基于多特征的圖像檢索技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)-文檔在線預(yù)覽

基于多特征的圖像檢索技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)Researchand

Implementationof

ImageRetrievalBasedonMulti-features答辯人：

刁興亮導(dǎo)

師：

才書(shū)訓(xùn)

教授專

業(yè)：

計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

研究背景現(xiàn)狀及本文研究?jī)?nèi)容

相關(guān)技術(shù)概論

總體方案設(shè)計(jì)

關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)測(cè)試

總結(jié)和展望內(nèi)容提要東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 研究背景■圖像等多媒體資源日益豐富，圖像檢索系統(tǒng)需求迫切■基于內(nèi)容的圖像檢索系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生 研究現(xiàn)狀:■基于文本到基于內(nèi)容■出現(xiàn)了很多原型系統(tǒng)■具有一定的缺陷研究背景現(xiàn)狀及本文研究?jī)?nèi)容東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I

本文研究?jī)?nèi)容■設(shè)計(jì)多特征圖像檢索方案■實(shí)現(xiàn)多特征圖像檢索關(guān)鍵技術(shù)算法■實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于本文研究的多特征圖像檢索

系統(tǒng)■在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析研究背景現(xiàn)狀及本文研究?jī)?nèi)容東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院

返回I

傳統(tǒng)單特征檢索流程相關(guān)技術(shù)概論單一

的特征提取用戶給定查詢圖像東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院相似性度量查詢結(jié)果用戶給定特征權(quán)值或圖像多特征提取多特征的相似性度量I

傳統(tǒng)多特征檢索流程相關(guān)技術(shù)概論東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院查詢結(jié)果

特征提取■顏色

顏色直方圖

顏色矩■

紋理

Tamura紋理特征

共生矩陣■

形狀

傅立葉描述符

Hu不變矩相關(guān)技術(shù)概論東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I

相似性度量■

歐氏距離■

Mink

owsky距離■

直方圖相交■

二次式距離■Mahalanobis距離相關(guān)技術(shù)概論東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院

返回I傳統(tǒng)的圖像檢索系統(tǒng)所存在的問(wèn)題■傳統(tǒng)單特征: 特征提取的統(tǒng)計(jì)信息不全面■傳統(tǒng)多特征: 用戶給定權(quán)值:不能全面表示用戶意愿，存在一定的盲目性 系統(tǒng)給定權(quán)值:沒(méi)有體現(xiàn)圖像各種特征的相對(duì)重要性 不具有用戶相關(guān)反饋模型總體方案設(shè)計(jì)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 本文多特征圖像檢索模型■實(shí)現(xiàn)的功能: 對(duì)傳統(tǒng)兼容:基于文本特征檢索 對(duì)傳統(tǒng)兼容:基于顏色、紋理或者形狀的單特征檢索 基于文本、內(nèi)容相結(jié)合的多特征檢索 構(gòu)建用戶相關(guān)反饋模型，并由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整多特征權(quán)值，多次檢索 返回總體方案設(shè)計(jì)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院返回圖像庫(kù)前臺(tái)用戶界

面后臺(tái)查詢服務(wù)器權(quán)值設(shè)置分析產(chǎn)生權(quán)值或調(diào)整權(quán)值東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院初始權(quán)值設(shè)置人機(jī)交互

查詢反饋人機(jī)交互數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器圖像庫(kù)管理模塊用戶查詢要求用戶查詢模塊初始問(wèn)

題特征提

取相關(guān)反

饋示例圖像結(jié)果圖像管理操作結(jié)果輸出關(guān)鍵字不滿意查

詢I

特征提取中特征向量的歸一化■特征內(nèi)部歸一化過(guò)程的目的在于使特征向量的各分量具有相同的重要性 內(nèi)部歸一化■特征外部歸一化過(guò)程的目的使綜合特征的各特征向量在相似距離計(jì)算中的地位相同。

外部歸一化關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I多特征相似性度量■綜合各種相似性度量函數(shù)所適應(yīng)的環(huán)境,顏色直方圖和顏色矩特征我們使用二次式距離進(jìn)行測(cè)量,Tamura紋理特征、共生矩陣、傅立葉函數(shù)及Hu不變矩我們使用馬氏進(jìn)行測(cè)量。關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I初始檢索特征權(quán)值的動(dòng)態(tài)獲取■1.用戶查詢界面中包含了查詢的相關(guān)問(wèn)題■2.系統(tǒng)分析用戶的答案,進(jìn)行初始的多特征權(quán)值設(shè)置 其中w0為,n為特征值個(gè)數(shù)。ci為每個(gè)有答案的問(wèn)題所對(duì)應(yīng)的權(quán)值變動(dòng)值關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I

用戶反饋信息調(diào)整多特征權(quán)值■

圖像對(duì)象模型

D是原始圖像數(shù)據(jù)

F是此圖像對(duì)象的底層特征的集合

R是某種給定特征的表達(dá)形式關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I檢索過(guò)程■（1）初始化W■（2）給定示例圖像,特征提取■（3）根據(jù)權(quán)值計(jì)算特征向量■（4）相似性度量,返回N幅圖像■（5）相關(guān)反饋■（6）系統(tǒng)根據(jù)用戶的反饋意見(jiàn)調(diào)整權(quán)值■（7）回到第2步,開(kāi)始新一輪的檢索。關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I

權(quán)重更新■

Wij的調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院

歸一化I

權(quán)重更新■

Wijk的調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院歸一化I

權(quán)重更新■

Wi

的調(diào)整改進(jìn)

1.關(guān)鍵技術(shù)算法實(shí)現(xiàn)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院返回

2.I開(kāi)發(fā)環(huán)境■CPU:Pentium(R)D3.00GHZ■內(nèi)存:512M■操作系統(tǒng):WindowsXPSP2■開(kāi)發(fā)語(yǔ)言:Java6.0■開(kāi)發(fā)工具:eclipseeuropajavaforWindowsXP■數(shù)據(jù)庫(kù):Mysql6.0系統(tǒng)設(shè)計(jì)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I系統(tǒng)結(jié)構(gòu)■圖像庫(kù)管理模塊 添加圖像 刪除,修改圖像■圖像檢索模塊 用戶初始查詢模塊 圖像處理模塊 檢索模塊 相關(guān)反饋模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院返回I實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)■實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)自于時(shí)代圖片網(wǎng)（）中有關(guān)汽車(chē)與貓的圖片,該數(shù)據(jù)集包括123張汽車(chē)的圖片和135張貓的圖片,共258張。每張圖片都有相關(guān)的文本信息標(biāo)記,圖片尺寸約為500X500,大小約為15萬(wàn)-25萬(wàn)個(gè)像素組成,汽車(chē)與貓為圖片中主要元素。實(shí)驗(yàn)測(cè)試東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I實(shí)驗(yàn)方案■將本文研究的多特征圖像檢索與傳統(tǒng)的單特征圖像檢索進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合查全率和查準(zhǔn)率,驗(yàn)證動(dòng)態(tài)反饋多特征算法的有效性。實(shí)驗(yàn)測(cè)試東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I實(shí)驗(yàn)流程■（1）添加圖像庫(kù)■（2）示例圖像:一副汽車(chē)的圖像■（3）閾值:0.4■（4）通過(guò)單特征檢索■（5）通過(guò)傳統(tǒng)多特征（無(wú)反饋）檢索■（6）通過(guò)多特征檢索■（7）實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)測(cè)試東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院指方

標(biāo)法檢索結(jié)果相關(guān)圖數(shù)目檢索結(jié)果總數(shù)圖像庫(kù)圖像總數(shù)查準(zhǔn)率

（%）查全率

（%）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析相關(guān)圖

像數(shù)目實(shí)驗(yàn)測(cè)試顏色紋理形狀傳統(tǒng)多特征多特征東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院73100996982110967096982582582582582580.700.570.730.820.660.740.590.870.780.56123123123123123實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院返回I總結(jié)■分析各種特征提取方法,提出了適合多特征檢索的算法■選擇了適合多特征檢索的相似性度量方法■實(shí)現(xiàn)了檢索初始權(quán)值的動(dòng)態(tài)設(shè)置■將傳統(tǒng)相關(guān)反饋理論應(yīng)用于多特征圖像檢索系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)■實(shí)現(xiàn)了原型系統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)和展望東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院I

展望■特征提取中的圖片