基于语义查询及反馈机制的图像检索关键技术研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要基于内容的图像检索技术在数字图书馆，网络信息安全，预防犯罪，知识产权，医疗诊断，地理信息系统及遥感等领域有着广泛的应用。近年来，基于内容的图像检索技术成为计算机及其相关学科的热点研究问题之一，也是该领域的前沿研究课题。由于计算机对于图像的理解能力非常有限，无法对图像的内容进行语义上的解释和分析，因此在检索过程中必须通过人一机协同工作来提高检索效率。本文首先研究图像的低级物理特征，综合运用图像的颜色、纹理和形状特征进行图像检索，并在此基础上，引入相关反馈技术和语义查询技术，使图像的低

2、级物理特征和高级语义特征联系起来，通过人一机协同工作，来弥补计算机理解能力的不足，不断提高检索效果。基于语义查询及反馈机制的图像检索关键技术是基于内容的图像检索技术从初级向高级跨越的重要标志.因此，本文的研究在学术价值和实际应用方面都具有重要意义。本文在提取图像的低级物理特征时，在颜色特征的基础上，引入了图像的纹理和形状特征。纹理特征和形状特征可有效弥补颜色特征的不足，很好地描述了色彩的空间信息，提高了检索效果。在进行颜色特征提取时，传统的色彩量化算法对从S,犷三个分量量化不够准确，量化后的色彩数目过多，受光照强度

3、影响较大，不能将相似的颜色很好地“聚”在一起，有色彩冗余问题。特别是传统的色彩量化算法对V的量化方法是不科学的，理论分析上有误。本文通过对HSV色彩空间的分析，首次提出了一种新的基于HSV空间的23色非均匀量化算法，使其更符合人的主观视觉模型，这也是在人一机协同中很重要的一个方面一使特征更能反应人的主观感受。该算法和传统色彩量化算法相比，占用存储空间少，计算量小，受光照强度影响较小，检索性能明显优于传统色彩量化算法.传统的色彩量化算法的共同缺点是在各量化区分界处附近忽视了颜色的相似连续性，使某些颜色归类错误。虽然传

4、统的色彩量化方法提出了这一问题，但没有给出具体的解决方法。本文首次提出了边界点的特殊量化算法，很好地解决了这一问题。本文充分引入了人一机交互技术，通过对用户反馈信息的学习，一方面将分类错误的图像正确归类;另一方面调整相似度计算模型来不断提高哈尔滨工业大学工学硕士学位论文检索效果，直到返回用户满意的查询结果。本文提出了高级视觉特征的语义查询，建立了图像特征库和语义参照库，使检索不仅反映图像低层次的物理属性，而且还能与高层次的语义属性联系起来，提高了检索效率。本文还深入地研究了基于网络的大规模图像检索技术，最后完成了一

5、个基于网络的大规模图像检索演示系统，以验证本文提出的算法和关键技术的有效性。关键词:图像检索;色彩量化;相关反馈;语义查询;图像数据库哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThetechniqueofcontent-basedimageretrieval(CBIR)iswidelyusedindigitallibrary,networkinformationsecurity,preventingcrime,knowledgepropertyright,medicaltreatmentdiagnose,geo

6、graphyinformationsystem,remotesensingandotherareas.Inrecentyears,ThetechniqueofCBIRhasbeenahotspotquestionofcomputerandinterrelatedsubjects.Itisalsoaforelandresearchproblem.Becausethecomputerhasverylimitedabilityinunderstandingandanalyzingthesemanticcontentoft

7、heimage.Itisnecessarythatusershouldbeinvolvedaspartoftheretrievalprocesstohelpthecomputertoimprovetheretrievalefect.Wefirstresearchthelow-layerphysicalfeatureofimage,retrievaltheimagebycolor,textureandshapefeatures,andimportthetechniqueofrelevancefeedbackandse

8、manticquery.Madetheimage'slow-layerphysicalfeaturejoinedwithhigh-layersemanticfeature.Bycooperationbetweenhumanandcomputer,Makingupthecomputer'slimitedabilityofunderstandingandenha