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基于颜色特征的图像检索技术研究

作　者: 于仕
导　师: 洪春勇
学　校: 南昌大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 图像检索颜色量化颜色直方图局部累积直方图非均匀分块
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 112次
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内容摘要

随着生活水平的大幅提高,人们对物质文化的需求日益丰富。单调的文字已不能满足人类对信息的索取,图像作为一种信息量大,表现丰富的媒介进入人们的视野。随着数码科技、网络等高新技术的迅速发展,图像数量正在呈现指数级的增长,并应用于社会的众多领域。如何从图像海洋中快速、准确地搜寻到所需要的图像,已经成为当今制约图像高效使用的瓶颈。基于内容的图像检索技术试图打破该瓶颈,逐渐成为当今国内外研究的热点。而颜色作为图像最为重要的视觉特征,在基于内容的图像检索方法中已得到广泛关注。本文在查阅大量国内外相关文献后,主要作了以下工作：文中首先详细介绍了基于内容的图像检索,尤其是基于颜色特征的图像检索理论、技术和国内外研究现状,对颜色空间选取、颜色量化、颜色的表示方法、颜色特征提取及相似性度量等关键技术进行了深入的探讨和研究。全局颜色直方图由于具有旋转不变性的特性被广泛作为颜色特征的表示方法。但其很容易出现不同图像拥有相同直方图的现象,同时某些图像的直方图可能存在大量像素值为零的颜色。这些都是全局直方图的缺陷,极大地降低图像的检索效率。因此,本文研究了全局颜色直方图和累加直方图检索方法的效果；针对有些图像不能提取出累加直方图,继而研究了局部累加直方图检索方法,并鉴于传统局部累加直方图一次划分忽略边界颜色相似性的缺点,进行两次划分并加权求和,得出一种新的局部累加直方图方法,通过实验验证了该方法的可行性和实用性。根据人眼视觉习惯,在HSV颜色空间里,设计出一种新的颜色量化方法。该方法摒弃掉亮度较高、较低及饱和度较低时的颜色,使颜色种数量化至31种,极大的减少了颜色数量,降低了计算复杂度。文中提出一种基于非均匀分块的图像检索方法,该方法首先根据人类拍摄的习惯将图像划分成5块,再把中心块进行重叠分块,充分体现出图像的主体部分,同时结合新设计的颜色量化方法。通过和均匀分块检索方法对比实验,该检索方法很好地起到改善效果。基于上述理论,本文利用matlab开发出了一个图像检索实验版系统。通过该平台,很好地验证了上述理论的可行性、有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题研究背景及意义  9
  1.2 图像检索的发展历程  9-11
    1.2.1 基于文本的图像检索技术  9-10
    1.2.2 基于内容的图像检索技术  10
    1.2.3 基于相关反馈的图像检索技术  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-12
    1.3.1 国外典型检索系统  11-12
    1.3.2 国内典型检索系统  12
  1.4 图像检索应用领域及研究热点  12-14
    1.4.1 图像检索的应用领域  12-13
    1.4.2 图像检索的研究热点  13-14
  1.5 本文研究内容和组织结构  14-16
第2章基于内容的图像检索技术原理  16-33
  2.1 基于内容的图像检索概述及系统框架  16-17
  2.2 图像特征的获取与表示  17-28
    2.2.1 颜色特征  17-21
    2.2.2 纹理特征  21-24
    2.2.3 形状特征  24-27
    2.2.4 空间关系特征  27
    2.2.5 多特征综合  27-28
  2.3 相似度度量算法概述  28-30
    2.3.1 引入  28
    2.3.2 欧式距离  28
    2.3.3 余弦距离  28
    2.3.4 明式距离  28-29
    2.3.5 X平方距离  29
    2.3.6 直方图相交法  29-30
    2.3.7 加权距离  30
    2.3.8 二次式距离  30
  2.4 CBIR检索效果评价体系  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章基于颜色特征的图像检索技术的研究  33-43
  3.1 颜色空间  33-38
    3.1.1 RGB颜色空间  33-35
    3.1.2 YUV颜色空间  35
    3.1.3 HSV颜色空间  35-36
    3.1.4 其他颜色空间  36-38
  3.2 颜色模型选取及量化  38-39
    3.2.1 颜色模型选取  38
    3.2.2 颜色量化  38-39
  3.3 基于颜色特征的检索方法概述  39-42
    3.3.1 图像颜色特征表示方法选取  39-40
    3.3.2 传统颜色直方图检索方法  40-41
    3.3.3 常规分块图像检索方法  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章颜色特征提取方法研究与改进  43-59
  4.1 引入  43
  4.2 颜色空间转换  43-44
  4.3 颜色量化  44-47
    4.3.1 常见量化方案  45-46
    4.3.2 一种新的量化算法  46-47
  4.4 传统直方图检索方法研究与改进  47-54
    4.4.1 基于全局直方图和累积直方图检索方法  47-50
    4.4.2 基于局部累加直方图检索方法  50-54
  4.5 分块直方图检索方法研究与改进  54-58
    4.5.1 一种新的分块模型  54-55
    4.5.2 HSV颜色空间量化和特征匹配  55
    4.5.3 实验结果对比与分析  55-58
  4.6 本章小结  58-59
第5章系统设计与实现  59-65
  5.1 引入  59
  5.2 系统开发环境  59
  5.3 系统设计结构  59-60
  5.4 系统主要模块  60-64
    5.4.1 系统软件界面  60-61
    5.4.2 打开界面  61-62
    5.4.3 选择检索方法界面  62-63
    5.4.4 检索结果界面  63-64
  5.5 本章小结  64-65
第6章总结与展望  65-67
  6.1 总结  65
  6.2 展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
攻读学位期间的研究成果  71

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