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基于内容的图像检索技术研究与系统实现

作　者: 蒋仁波
导　师: 卢健
学　校: 武汉大学
专　业: 地理信息系统
关键词: 基于内容的图像检索特征提取相关反馈图像数据库
分类号: TP391.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 468次
引　用: 22次
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内容摘要

在数据库系统和计算机视觉两大研究领域的共同推动下，图像检索技术已逐渐成为一个非常活跃的研究领域。基于内容的图像检索不同于传统的基于文本的图像检索，它实际上是一种模糊查询技术，通过对图像数提取一定的特征，找出在特征空间中与查询要求最接近的图像。这就涉及两个方面问题，一、如何提取特征，二、特征向量间距离如何测量，也就是特征如何匹配的问题。另外，无论采用何种特征，无论使用何种距离测度，最终决定两幅图像是否相似还取决于实际用户。不同的用户对图像的相似性的判断也存在不同的标准。因此，提出将相关反馈技术应用到图像检索中来。相关反馈的目标是从用户与查询系统的实际交互过程中进行学习，发现并捕捉用户的实际查询意图，并以此修正系统的查询策略，从而得到与用户实际需求尽可能相吻合的查询结果。由于相关反馈可以实时地修改系统的查询策略，从而为图像检索系统增加了自适应功能。本文主要针对基于内容的图像检索所涉及的以上三方面技术进行深入的探讨和研究，并选择合适的算法，设计开发了基于内容的图像检索数据库实验系统。本文第二章是全文的核心部分，分别讨论了颜色特征、纹理特征和形状特征的提取和表达。主要研究内容和成果有：首先，详细归纳和总结了颜色、纹理及形状特征的提取和表达的诸多方法。其次，对部分特征的有效性进行了实验，比如，对于颜色特征，就对比了颜色直方图在不同颜色空间中的有效性，并与多分辨率分块主色索引进行了对比，最后给出实验示例。再次，以实验为基础，抽取、结合有效特征，并在效率和精确性方面加以了改进。例如，就形状特征，本文抽取了离心率、紧致度、形状不变距和傅立叶描述符组成特征向量，进行实验并取得较好的效果。本文第三章主要讨论特征匹配的方法，包括：欧式距离、马氏距离、直方图相交等，除此之外还在第二小节给出了本文所用到的一些特征匹配方法。第四章是本文具有创新的部分，首先，在众多相关反馈理论中选取了最为简单而有效的方法，并以此原理为基础，设计了行之有效且简单友好的查询界面。第五章主要讨论了实验系统的设计和实施，并给出系统运行效果示例。第六章是全文的总结，主要通过结论性的语言对作者所进行的工作进行了客观的评价并对此方向的发展动态进行了展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-12
  1.1 研究目的及意义  9
  1.2 基于内容的图像检索技术发展动态  9-11
  1.3 研究的主要内容  11-12
第二章图像的特征提取与表达  12-43
  2.1 颜色特征提取  12-22
    2.1.1 色彩系统介绍  12-14
    2.1.2 颜色直方图  14-16
    2.1.3 颜色矩  16
    2.1.4 颜色集  16
    2.1.5 颜色聚合向量  16-17
    2.1.6 颜色相关图  17
    2.1.7 多分辨率分块主色索引  17-19
    2.1.8 颜色特征相似性示例  19-21
    2.1.9 颜色特征的比较  21-22
  2.2 纹理特征的提取  22-28
    2.2.1 纹理特征分析  22-23
    2.2.2 空间灰度共生矩阵  23-25
    2.2.3 Tamura纹理特征  25-26
    2.2.4 自回归纹理模型  26-27
    2.2.5 小波变换  27
    2.2.6 其它纹理特征  27-28
    2.2.7 纹理特征相似性示例  28
  2.3 形状特征的提取  28-43
    2.3.1 图像分割技术  28-35
    2.3.2 合并单元区域  35-36
    2.3.3 傅立叶形状描述符  36-37
    2.3.4 形状不变矩  37-38
    2.3.5 基于内角的形状特征  38-39
    2.3.6 其它形状特征  39-40
    2.3.7 利用形状特征相似性示例  40-43
第三章像相似度方法  43-47
  3.1 视觉特征的相似度模型  43-45
    3.1.1 L1距离和L2距离  43
    3.1.2 直方图相交  43-44
    3.1.3 二次式距离  44
    3.1.4 马氏距离  44
    3.1.5 非几何的相似度方法  44-45
  3.2 本文所采用的特征匹配方法  45-47
    3.2.1 以颜色直方图作为特征的匹配  45-46
    3.2.2 形状相似度评价  46-47
第四章相关反馈技术  47-51
  4.1 定义  47-48
  4.2 权重的调整  48-49
  4.3 查询界面设计  49-51
第五章试验系统设计与实现  51-62
  5.1 软件开发环境介绍  51-53
    5.1.1 Visual Studio.Net及C#编程语言简介  51-53
    5.1.2 COM简介  53
  5.2 软件设计过程  53-58
    5.2.1 需求分析  55-56
    5.2.2 概要设计  56-58
  5.3 系统运行效果  58-62
    5.3.1 基于内容的查询效果演示  58-60
    5.3.2 图像处理模块效果演示  60-62
第六章结论及进一步的探索与展望  62-67
  6.1 结论  62
    6.1.1 主要成果回顾  62
    6.1.2 问题与不足  62
  6.2 进一步探索与展望  62-67
    6.2.1 搜索引擎原理  63-64
    6.2.2 图像搜索引擎的检索技术  64-65
    6.2.3 图像检索技术研究的热点问题  65-67
参考文献  67-70
致谢  70

基于内容的图像检索技术研究与系统实现

内容摘要

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