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《国防科学技术大学》 2011年
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基于贝叶斯网络的图像内容表述与分类

程环环  
【摘要】:图像分类和视频图像分析是当今学术和应用领域广为关注的热点内容,对简洁图像管理和检索,应对视觉信息膨胀具有十分重要的意义。但由于实际应用中的图像表现出不确定性和模糊性,使得图像表述和分类十分困难。为了减少这些不确定性和模糊性对图像表述的影响,利用多特征信息以及多种上下文信息成为当前图像和视频分析的潜在趋势。本文围绕图像内容表述、分类以及视频行为分析,深入研究了利用贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)挖掘图像内部空间上下文以及视频图像数据中的时空上下文,并将多特征和上下文信息融合到统一的概率框架中。 在图像的局部内容表述方面,主要研究了融合上下文信息的局部语义建模方法,并用于图像标注和分类中。(1)提出了利用语义上下文信息的贝叶斯网络局部语义模型(Contextual Bayesian Network for Semantic Objects, CBN_SO),区域语义标注误差明显地低于仅利用低层特征的方法。(2)提出了一种自动学习局部语义上下文的贝叶斯网络模型(Learned Bayesian Network, LBN),能够针对不同的局部语义对象,学习得到各自的空间关系节点集。(3)提出了一种基于LBN的高分辨遥感图像地物分类和检测方法,能够自适应的学习各种地物的空间上下文信息,实现智能和有效的分类。 在图像的场景语义建模方面,提出了一个新颖的场景上下文贝叶斯网络模型(Contextual Bayesian Network for Scenes, CBN_S)用于自然场景建模和分类。模型引入了图像的关键语义区域及其邻域作为上下文节点,通过关键语义区域及其邻域的空间关系简洁灵活地表示场景的空间配置,克服了以往方法中对场景结构利用不足或者难以建模的问题。同时,CBN_S模型将图像的局部语义特征和空间上下文信息通过贝叶斯网络融合到统一的概率框架下,能够较好的区分易混淆的自然场景图像。 在视频行为分析方面,针对实际场景中涉及多类目标的交互行为,论文主要研究了基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)的行为建模和识别。在定义分层次交互行为和基于场景事件的行为描述方法的基础上,提出了一种多观察值层次动态贝叶斯网络模型(Hierarchical Multi-obsevation Dynamic Bayesian Network, HMO-DBN)。模型将目标的空间关系作为隐节点,并考虑其在时间上的动态变化,是有效利用视频数据中存在的时空上下文信息进行交互行为建模的关键部分。 将研究的方法以及提出的模型用于自然场景、遥感图像分类,以及视频行为分析中,取得了预期的结果。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王晶;稀疏贝叶斯学习理论及应用研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 陈坤;基于MRMR的贝叶斯网络结构学习算法研究[D];苏州大学;2013年
3 李静;基于多特征的图像标注研究[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3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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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程泽凯;泰锋;;贝叶斯网络分类器结构学习:基于启发式的G2算法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
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5 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;Fault Pattern Recognition of Rolling Bearings Based on Wavelet Packet and Support Vector Machine[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 蒋少华;桂卫华;阳春华;唐朝晖;蒋朝辉;;基于主元分析与支持向量机的方法及其在密闭鼓风炉过程监控诊断中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Rapeseed Seeds Colour Recognition by Machine Vision[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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10 王海丰;李壮;任洪娥;赵鹏;;基于非下采样Contourlet变换和SVM的纹理图像分割算法[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 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 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
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4 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
5 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
6 孟宇龙;基于本体的多源异构安全数据聚合[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邬俊;基于交互式语义推理的图像检索算法研究[D];大连海事大学;2010年
8 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
9 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
10 柏坚;非线性数学地质模型研究及在滇东南金矿成矿预测中的应用[D];中国地质大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑伟;MDL算法用于时间梯度设计试验猪骨骼肌基因调控网络分析上的研究[D];华中农业大学;2010年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007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
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8 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
9 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
10 韩晓峰;高斯混合模型及在探测网络社区结构中的应用[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 岳博,焦李成;混合因子分析的重新抽样方法[J];电子学报;2002年12期
2 司冠南;任宇涵;许静;杨巨峰;;基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型[J];计算机研究与发展;2012年05期
3 张笃振;任世锦;;融合颜色特征与LBP的图像检索[J];计算机工程与应用;2009年25期
4 王妍宁;郭雷;方俊;;一种新的图像语义自动标注模型[J];计算机工程与应用;2011年07期
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6 张勤;;DUCG:一种新的动态不确定因果知识的表达和推理方法(Ⅰ):离散、静态、证据确定和有向无环图情况[J];计算机学报;2010年04期
7 韩延彬;尹建芹;李金屏;;基于图元旋转不变性和相位统计信息的LBP算法在纹理分类中的研究[J];计算机学报;2011年03期
8 余胜;曾接贤;谢莉;;基于多特征融合的图像检索算法[J];计算机工程;2012年24期
9 孙志军;薛磊;许阳明;王正;;深度学习研究综述[J];计算机应用研究;2012年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵玉凤;图像检索中自动标注技术的研究[D];北京交通大学;2009年
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7 曹卫东;基于改进贝叶斯网络结构学习的航班延误波及分析[D];天津大学;2009年
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10 邱兆文;面向用户的Web图像检索关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张树臣;融合颜色和形状特征的图像检索技术[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 梅建新;基于支持向量机的高分辨率遥感影像的目标检测研究[D];武汉大学;2004年
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3 王双成;面向智能数据处理的图形模式研究[D];吉林大学;2004年
4 张路;基于多元统计分析的遥感影像变化检测方法研究[D];武汉大学;2004年
5 陈久军;基于统计学习的图像语义挖掘研究[D];浙江大学;2006年
6 陈洋;扫描地形图和遥感图像中的目标识别[D];国防科学技术大学;2006年
7 陈海林;基于判别学习的图像目标分类研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 程亚娟;基于区域语义和低层特征的图像检索关键技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 刘海清;基于内容的商标图像检索[D];南京理工大学;2004年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田凤占,张宏伟,陆玉昌,石纯一;多模块贝叶斯网络中推理的简化[J];计算机研究与发展;2003年08期
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3 李伟生,王宝树;基于贝叶斯网络的态势评估[J];系统工程与电子技术;2003年04期
4 孔德华,王锁柱;贝叶斯网络在适应性E-Learning系统中的应用[J];山西师范大学学报(自然科学版);2005年02期
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7 闫志勇,李明,倪劲峰,周学海;贝叶斯网络在自适应教育超媒体中的应用[J];计算机工程与应用;2002年08期
8 程岳,王宝树,李伟生;贝叶斯网络在态势估计中的应用[J];计算机工程与应用;2002年23期
9 刘军;基于贝叶斯网络的Web访问模式挖掘模型系统[J];成都信息工程学院学报;2004年01期
10 王秀坤,张少中,杨南海;改进的EM算法及其在防洪决策中应用[J];大连理工大学学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄桂松;;一种基于贝叶斯网络的业务驱动认知网络实现方法[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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7 李立志;;基于贝叶斯网络的冠心病血瘀证辨证分析[A];2010中国医师协会中西医结合医师大会摘要集[C];2010年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 赵旭;元数据管理的五种成熟度[N];计算机世界;2006年
6 李长生;应用安全 大有可为[N];中国计算机报;2005年
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9 郭宇峰;BI仪表盘:让信息显示更直观[N];计算机世界;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张少中;基于贝叶斯网络的知识发现与决策应用研究[D];大连理工大学;2003年
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3 刘思远;信息融合和贝叶斯网络集成的故障诊断理论方法及实验研究[D];燕山大学;2010年
4 华斌;贝叶斯网络在水电机组状态检修中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
5 胡文斌;基于多Agent的分布式智能群决策支持系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2004年
6 程环环;基于贝叶斯网络的图像内容表述与分类[D];国防科学技术大学;2011年
7 洪净;中医辩证量化方法学研究[D];湖南中医学院;2002年
8 李启青;遥感数据处理的遗传优化及其组合算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
9 霍利民;基于贝叶斯网络的电力系统可靠性评估[D];华北电力大学(河北);2005年
10 刘辉;基因调控网络的建模与学习研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 应凤刚;无人作战飞机对地攻击态势威胁评估方法和算法研究[D];西北工业大学;2005年
2 杨晓东;基于贝叶斯网络的配电网可靠性评估[D];华北电力大学(河北);2004年
3 费致根;Bayes网络在故障诊断中的应用[D];郑州大学;2004年
4 肖文辉;基于本体的智能故障诊断的不确定性推理研究[D];湖南科技大学;2010年
5 陈新亿;基于KL距离的贝叶斯网络结构学习算法研究[D];云南大学;2010年
6 钱隆;贝叶斯网络在基于几何模型的建筑物检测中的应用研究[D];合肥工业大学;2003年
7 朱传霞;MMOG中玩家联盟策略的研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
8 张荧驿;基于T-S重要度和贝叶斯网络的多态液压系统可靠性分析[D];燕山大学;2011年
9 姚宏亮;贝叶斯网络结构学习及其多Agent系统模型研究[D];合肥工业大学;2003年
10 苏海锋;贝叶斯网络及其在发电系统可靠性评估中的应用[D];河北农业大学;2004年
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