基于空間結(jié)構(gòu)信息的圖像檢索技術(shù)研究.pdf

1、圖像描述了客觀物體的視覺(jué)信息，是一種重要的媒體表達(dá)形式。借助于圖像中包含的信息，人類可以更加形象的認(rèn)知外部世界。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像的數(shù)量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，用戶在規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)庫(kù)中找到滿足需要的圖像已經(jīng)變得越來(lái)越困難，因此，圖像檢索技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。如何有效的描述圖像視覺(jué)特征并找到合適的圖像特征表示方式一直是圖像檢索領(lǐng)域中的核心問(wèn)題。隨著研究的深入，多種圖像特征描述子被相繼提出，但圖像底層特征與高層認(rèn)知語(yǔ)義之間存在難以跨越的語(yǔ)義鴻溝

2、，這制約了圖像檢索技術(shù)的發(fā)展。本文在提取圖像底層特征的過(guò)程中，結(jié)合了人類視覺(jué)認(rèn)知特性，充分利用了圖像空間結(jié)構(gòu)信息，提出了三種圖像特征描述子。具體研究成果如下：
　　（1）空間結(jié)構(gòu)信息可以有效描述圖像特性，本文提出了一種基于圖像顏色和邊緣方向的圖像特征表示方法。該方法結(jié)合了圖像的顏色信息和邊緣方向信息，通過(guò)邊緣方向檢測(cè)的方式計(jì)算邊緣方向角度值?；谏鲜鰞煞N特征的分析，該方法根據(jù)中心像素點(diǎn)與周圍像素點(diǎn)在位置關(guān)系上的差異，為每個(gè)像素點(diǎn)計(jì)

3、算特征值。最后求和得到整幅圖像中具有相同特征值的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，構(gòu)建特征直方圖。該方法利用空間結(jié)構(gòu)信息，詳細(xì)區(qū)分了像素點(diǎn)間不同的位置關(guān)系，有效的描述了圖像的顏色分布和空間特性，提高了圖像檢索準(zhǔn)確率和召回率。
　?。?）從微觀上看，圖像由許多局部結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成。局部結(jié)構(gòu)中包含了圖像的空間特性，適合分析圖像內(nèi)容。有研究指出人類視覺(jué)對(duì)圖像中的角度變化十分敏感。基于上述分析，本文提出了一種圖像特征描述子，命名為角度結(jié)構(gòu)描述子（ASD）。ASD以

4、定義的三種不同方向的角度結(jié)構(gòu)作為橋梁提取圖像特征?；陬伾畔?，ASD利用角度結(jié)構(gòu)探測(cè)圖像，并提取角度結(jié)構(gòu)中像素點(diǎn)之間的相互關(guān)系，以此構(gòu)建特征向量。ASD在一定程度上模仿了人類視覺(jué)處理過(guò)程，能夠有效描述多種視覺(jué)特征。實(shí)驗(yàn)表明，ASD對(duì)圖像具有良好的區(qū)分能力，能夠改善圖像檢索效果。
　　（3）生物學(xué)家認(rèn)為人類視覺(jué)認(rèn)知機(jī)制有助于認(rèn)知圖像，該機(jī)制分為視覺(jué)注意階段和視覺(jué)認(rèn)知階段。前一階段用于提取多種視覺(jué)特征信息；后一階段感受來(lái)自視覺(jué)信息的