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《浙江大学》 2007年
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图像检索中若干问题的研究

刘伟  
【摘要】: 图像含有比文本更为丰富的信息,在人们日常生活中发挥着重要作用。近年来由于因特网技术的发展及各种消费型电子产品的普及,每天都有巨量的数字图像产生和发布。在多媒体数据库中快速、有效地寻找所需要的图像是一个非常有意义的课题。目前工业界的许多图像搜索引擎(如Google~(TM)和百度~(TM))在搜索图像时并没有按照图像内容本身来搜索,而是根据与图像相关联的文字信息来完成搜索任务。导致搜索结果不尽如人意。基于内容的图像检索是有望解决这一问题的关键技术。本文对这一技术中的几个问题进行了研究,取得了如下结果: 纹理特征是图像检索中广泛使用的重要底层视觉特征。本文将图像纹理视为非线性动力系统产生的信号,使用2种非线性信号分析方法-复杂性方法和希尔伯特-黄变换(HHT)方法来提取图像的纹理特征并将之用于纹理图像检索。得出的结果有:(1)将时间序列复杂性方法用于图像纹理分析与检索。所做的工作和得到的结论是:比较了8种时间序列复杂性方法用于图像检索时的性能,发现基于符号动力学和基于熵的方法不适于图像检索;基于频谱分析的CO复杂性特征适于图像检索,该特征的检索性能与二维图像一维化的扫描方法有关;实验表明采用Hilbert扫描方式的CO复杂性特征在Brodatz纹理库上取得了和Gabor特征极为接近的检索结果,计算特征所需要的时间比Gabor特征少了一个数量级;由图像阈值化算法得到启发,提出了一个新的一维时间序列粗粒化框架;提出了多种基于二维CO复杂性测度的纹理特征:复杂度直方图和多尺度复杂度直方图、复杂度共生矩阵、复杂度纹理谱和多尺度复杂性特征;实验表明基于金字塔分解的多尺度复杂性特征在不同的实验图像库上检索性能稳定,是一种较好的纹理特征;(2)将希尔伯特-黄变换方法用于图像纹理分析与检索,所做的工作和得到的结论是:提出了一种新的基于聚类的边界处理算法以改善经验模式分解(EMD)方法所产生的边界效应问题;使用二维Hilbert变换计算了内禀模态函数(IMF)的幅值作为检索用的图像纹理特征。实验表明,提出的HHT特征可以取得和Gabor特征较为接近的图像检索结果。 图像的显著性区域是表达图像语义的主要部分。本文尝试使用一个基于视觉生理和心理物理实验基础的选择性视觉注意计算模型用于自然图像检索的研究。所做的工作和得到的结果是:(1)使用视觉注意计算模型计算了图像中的兴趣点并提取兴趣点周围的局部特征用于图像检索。提出的检索特征有图像的显著性直方图特征、图像的显著性标签和注意焦点(FOA)空间关系直方图特征。实验结果表明显著性标签和FOA空间关系混合编码的直方图特征可以取得比全局直方图特征更好的检索结果;在采用视觉注意计算模型计算得到的图像显著性区域上提取的一些区域特征可以取得比全局特征更好的检索结果;(2)提出了将潜在语义标引方法和视觉注意计算模型结合起来用于自然图像检索的方法;(3)提出了在多示例学习框架下基于视觉注意计算模型和JSEG图像分割算法的包生成器方法,并将其用于自然图像检索。图像检索实验表明基于JSEG分割算法的包生成器取得了比一些文献中提出的包生成器更好的实验结果。 本文提出了“图像语义阈值”的新概念及其度量方法。通过计算机实验和心理物理学实验初步得到如下结论:在自然图像认知或理解时存在一个语义阈值;可以通过图像的图像熵和图像分维数及类似Weber律的方法来度量该阈值;差别阈限图像及其原始图像的度量值的比值与图像语义内容无关,而和色彩模式(彩色或灰度)及图像的变换方法相关。 本文作者还设计与开发成功了一个图像检索实验平台。使用该平台方便了研究者进行图像检索实验研究,提高了工作效率,便于他们之间进行学术交流。这项工作具有一定的应用价值。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R318

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘伟;徐伟栋;厉力华;;用于纹理检索的多尺度复杂性纹理描述子[J];电路与系统学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵才荣;基于图嵌入与视觉注意的特征抽取[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李双;乳腺钼靶诊断中的视觉感知研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 高芙蓉;基于SVM的视频语义提取和相关反馈的研究[D];浙江工业大学;2010年
3 刘家浩;鞋印图像检索算法的研究及系统实现[D];大连海事大学;2012年
4 赵国军;M带小波图像处理算法研究[D];兰州大学;2009年
5 李宾;基于内容和情感的层次化商品图像检索研究[D];大连理工大学;2009年
6 杨永明;基于内容的遥感影像检索[D];太原理工大学;2009年
7 邓小飞;基于内容的实时图像检索系统[D];电子科技大学;2010年
8 马志远;基于视觉特征的图像检索方法研究及系统实现[D];武汉科技大学;2010年
9 刘东;基于定性空间推理的图像检索[D];吉林大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 李顺山,杨明星,庄天戈;基于互信息方法的医学图像检索[J];红外与毫米波学报;2001年05期
7 孙君顶,丁振国,周利华;基于图像信息熵与空间分布熵的彩色图像检索方法[J];红外与毫米波学报;2005年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 许强;;解(0,1)型整数规划的一种方法[J];安徽工学院学报;1992年04期
7 梁祥君,吴国忠,程文娟,朱俊红;颜色直方图在彩色物料识别中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年01期
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9 荆莉;;探析汉语缩略语的简缩理据[J];安徽农业大学学报(社会科学版);2008年01期
10 孙素芬;罗长寿;张峻峰;于峰;张树亮;;农业信息资源整合系统研究与应用[J];安徽农业科学;2007年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘善磊;张亮;;基于相位相关和SURF算法的关键帧实时匹配研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;An Efficient Flexible Semantic Distance Function[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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6 ;Loop-closing By Using SIFT Features for Mobile Robots[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;A High-level Image Sequence Fusion Algorithm for Human Detection[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 邹丽晖;陈杰;张娟;窦丽华;;一种基于时空域流形的视频序列图像拼接算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 赵洪朋;优秀散打运动员知觉预测过程认知特征与神经机制研究[D];上海体育学院;2010年
3 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 徐森;文本聚类集成关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
3 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
6 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
8 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
9 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
10 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏开娜,乔晓梅;基于Zernike矩的人体行为识别[J];北京工业大学学报;2005年04期
2 曹建荣;蔡安妮;;基于支持向量机的视频关键帧语义提取[J];北京邮电大学学报;2006年02期
3 黄启宏,杨济安;M带小波变换中一类新的滤波器组[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2000年01期
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5 唐向宏,谢书琴,李齐良,喻起林;M带小波变换在图像压缩中的应用[J];电路与系统学报;2002年01期
6 王伟凝,余英林;图像的情感语义研究进展[J];电路与系统学报;2003年05期
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8 王上飞,王煦法;图像情感检索研究的进展与展望[J];电路与系统学报;2005年04期
9 王旭开;电子商务中的基于内容的图像检索研究[J];电脑知识与技术;2004年17期
10 廖倩倩;;基于内容的图像检索系统的实现[J];电视技术;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗睿;遥感图像信息系统的设计与分析[D];解放军信息工程大学;2001年
2 杨健;线性投影分析的理论与算法及其在特征抽取中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
3 程起敏;基于内容的遥感影像库检索关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
4 沈恩华;脑电的复杂度分析[D];复旦大学;2005年
5 徐伟栋;乳腺X线图像的计算机辅助诊断技术研究[D];浙江大学;2006年
6 万华林;图象检索中高层语义和低层可视特征的提取研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2002年
7 孙明明;流形学习理论与算法研究[D];南京理工大学;2007年
8 尹峻松;流形学习理论与方法研究及在人脸识别中的应用[D];国防科学技术大学;2007年
9 单列;视觉注意机制的若干关键技术及应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 黄鸿;图嵌入框架下流形学习理论及应用研究[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谷明坡;基于内容的图像检索技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2002年
2 刘翔;多媒体信息综合检索的关键技术研究[D];浙江大学;2004年
3 李兰勇;影像数据库系统的研究与建立[D];辽宁工程技术大学;2005年
4 张自力;基于ArcSDE的空间数据库建设与管理研究[D];新疆大学;2005年
5 刘鹏;基于元数据的遥感影像数据库研究[D];山东科技大学;2005年
6 曾志明;基于内容检索的遥感影像数据库系统研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
7 肖鸣;基于Geodatabase的空间数据库系统设计与实现[D];武汉大学;2005年
8 刘天羽;基于AO的南阳配电信息系统设计与实现[D];华中科技大学;2005年
9 王福生;基于纹理与形状特性的鞋底花纹自动识别算法的研究[D];大连海事大学;2006年
10 金振成;数字乳腺X线图像肿块区域的增强与检测研究[D];扬州大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张环;赵亚妮;杨晓波;;一种基于SVM的视频检索反馈算法[J];软件;2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘路;基于改进支持向量机和纹理图像分析的旋转机械故障诊断[D];天津大学;2011年
2 郭海儒;注意的生成机制与视觉注意计算模型研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 杨楠;基于内容的商品图像分类技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 杜娟;基于多特征的两层商品图像检索技术的研究与实现[D];西安科技大学;2012年
3 郭娟;基于语义的视频检索技术研究[D];重庆大学;2012年
4 张环;基于内容的视频检索技术分析与研究[D];长安大学;2012年
5 韦海珊;基于内容与情感语义图像检索系统的设计与实现[D];电子科技大学;2012年
6 徐侠;基于PC摄像头的网络学习监控系统的研究与设计[D];北京交通大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 马军海,盛昭瀚;低维混沌时序的预测方法及其应用研究[J];东南大学学报;1999年05期
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6 王守觉;仿生模式识别(拓扑模式识别)——一种模式识别新模型的理论与应用[J];电子学报;2002年10期
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9 顾凡及,章惠明,汪云九,齐翔林,曾晓东;神经系统中的非线性动力学问题[J];国外医学.生物医学工程分册;1995年04期
10 刘晓欲,蒋大宗,黄远桂;癫痫脑电图自动检测技术的发展[J];国外医学.生物医学工程分册;1997年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈恩华;脑电的复杂度分析[D];复旦大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈戏墨;李志铭;李扬彬;;基于PACS的知识发现及用例分析[J];医学信息;2008年08期
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9 吴奇,陶叔巍;现代图像存档和传输系统[J];临床放射学杂志;1995年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 蔡念;张国宏;楼朋旭;戴青云;;基于形状和纹理的外观设计专利图像检索方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
5 朱松豪;梁志伟;;用半监督学习方法实现图像检索[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 王晗;滕鹏;梁玮;;使用稠密兴趣点包的非对称风景图像检索[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
7 吴成玉;邰晓英;赵杰煜;;基于颜色特征的图像检索方法与实现[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2004年
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9 赵海英;彭宏;;基于最优近似反馈的图像检索[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
10 李太君;康耀红;温小斌;潘学松;;基于改进的颜色直方图模型的图像检索[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 微软中国研究院 陈正 李明镜 马维英;互联网上图像信息检索[N];计算机世界;2001年
3 刘阳子;中国外观设计专利智能检索系统开通[N];中国知识产权报;2008年
4 武德锋 李国辉 林洪文 姚作梁;图像世界任我行[N];计算机世界;2002年
5 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平:我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年
6 陈立娜;互联网上的图像搜索引擎[N];网络世界;2000年
7 李杰陈 晓勤 郑泽民 张云霞;中国电信“全球眼”力助汽车保险业务[N];人民邮电;2007年
8 《金周刊》记者 杨蔼新;世纪超星:抢占数字图书市场[N];中国经营报;2001年
9 田彩霞;世界经济不景气,微利图库却逢春[N];中国摄影报;2009年
10 电脑商报记者 冯华中;佳能:站在中国看未来[N];电脑商报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹梅;网络图像检索的用户信息行为研究[D];南京大学;2010年
2 许相莉;基于智能计算的图像检索算法研究[D];吉林大学;2011年
3 雷亮;互联网环境下图像检索若干问题研究[D];重庆大学;2011年
4 何宁;图像检索中跨模语义信息获取方法研究[D];武汉大学;2013年
5 陈永健;基于内容的大规模图像检索关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 陆文婷;图像检索中的特征表示模型和多信息源融合方式的研究[D];北京邮电大学;2012年
7 吴伟文;基于计算机视觉的目标图像检索相关技术的研究[D];华南理工大学;2012年
8 段曼妮;图像挖掘在图像检索中的应用[D];中国科学技术大学;2009年
9 徐望明;面向图像检索和分类任务的稀疏特征学习[D];武汉科技大学;2013年
10 刘为;基于内容图像检索关键技术的研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张彩华;基于颜色和纹理特征的图像检索[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 程涛;基于颜色和形状特征的图像检索[D];西北大学;2010年
3 黄会;基于半监督和集成学习的交互式图像检索算法研究[D];大连海事大学;2010年
4 张松林;基于纹理特征的图像检索方法研究[D];重庆大学;2010年
5 郑爱彬;基于相关聚合直方图的图像检索研究[D];南京师范大学;2003年
6 聂加娜;融合颜色和形状特征的图像检索方法[D];曲阜师范大学;2010年
7 张永权;图像检索中多特征组合和相关反馈技术研究[D];兰州理工大学;2010年
8 邓小飞;基于内容的实时图像检索系统[D];电子科技大学;2010年
9 冉令峰;基于图像检索的机动车安检机构监管系统关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 王冰梅;基于多特征融合的图像检索方法研究与实现[D];大庆石油学院;2010年
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