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《武汉大学》 2004年
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基于形式概念分析的图像数据挖掘研究

秦昆  
【摘要】:随着图像数据获取设备和获取手段的迅速发展,我们获取了海量的图像数据,如何充分地利用这些图像数据,从图像数据中挖掘出隐含的、潜在的规律性的知识,是目前迫切需要解决的问题。本文对图像(遥感图像)数据挖掘与知识发现这一新的概念的内涵和外延进行了系统地深入地分析和研究,将这一概念解释为“利用空间数据挖掘的理论和方法(空间聚类分析、空间关联规则分析、空间序列分析等)从图像库(或多幅图像、一幅图像的多个分块)中提取出规律性的潜在的有用的信息、图像数据关系、空间模式等,自动抽取出具有语义意义的信息(知识),从而为图像的智能化处理服务的过程”,强调这个概念是一个动态的概念,是一个过程,其目的是为图像的智能化处理服务,可以对人量的图像数据库进行挖掘,也可以只对一幅图像进行挖掘,它是在其它相关技术的基础上发展起来的,由于还处于初期阶段,与这些相关技术之间的区别有时候可能还不是很明显。本文认为图像数据挖掘是一个具有自己的独特的研究内容的、具有自己的理论和技术框架的一门新的理论和技术。本文对这一概念与其它相关概念之间的关系进行了分析和对比,对图像数据挖掘的研究内容和研究体系进行了界定。 本文对形式概念分析(概念格)理论进行了系统地深入地分析,形式概念分析理论也称作概念格理论,是用数学的形式化的方法对人从数据中产生概念的过程进行分析的有力工具,这与数据挖掘是从大量数据中产生知识的过程是一致的,冈此,形式概念分析理论非常适合于进行数据挖掘的研究。本文对基于形式概念分析理论的数据挖掘的原理和算法进行了研究,将关联规则、分类规则、聚类规则统一成“A(?)B”的形式,从而建立了集关联规则挖掘、分类规则挖掘和聚类规则挖掘为一体的统一的数据挖掘的框架。本文重点对关联规则挖掘的算法进行了深入的研究,并研究出两种集概念格的构建和Hasse图的绘制为一体的关联规则挖掘的快速算法。其中,第二种算法建立了辞典序索引树,并根据概念格节点的内涵基数实现分层存放,经过实验验证,证明这两种算法都优于经典的关联规则挖掘算法Apriori算法,并且第二种算法比第一种算法更加快速有效。 我们对现实世界的认识是在不同的层次、不同的粒度世界里进行的,对于图像数据挖掘来说也是如此,这就涉及到一个图像数据挖掘的粒度问题。本文通过对商空间理论的分析与研究,利用商空间理论提供的形式化语言来描述图像数据挖掘的不同的粒度世界,将商空间理论与形式概念分析理论相结合,对图像数据挖掘与知识发现的机理进行了研究,从理论上提出了一个概念驱动的图像数据挖掘与知识发现的理论框架,即通过商空间理论建立图像数据挖掘的形式化分析体系,在该形式化分析体系的指导下,利用基于形式概念分析理论的数据挖掘算法,从不同粒度的图像世界中提取出不同层次的概念,分析概念之间的包含与被包含关系,从而挖掘出图像数据中隐含的潜在有用的规律性的知识。 图像数据挖掘与知识发现是一个非常复杂的过程,当我们面对一堆纷繁复杂的图像数据时,可以利用商空间的分层递阶的处理方法,首先将这个复杂的问题进行分解,根据区域、层次、图 像内容等将图像数据挖掘划分成各个子问题,从不同的粒度分别进行图像数据挖掘,然后再将这 些不同粒度的图像数据挖掘的结果进行集成。根据图像数据的位置,可以将图像数据划分为不同 的区域,对这些不同的区域的图像数据分别进行挖掘;根据图像数据的层次,将图像数据挖掘划 分为像素层次的微观粒度的挖掘、像素集团层次的中观粒度的挖掘、对象层次的宏观粒度的挖掘 以及基于对像及其相关的领域信息的宏观粒度的挖掘。根据图像的内容,可以分别进行光谱(颜色) 特征知识挖掘、纹理特征知识挖掘、形状特征知识挖掘、空间关系特征知识挖掘等。在进行图像 数据挖掘的过程中,以提取各个层次的概念以及概念之间的关系为主要目的,从而挖掘出相关的 关联知识。这样,将商空间理论与形式概念分析理论相结合,建立概念驱动的基于商空间理论和 概念格理论的统一的图像数据挖掘的框架。本文重点对光谱(颜色)特征知识挖掘、纹理特征知识 挖掘、空间关系特征知识挖掘等进行了实验研究,从图像数据中挖掘出了大量的光谱特征知识、 纹理特征知识以及空间分布规律知识等。本文选取了大量的航空纹理样本图像,进行了基于纹理 特征知识的纹理图像分类的实验,并且与基于灰度共生矩阵、基于马尔柯夫随机场的纹理分类方 法进行了对比实验,实验结果证明本文所研究的集于图像数据挖掘的纹理分类方法的分类精度比 另外两种纹理分类方法的分类精度更高。 利用图像数据挖掘的方法可以从图像数据中挖掘出大量的图像知识,本文对图像知识的存储 与管理以及基于知识的应用等问题进行了研究。本文提出了利用关系数据库以及文本文件的方式 实现图像知识的统一存储和管理的方法,建立了一个图像知识库系统,实现了图像知识的有效存 储和添加、删除、查询等功能。图像数据挖掘的主要目的之一就是为图像的智能化处理服务,针 对图像的智能化处理的目的,本文对图像数据挖掘的应用:基于知识的图像分类?
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王西锋;张晓孪;;形式概念分析在基于事例推理中的应用[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2006年04期
2 秦昆;王新洲;张鹏林;傅晓强;;图像数据挖掘软件原型系统的设计与开发[J];测绘信息与工程;2005年06期
3 秦昆;李振宇;杜鹢;;基于概念分析的空间数据挖掘研究进展[J];地球信息科学学报;2009年01期
4 张文元;秦昆;张成才;杨丽娜;马茹菲;;基于知识的遥感图像地物提取方法研究[J];地理空间信息;2007年01期
5 贾泽露;刘耀林;;可视化空间数据挖掘研究综述[J];地理空间信息;2009年06期
6 周涛;张艳宁;袁和金;陆惠玲;;降序加权join半概念格快速挖掘算法[J];计算机工程与应用;2006年29期
7 王贤敏;牛瑞卿;;三峡库区岩性植被关联规则挖掘[J];计算机工程与应用;2008年31期
8 王贤敏;牛瑞卿;;三峡库区岩性空间分布规律挖掘[J];计算机科学;2009年06期
9 吴涛;秦昆;;图像纹理特征数据挖掘的理论与方法探讨[J];计算机时代;2006年08期
10 杜琳;陈云亮;朱静;;图像数据挖掘研究综述[J];计算机应用与软件;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 贾泽露;刘耀林;;可视化空间数据挖掘研究综述[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邓文胜;城镇群体空间结构演化的信息机制[D];武汉大学;2005年
2 金胜男;基于多层关联规则的概念分层知识库中知识发现的研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史建军;基因表达数据的频繁闭合项集挖掘算法研究[D];桂林电子科技大学;2010年
2 刘楠;基于光谱空间数据场模型的遥感影像边缘提取[D];武汉大学;2005年
3 王峰;数据挖掘技术在交通管理中的应用[D];河海大学;2006年
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5 刘永彬;关联规则分析及其在空间数据挖掘中的应用研究[D];广西大学;2007年
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7 田广昊;基于关联规则的图像挖掘技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 龚雪;基于形式概念分析的本体学习方法研究[D];吉林大学;2009年
9 王上原;基于ARCGIS Engine的10KV配电网管理系统的设计与实现[D];大庆石油学院;2009年
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【参考文献】
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10 李一凡,赵丽宁,赵德鹏;面向无级比例尺的空间数据仓库索引技术研究[J];大连海事大学学报;2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张世海,刘晓燕,欧进萍;高层结构智能选型知识发现及方法比较[J];四川建筑科学研究;2005年05期
2 苏红兵;;云南居住建筑的节能评价研究[J];四川建筑科学研究;2011年01期
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8 赵鹏,倪志伟,贾瑞玉;基于数据挖掘技术的范例库维护[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
9 阚涛,程家兴,钱付兰,余澄丹;时间规划中D_时刻表的改进算法及应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年05期
10 赵鹏;倪志伟;;地理信息系统中SDM和CBR的应用研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段震;赵姝;;基于商空间理论的车牌定位[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 章曙光;;基于CBR的电力负荷预测系统的研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 刘献华;赵珂;贾俊歌;刘珊珊;;浅谈批量数字制图中的分版套合及误差校正[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 刘献华;孙学梅;许国丽;;西藏自治区国土资源遥感综合调查中地理底图的编制[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
5 杨志红;李超;李向阳;;GIS在水利方面的应用[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 郑婷婷;毛军军;吴涛;宋杰;;多重分形和商空间理论在蛋白质结构类分析中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 张铃;张燕平;方宏彬;张沆;;不可约迭代函数系统的商空间理论[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 毛军军;张铃;郑婷婷;吴涛;;基于商空间理论的商分形模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 王红霞;田国会;李晓磊;卜范骞;;基于地标信息融合的家庭环境机器人组合导航[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 曹爱增;陈月婷;魏军;李金屏;;一种基于EDAs和聚类分析的杂合进化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王杰;基于人工智能的乒乓球比赛技战术诊断与评估研究[D];上海体育学院;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 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
4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
7 牟向伟;模糊语义个性化推荐系统在电子政务中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
8 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
9 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
10 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王飞;基于MAPGIS的开采沉陷预计分析系统[D];河南理工大学;2010年
2 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
3 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 林营;基于小波变换的刑事图像处理研究[D];山东科技大学;2010年
6 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
7 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
8 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
10 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[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 王永梅;胡学钢;;决策树中ID3算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年03期
2 徐铭杰,赵永江;空间数据挖掘研究[J];安阳师范学院学报;2002年02期
3 童立靖;张艳;舒巍;占国亮;钱垚;;几种文本图像二值化方法的对比分析[J];北方工业大学学报;2011年01期
4 陈彦光,周一星;豫北地区城镇体系空间结构的多分形研究[J];北京大学学报(自然科学版);2001年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吕蓬;王建明;;基于ArcSDE和Geodatabase的空间模型数据库设计研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢志鹏;基于概念格模型的知识发现研究[D];合肥工业大学;2001年
2 高飞;关联规则挖掘算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 马超飞;基于关联规则的遥感数据挖掘与应用[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
4 徐振宁;基于本体的Web数据语义信息的表示与处理方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 徐铭杰;遥感图像数据挖掘体系与实现技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
6 余辉;医学知识获取与发现的研究[D];天津大学;2003年
7 刘志刚;支撑向量机在光谱遥感影像分类中的若干问题研究[D];武汉大学;2004年
8 周雪忠;文本挖掘在中医药中的若干应用研究[D];浙江大学;2004年
9 王占全;基于地理信息系统空间数据挖掘若干关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
10 齐红;基于形式概念分析的知识发现方法研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈法仲;CBTC系统线路数据自动生成研究[D];北京交通大学;2010年
2 鲜艳明;多特征结合与支持向量机集成在图像分类中的应用[D];西安科技大学;2011年
3 洪亮亮;基于遗传算法和粗糙集的聚类算法研究[D];长沙理工大学;2011年
4 张卿;基于分布式概念格模型的数据挖掘研究[D];合肥工业大学;2002年
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6 纪波林;水文时间序列基本算法组件及其柔性集成[D];河海大学;2004年
7 赵群礼;关联规则数据挖掘方法的研究和实现[D];西安科技大学;2005年
8 顿毅杰;事务间关联规则的有效挖掘[D];兰州理工大学;2005年
9 马骏;概念格及其可视化研究[D];河南大学;2005年
10 涂建东;尺度维条件下空间数据的可视化聚类挖掘研究与应用[D];福州大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 国巧真;蒋卫国;易文斌;;不同地形条件下的村镇形态特征识别方法研究[J];安徽农业科学;2009年28期
2 秦怀斌;郭理;梁斌;戴建国;;基于MDA的兵团空间信息系统模型研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2010年03期
3 毕硕本;闾国年;陈济民;;史前连续文化聚落的决策树分类挖掘研究——以郑州-洛阳地区为例[J];测绘科学;2008年02期
4 陈科;张保明;王宇灵;谢明霞;;基于统计分析的数据挖掘中数据处理综述[J];测绘科学;2008年S1期
5 陈科;张保明;王宇灵;谢明霞;;基于统计分析的数据挖掘中数据处理综述[J];测绘科学;2008年S3期
6 毕硕本;耿焕同;闾国年;;国内空间数据挖掘研究进展与技术体系探讨[J];地理信息世界;2008年01期
7 张继贤;唐新明;翟亮;;关于我国信息化测绘技术体系建设的思考[J];测绘通报;2008年05期
8 毕硕本;闾国年;陈济民;;郑州—洛阳地区史前连续文化聚落的K-means聚类挖掘研究[J];地理与地理信息科学;2007年05期
9 王新洲;;论《空间数据处理》课程建设[J];地理空间信息;2006年03期
10 张文元;秦昆;张成才;杨丽娜;马茹菲;;基于知识的遥感图像地物提取方法研究[J];地理空间信息;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 贾泽露;刘耀林;;可视化空间数据挖掘研究综述[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 张继贤;唐新明;翟亮;;关于我国信息化测绘技术体系建设的思考[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 高伟;基于特征知识库的遥感信息提取技术研究[D];中国地质大学;2010年
9 李广水;基于服务的森林资源调查数据挖掘系统的研究[D];南京林业大学;2010年
10 席景科;时空孤立点检测算法研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓光;数据挖掘技术在高校招生和教务管理中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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4 吴书君,王凤娇,邵楠;多普勒径向速度资料的定性分析识别技巧[J];山东气象;2001年02期
5 付普;;让你的字体和图像燃烧起来[J];程序员;1999年03期
6 刘筱霞;转换图像模式以适于输出[J];印刷世界;2003年06期
7 Vinci;;非常特别的ISF Day&Night模式 JVC DLA-HD950-BC不完全校机心得[J];家庭影院技术;2010年01期
8 王琳;手机拍摄小技巧[J];家庭电子;2003年10期
9 简洁;;实例剖析Photoshop通道[J];电脑知识与技术(学术交流);2006年11期
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中国重要会议论文全文数据库 前5条
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2 张雅丽;马士超;张韬;;数字3D立体电影技术之深度分析[A];2011中国电影电视技术学会影视技术文集[C];2011年
3 王锦生;王丰林;;“四灵”与汉代“风水”观念[A];中国汉画学会第十三届年会论文集[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 达卿;精挑细选DVD[N];中国电子报;2001年
7 刘晖;Pentax Optio S数码相机该有多小[N];计算机世界;2003年
8 um;惊艳!极光特丽珑![N];中国计算机报;2002年
9 美格执行副总裁 俞翠薇;显示器市场洗牌 技术与渠道最关键[N];通信信息报;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 谢宏威;印刷电路板焊点智能检测算法的研究[D];华南理工大学;2011年
9 庄家俊;面向汽车辅助驾驶的远红外行人检测关键技术研究[D];华南理工大学;2013年
10 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈楠;平面设计元素之图像语言生成研究[D];东北师范大学;2012年
2 马玲玲;植物生长因子的远程图像监测[D];南京林业大学;2013年
3 黄芳;数字化乳腺X线图像阅片系统设计与实现[D];东北大学;2012年
4 林杨;基于混合图的图像结构描述与匹配[D];福建师范大学;2010年
5 刘晓慧;图像检索在焊工车间安全生产应用中的研究[D];华东理工大学;2014年
6 娄铮铮;sIB算法在图像无监督分类中的应用研究[D];郑州大学;2010年
7 刘俊;“大跃进”时期《人民日报》新闻图像研究[D];湖南师范大学;2014年
8 彭承焘;钢板表面涂油质量的检测[D];武汉科技大学;2010年
9 杨高飞;对从TCP/IP数据包中自动还原图像的研究[D];内蒙古大学;2011年
10 徐文君;中国当代艺术的图像挪用手法研究[D];华中师范大学;2014年
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