數(shù)字圖像檢索技術(shù)進(jìn)展及其前景

樂(lè)曙光

（信陽(yáng)師范學(xué)院物理電子工程學(xué)院 河南 信陽(yáng) 464000）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上的各類資源日以豐富，尤其是直觀形象的多媒體信息備受人們的青睞，數(shù)字圖像的存在感越來(lái)越強(qiáng)。雖然它們包含大量的有用信息，卻以散亂地形式存在不同的角落。所以要想充分利用這些有用信息，就需要有一種可以快捷精準(zhǔn)的訪查圖像的技術(shù)，也就是所謂的圖像檢索技術(shù)。

1 圖像檢索技術(shù)的進(jìn)展

圖像檢索技術(shù)的進(jìn)展大體上經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段：基于文本的圖像檢索和基于內(nèi)容的圖像檢索。

1.1 基于文本的圖像檢索技術(shù)

20世紀(jì)70年代，數(shù)據(jù)庫(kù)專家開始在圖像文本標(biāo)注的基礎(chǔ)上對(duì)圖像進(jìn)行基于關(guān)鍵字的檢索。首先為圖像文件找到盡量確切的關(guān)鍵字。然后把這些關(guān)鍵字和圖像的存儲(chǔ)路徑相關(guān)聯(lián)，再用基于文本的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行圖像檢索。這個(gè)方法其實(shí)就是把圖像檢索變?yōu)榕c其對(duì)應(yīng)的文本檢索。

1.2 基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著大規(guī)模數(shù)字圖像庫(kù)的出現(xiàn)，基于圖像內(nèi)容的檢索技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，和以前的人工標(biāo)注方式不同的是，它可以收集圖像中的，顏色，形狀，紋理等特征，然后保存起來(lái)。搜索的時(shí)候，你僅需把記憶中的模糊樣子表示出來(lái)，就算不記得它叫什么，也同樣可以在圖像庫(kù)中找到想要的圖像。

2 圖像檢索技術(shù)進(jìn)展中的典型的圖像檢索引擎

在圖像檢索技術(shù)的進(jìn)展中主要有以下幾種圖像檢索引擎。

2.1 Amazing Pictures Machine 系統(tǒng)

Amazing Picture Machine是NCRTEC組織開發(fā)的真正人工建立的完全的關(guān)鍵詞式索引Amazing Picture Machine由人工負(fù)責(zé)選擇圖像豐富的站點(diǎn)，然后對(duì)每幅選定的圖像內(nèi)容進(jìn)行描述，給出關(guān)鍵詞。

2.2 QBIC系統(tǒng)

QBIC是IBM Almaden研究中心開發(fā)的基于內(nèi)容的圖像檢索系統(tǒng)，這是目前應(yīng)用最廣泛的圖像檢索系統(tǒng)[4]。QBIC提供了顏色屬性、形狀屬性兩種屬性的檢索功能，其檢索效率非常高。除基于內(nèi)容特性的檢索外，QBIC還提供輔以文本的查詢手段。

2.3 Webseek圖像檢索系統(tǒng)

Webseek是由哥倫比亞大學(xué)研制開發(fā)的面向WWW的文本和圖像的搜索引擎，它充分利用圖像與區(qū)域之間的空間關(guān)系，從壓縮域中提取視覺(jué)特征。WebSeek采用代理自動(dòng)搜索可視信息并對(duì)其進(jìn)行分類，目前已分類的圖像有66萬(wàn)多幅，形成了一個(gè)極富創(chuàng)新性的圖像目錄，主題分類是它的主要優(yōu)點(diǎn)。

2.4 Visual Retrieval Ware系統(tǒng)

Visual Ret rievalWare是由Excalbur提供的查詢系統(tǒng)之一，它是一個(gè)特別高級(jí)以及高效的檢索工具。Excalbur提供包括基于形狀、顏色、顏色結(jié)構(gòu)、紋理、亮度結(jié)構(gòu)和縱橫比在內(nèi)的幾種圖像屬性檢索方法。然而需要指出的是，當(dāng)主要用形狀屬性來(lái)檢索時(shí)，得到的結(jié)果有可能會(huì)毫無(wú)關(guān)聯(lián)。所以，要注意圖像的形狀相似性與該圖像中物體之關(guān)系這個(gè)相當(dāng)重要的一環(huán)。

3 圖像檢索技術(shù)的應(yīng)用前景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像檢索技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

3.1 圖像檢索技術(shù)在數(shù)字圖書館建設(shè)中的應(yīng)用前景

作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要載體，數(shù)字圖書館將成為未來(lái)社會(huì)的公共信息中心和樞紐，數(shù)字化將是未來(lái)圖書館的發(fā)展方向。它可以通過(guò)各種多媒體媒介終端，比如時(shí)下流行的各種智能手機(jī)，各種平板電腦瞬時(shí)發(fā)布和傳播大量文獻(xiàn)資源的相關(guān)信息，對(duì)大眾進(jìn)行“引導(dǎo)”或“導(dǎo)航”。進(jìn)而牽引著文化的交流以及觸動(dòng)其正向發(fā)展。

3.2 數(shù)字圖像檢索技術(shù)在生活中的應(yīng)用前景

未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)是多媒體數(shù)據(jù)的時(shí)代，圖像、視頻將很快取代文本成為互聯(lián)網(wǎng)上主要的信息。多媒體檢索將取代文本檢索，圖像檢索將悄然地走進(jìn)我們的生活。隨著數(shù)碼相機(jī)的普及和掃描儀進(jìn)人家庭，越來(lái)越多的家庭將家庭相冊(cè)存入了計(jì)算機(jī)，這樣有一個(gè)很大的好處就是方便檢索。它還可供醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)和研究使用的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)量以指數(shù)速度膨脹。隨著現(xiàn)代化醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展，電子病歷將成為不可缺少的組成部分，基于Internet的全球虛擬病歷系統(tǒng)已在開發(fā)中，等到此項(xiàng)目完成，到地球上任何地方旅行的人發(fā)病時(shí)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)出自己的病歷。

3.3 數(shù)字圖像檢索技術(shù)在其他特殊方面的應(yīng)用前景

比如眼下就有很多的圖像應(yīng)用系統(tǒng)，像表面檢測(cè)系統(tǒng)、印鈔檢測(cè)系統(tǒng)、電子組裝檢測(cè)系統(tǒng)、質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、智能視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)、印刷檢測(cè)系統(tǒng)、煙草制造檢測(cè)系統(tǒng)、包裝檢測(cè)系統(tǒng)、復(fù)雜工業(yè)對(duì)象視覺(jué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、汽車制造監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)車牌檢測(cè)系統(tǒng)、生物識(shí)別系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)醫(yī)療檢測(cè)系統(tǒng)、光學(xué)檢查系統(tǒng)等。以上所有這些應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，大多涉及不止一種數(shù)字圖像技術(shù)，難度很大，然而當(dāng)今社會(huì)全球化、信息化、智能化的趨勢(shì)也對(duì)數(shù)字圖像應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。所以這樣看來(lái)，數(shù)字圖像處理技術(shù)的明天也就有著更大的發(fā)展空間。

4 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，要想大幅度圖像檢索效率，我們應(yīng)在傳統(tǒng)的基于文本的圖像檢索技術(shù)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)進(jìn)行研究，尋求一種與人的感知更為符合的圖像特征描寫方法。這需要建立更為真實(shí)的人的感知模型，并利用該模型指導(dǎo)圖像內(nèi)容特征描寫的建立，然后建立更為有效的算法性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和內(nèi)容豐富的標(biāo)準(zhǔn)圖像測(cè)試，而且將底層特征與高級(jí)語(yǔ)義從某種程度上結(jié)合起來(lái)，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

［1］唐波，劉雨，孫茂印基于數(shù)據(jù)庫(kù)的視頻檢索實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù),2005,4(02)：60-64.

［2］詹東風(fēng).中國(guó)漆樹酶分離制備及反映功能研究[D].武漢：武漢大學(xué)，1998，3：83-87.

［3］張?jiān)票?張永生.基于圖像紋理特征的目標(biāo)快速檢索[J].高技術(shù)通訊,2004,8：12-17.

［4］BuchbergerB，Collins G E.ComputerAlgebra Symbolic and Algebraic Computation[M].New York ：Springer Versa，1998：61-72.