基于形狀的圖形檢索系統(tǒng)及其在教育中的應(yīng)用研究.pdf

1、圖形是一類特定的圖象，它的主體由外部輪廓線條及其內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成，背景顏色單一，形狀是它的主要視覺(jué)特征。在教育領(lǐng)域，圖形資源日益豐富且使用廣泛，所以它的有效檢索就變得尤為重要?；谛螤钐卣鞯膱D形檢索系統(tǒng)是利用形狀特征間的相似度實(shí)現(xiàn)圖形的檢索。以為教育人員在教育圖形檢索方面提供便利為目的，研究了圖形的形狀分析與檢索技術(shù)，建立了應(yīng)用于教育領(lǐng)域的基于形狀的圖形檢索系統(tǒng)。 主要通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)查法與實(shí)驗(yàn)法，對(duì)圖形的形狀特征分析與基于形狀的圖形檢索

2、技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。主要工作、成果與結(jié)論如下： (1)總結(jié)了當(dāng)前形狀特征描述參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了多種形狀特征描述參數(shù)，有不變矩、Zernike矩、邊緣方向直方圖、矩形度、圓形度、偏心率、輪廓曲率直方圖、內(nèi)角直方圖與傅立葉描述子。 (2)實(shí)現(xiàn)了基于形狀的圖形檢索系統(tǒng)，由四個(gè)模塊組成：特征索引數(shù)據(jù)庫(kù)生成模塊、用戶輸入模塊、系統(tǒng)檢索模塊與結(jié)果輸出模塊。用戶通過(guò)查詢界面提交查詢目標(biāo)圖形，系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)圖形進(jìn)行預(yù)處理、提取形狀特征，同時(shí)

3、從特征索引數(shù)據(jù)庫(kù)中提取形狀特征，將兩者進(jìn)行相似性計(jì)算，按相似性的大小順序排序過(guò)濾，結(jié)果顯示給用戶。 (3)通過(guò)對(duì)MPEG-7 Shape B圖庫(kù)的試驗(yàn)，對(duì)多種形狀參數(shù)進(jìn)行了檢索性能的比較。實(shí)驗(yàn)證明Zernike矩的檢索效果最好，其次是邊緣方向直方圖與不變矩，而矩形度、偏心率與圓形度檢索效果極差。在此結(jié)論基礎(chǔ)上，提出了效果更好的綜合檢索方法。 (4)基于形狀的圖形檢索系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在教育圖形庫(kù)的建立與對(duì)教育圖形

4、庫(kù)的檢索。建立了包含有6000多幅圖形的教育圖形庫(kù)，內(nèi)容包括教學(xué)用圖、動(dòng)物、植物、用品、自然界等。教育圖形庫(kù)共分為165類，每類從中挑選10幅圖形，組成圖形樣本庫(kù)。選擇綜合檢索方法分別應(yīng)用于圖形樣本庫(kù)與教育圖形庫(kù)的檢索，由于圖形類別和數(shù)量的大量增加，檢索效果都隨之下降。實(shí)驗(yàn)表明，單純基于形狀的圖形檢索，在圖形數(shù)1000幅左右的情況下，檢索效果令人滿意，適合于特定專題的檢索。而如果是大規(guī)模的圖庫(kù)檢索，需要與其它特征結(jié)合。 論文使用

5、Visual C++6.0開(kāi)發(fā)工具，基于Windows XP操作系統(tǒng)和Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)了基于形狀特征的圖形檢索系統(tǒng)，對(duì)多個(gè)圖形庫(kù)分別實(shí)驗(yàn)，取得了比較令人滿意的結(jié)果，并應(yīng)用于教育圖形的檢索。另外，完善了數(shù)字圖象分析與處理系統(tǒng)的圖形處理菜單和形狀描述菜單下的部分功能，添加了多種形狀特征參數(shù)的提取功能。研究表明，采用綜合檢索方法的基于形狀的圖形檢索系統(tǒng)，取得了比較好的檢索效果：基于形狀的教育圖形檢索系統(tǒng)，