàn)的圖像有較好的檢索 效果 ,但對于該類圖像 , 由于受光照變化的影響 , 圖 像中物體的特征發(fā)生了較大的變化 , 因而影響了該 方法的檢索性能 , 而直方圖方法則由于完全丟棄了 圖像的空間信息 , 因此直方圖方法的檢索結果中包 含了許多與示例圖像完全不相關的圖像 。 (a 本文方法檢索結果 (b 文獻 9 方法檢索結果 (c 直方圖方法檢索結果 圖2 試驗 1 示例圖像和檢索圖像隊列 對于試驗 2 , 本文利用精確度和檢索率相結合

4、 的方法來檢驗本文方法的檢索結果 。試驗是先在圖 像庫中選取 5 類圖像 , 且在每類圖像中抽取 5 幅圖 像共組成 25 次查詢 ,然后結合這 25 次查詢 ,計算出 在不同檢索率條件下系統(tǒng)的平均精確度 , 同時計算 出直方圖方法和文獻 9 方法在相應檢索率條件下 的平均精確度 ,3 種方法的統(tǒng)計結果如圖 3 所示 。 從圖 3 還可以看出 ,本文方法明顯優(yōu)于直方圖方法 , 對于文獻 9 的方法 ,由于采用區(qū)域生長的方法對圖 像進行分割來提取圖像中的物體 , 因此當圖像中有 明顯物體出現(xiàn)時 , 采用該方法可取得較好的檢索效 果 ,從圖 3 還可看出 ,在較低的檢索率條件下 ,文獻 圖3 檢索

5、率與精確度變化曲線 826 中國圖象圖形學報 第9卷 9 的方法稍優(yōu)于本文方法 , 但在其他條件下 , 本文 方法明顯占優(yōu) ,同時在提取圖像的特征時 ,本文方法 的計算復雜度明顯低于文獻 9 的方法 。圖 4 給出 了本文方法 、 文獻 9 方法和直方圖方法的一次檢索 結果 。 (a 本文方法檢索結果 ( b 文獻 9 方法檢索結果 (c 直方圖方法檢索結果 圖4 試驗 2 示例圖像和檢索圖像隊列 為了檢驗本文方法對旋轉(zhuǎn)和平移等形變的敏感 程度 , 還用多幅示例圖像進行了不同角度和各種平 移等形變處理的檢索試驗 , 發(fā)現(xiàn)本文方法仍具有較 好的檢索效果 。另外 , 在試驗過程中 , 還對圖像區(qū)域

6、 子塊的尺寸進行了調(diào)整試驗 , 結果發(fā)現(xiàn) , 對同一類圖 像 , 區(qū)域子塊的尺寸越小 , 相似性測量的效果越好 , 而且對圖像中的小尺寸物體也有更好的識別能力 , 但是由于減小子塊的尺寸以后 , 檢索速度卻受到了 較大影響 , 因此 , 在實際應用中可以折中考慮兩種因 素 , 選取合適的分塊尺寸 , 同時 , 對不同類別的圖像 , 可通過調(diào)整式 ( 9 中參數(shù) W1 , W2 的取值 , 以便獲取 更好的檢索效果 。 具有較好的檢索性能 , 其檢索結果能較好地接近人 的視覺感知效果 , 但如何在檢索過程中引入學習機 制 ( 如相關反饋技術 , 是本文方法下一步的研究內(nèi) 容。 參 考 文 獻 1

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11、 Color2spatial image indexing and appliations D . Cornell Uni2 versity , New Y ork , USA , 1998 :2032. 6 結 論 本文提出了一種新方法 , 將彩色圖像的顏色特 征和空間信息特征用于彩色圖像的相似性檢索 , 即 采用改進的顏色空間進一步提高了顏色模型的準確 性 , 同時由于顏色的色調(diào)分量反映了圖像顏色的不 變量 , 且圖像的狀態(tài)矩陣不僅反映了圖像的空間位 置關系 , 也反映了圖像的形狀信息 , 因此采用兩種特 征相結合的方法進一步提高了圖像檢索的準確性 。 本文方法推導簡單 , 且對圖像沒有特

12、殊的限制和預 處理要求 。試驗結果表明 , 本文方法不但有效 , 而且 第7期 孫君頂?shù)?: 基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法 827 9 王濤 , 胡事民 , 孫家廣 . 基于顏色2空間的圖像檢索 J . 軟件學 崔江濤 1975 年生 ,2001 年獲西安電 子科技大學計算機應用專業(yè)碩士學位 , 現(xiàn) 為西安電子科技大學多媒體技術研究所在 職博士研究生 。主要研究方向為多媒體數(shù) 據(jù)庫管理 、 圖像處理 、 多媒體網(wǎng)絡互聯(lián) 。 報 , 2002 ,13 (10 :20312036. 10 Gevers T , Smeuder A W M. Evaluating color and shap

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