基于圖像特征空間的自適應(yīng)神經(jīng)-模糊推理系統(tǒng).pdf

1、情感在人類的感知、決策等過程中扮演者重要的決策，情感活動離不開周圍壞境。人類在應(yīng)對外界各種刺激時產(chǎn)生的心理方面的強(qiáng)烈反應(yīng)即為情感，一般包括歡樂、厭惡、恐懼、悲傷、驚訝、憤怒等。圖像中蘊(yùn)含著豐富的情感，圖像情感是指人類觀察圖像信息時所引起的一種心理反應(yīng)。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)信息以圖像的形式進(jìn)行存儲。如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動識別圖像中的情感近年來受到廣大學(xué)者越來越多的關(guān)注。圖像情感分析在人工智能、情感計(jì)算、圖像理解、模式識別等領(lǐng)

2、域中的一個重要研究方向。本實(shí)驗(yàn)采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)模型來建立圖像低層特征與高層情感之間的復(fù)雜映射關(guān)系。文章的具體研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)概括如下:
　　(1)圖像的顏色、紋理及形狀特征是其最基本的低層可視化內(nèi)容，人們在接收圖像信息時，會受到這些視覺特征的影響從而產(chǎn)生各種不同的情感體驗(yàn)。文中介紹了顏色、形狀、紋理特征與人類情感的對應(yīng)關(guān)系以及提取這些特征的常用方法，對于這些特征結(jié)合所構(gòu)成的高維情感特征空間采用了主成分分析法降維。

3、　　(2)針對人類情感的特點(diǎn):具有強(qiáng)烈的主觀色彩、模糊性及復(fù)雜性。本文采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)進(jìn)行建模，它是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊推理系統(tǒng)兩者融合而成的一種人工智能方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分布存儲信息和并行計(jì)算的性能，使得其具有良好的容錯性、高度的非線性和自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)性等特點(diǎn)。模糊邏輯具有處理非精確數(shù)據(jù)、模糊語言信息，可利用專家知識等優(yōu)點(diǎn)，可模擬人類智慧進(jìn)行判斷和決策。二者的優(yōu)勢互補(bǔ)所融合而成的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于處理圖像情感信息具有獨(dú)特的優(yōu)勢

4、。
　　(3)本文采用的圖像數(shù)據(jù)集是國際情緒圖片系統(tǒng)IAPS(international affectivepicture system)中的圖像，美國情緒與注意研究中心對該圖片庫中的圖像從效價、喚醒度、優(yōu)勢度(Valence，Arousal，Dominance，V-A-D)三個維度進(jìn)行了評定。這三個維度不僅能夠描述情感的主觀體驗(yàn)，同時與情感的外部表現(xiàn)、生理喚醒具有較好的映射關(guān)系。文中將圖像底層視覺特征及圖像的三維情感值作為輸入輸

5、出數(shù)據(jù)對進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建模。利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行研究分對比分析，證明了該模型的有效性。
　　(4)本文首次提出建立圖像低層特征與人類三維情感值之間的映射模型。已有實(shí)驗(yàn)表明，情緒范疇在三個情感空間中可以很好地分離，因此根據(jù)三維情感值能有效地對圖像情感進(jìn)行辨識，可將V-A-D三維情感值作為搭建圖像物理特征與高層情感語義之間映射關(guān)系的橋梁。本文所提出的模型的有效建立對于更深刻地描述圖像、提高圖像情感識別準(zhǔn)