基于色彩對恐怖組織圖像進行情感分類

劉俊奇

摘 要：數字圖像技術在國民經濟各個領域都得到了廣泛應用。由此而產生了一門新的學科-圖像情感語義分析技術。本文將以恐怖組織相關圖片為研究對象，通過回歸分析方法確定了恐怖組織相關圖像中色彩與他們對人類情感影響之間的關系，利用了應用較為廣泛的HSV模型獲得我們實驗所需的數學計算模型，最后選取其他實驗對象來驗證假設模型在處理恐怖組織相關圖像情感類別的準確性，這將有利于及時處理掉那些在網絡上具有煽動性的圖片。

關鍵詞：圖像情感恐怖組織相關圖片；色彩因素；準確性

1 研究目的和意義

自從圖像技術這門學科的產生，由此而生的圖像處理，圖像制作等技術在日新月異地不斷發(fā)展。圖像情感作為新生事物，不僅僅將圖像所要表達的情感加深，而且使得圖像與我們人類情感之間的聯系變得更加清晰。在之前的研究中已經顯示出，不同的圖像會激起人類情感的不同。而且現在的圖像處理及應用大多數都沒有考慮到情感對其的影響。有效的將人類對圖像的情感用數學模型的方式進行表述，是情感計算領域一個嶄新且具有一定難度的課題。

恐怖組織近些年，發(fā)展區(qū)域在擴大，人員也在逐年的增加。所以如何控制恐怖組織煽動民眾成為了當今防恐的主要工作之一。其中，從色彩的角度分析恐怖組織圖像對群眾的情感影響是本文所要研究的重要內容。

2 圖像情感語義說明

我們生活在一個多彩的世界，無論是我們腦海中的畫面還，是我們用相機記錄我們生活點滴的照片。這些圖像中都蘊含著情感信息，如何能通過建立模型來模擬人在觀察圖像后引起的自身情感感覺，實現相應的情感圖像檢索，成為了現今比較前沿且具有挑戰(zhàn)性的前沿課題。圖像情感的分類將會增強語義圖像檢索的正確率，已經成為了圖像檢索的關鍵性技術。我國在這方面起步較晚，相關研究主要集中在風景圖片，服裝設計以及人臉識別等方向，這些研究在一定程度上為各行各業(yè)提供了參考的價值[1]。

3 基于色彩的圖像情感分類與流程

通過對恐怖組織圖像做一些了解，我們發(fā)現恐怖組織所發(fā)表的圖片或者圖像，大致可以被分為2大類，也就是我們常聽到的“煽動性”圖片和“報復性”圖片。我們將基于這兩種恐怖組織所發(fā)表圖片對群眾的情感影響，來探究一下恐怖組織相關圖像的色彩與情感之間的映射關系[2]。分類流程：在互聯網中收集若干恐怖組織相關圖像—通過網絡調研的方式，提取出圖像對應的相應情感—通過Matlab軟件對圖像的三要素進行提取—通過對現有HSV模型的研究，將三要素進行量化—通過網絡調研的方式，提取出圖像對應的相應情感—建立本實驗的得分模型，并得出該模型的準確性。

3.1 圖片的情感體驗的收集

本文從互聯網上收集了100張關于恐怖組織的圖片（或圖像截圖），這些圖像中不含有形狀怪異，突兀的對象，同是也盡量排除了圖片中所包含特寫對象的影響，以使得我們所要研究的色彩特征的效果更加明顯。本文將100張圖片均為2組，每組又隨機將圖片均分為5個小組，這樣每個小組的圖片有10張。這些圖片將以問卷調查的方式來進行，請參與者按照圖片中的2大分類進行圖片的情感匹配，直至完成100張圖片的情感匹配過程。經過1周左右的網上調查，總共有120人參加了此次調查。

3.2 圖片色彩特征的提取

由于情感具有主觀性，一般情況下，在給定某個風景圖片時，不同的人，不同的時間或者是在不同的場合，對于圖片的情感的理解都不會是相同的，甚至會是相反的[3]。而本實驗中恐怖組織相關圖像的分類是基于大多數人所接受的，是滿足實驗要求的，所以可以用來進行下面的實驗。

我們將收集的100張恐怖組織相關圖片中的一組的色彩特征通過Matlab軟件進行提取，并繪制了色彩特征曲線圖。我們通過Matlab對恐怖組織圖像進行的HSV分量提取。

4 色彩3個因素對圖片情感的影響比重

色彩進行了進一步的量化，但是僅僅從色彩因素的對比中，無法準確判斷出色彩3個因素對圖片情感的影響程度[4]。所以本文將通過spess軟件對色彩的3個重要因素對圖片情感的影響做一個比重分析。

首先要做的是對通過MAtlab獲取的數據進行標準化。

標準化公式為：Zi=（xi-x）/si

其中x為第i個指標值的均值，Zi為第i個指標值的標準差。

通過spess軟件對3個因素做累計貢獻度分析，得到3個因素的累計貢獻度幾乎可以達到81%，說明了3個因素對圖像情感有著很充分的解釋。

通過計算累計貢獻度，我們可以算出色調的貢獻度為20.46%，飽和度的貢獻度為27.13%，亮度的貢獻度為33.05%。如果我們只單純考慮這3個色彩因素，忽略圖片中的形狀等對圖片情感的影響，那么三者中，色調所占的比重為H′=0.254；飽和度所占比例為S′=0.34亮度所占比重為V′=0.41。

5 該實驗模型的最終建立

我們對色彩的3個要素進行了進一步的細化，取值均在{1，1}之間[5]。我們已經通過spess軟件算出色彩三要素對于恐怖組織相關圖像對群眾感情的影響比重。那么我們將建立起我們本實驗所要的模型：A=H1*H′+S1*S′+V1*V′（其中A是本實驗的恐怖組織相關圖像對于群眾情感影響的得分）。

我們可以將實驗中恐怖組織相關圖像的所表達的情感特征的得分劃分為2個區(qū)間，如下表所示：

為了簡單驗證我們實驗模型的準確性，我們從實驗中的27張具有報復性的圖像中隨機選取一張圖像，通過Matlab軟件我們已經清晰的知道了該報復性的圖像H1=1；S1=0；V1=1，帶入本實驗的模型可以得出該報復性照的情感得分A=1*0.25+0*0.3+1*0.417=0.25+0.42=0.67，從情感定義區(qū)間中我們可以知道該照片的確是屬于恐怖組織圖像中的報復性圖像。

參考文獻：

[1]馬謀超.心理學中的模糊集分析.貴州科技出版社，1993.

[2]汪田明.淺析色彩的情感語言.株洲工學院學報，2000，15（2），18-19.

[3]王上飛.基于多種主色調的圖像獲取算法研究與實現.計算機研究與發(fā)展，1999.

[4][美]斯托曼KT，張燕云譯.情緒心理學.遼寧人民出版社，1987.

[5]王偉凝，余英林.圖像的情感語義研究進展.電路與系統(tǒng)學報，2003.