模糊語義距離在多媒體信息檢索中的應用

摘要：由于傳統的多媒體信息檢索方法，在進行多媒體信息檢索時無法對模糊語義多媒體信息特征距離的計算不精準，因此多媒體信息模糊相似度低，無法實現對多媒體信息的精準檢索。針對這一問題，根據模糊語義距離在多媒體信息檢索中的應用，提出基于模糊語義距離的多媒體信息檢索方法。首先，確定多媒體信息特征的模糊空問;計算模糊語義多媒體信息特征距離;根據多媒體信息的模糊相似度完成檢索。實驗結果表明：設計的檢索方法多媒體信息檢索模糊相似度最高可達0.873，實驗對照組最高僅為0.425，設計的檢索方法檢索能力更強，可以實現對多媒體信息的精準檢索。

關鍵詞：模糊語義距離;多媒體;信息檢索;特征距離

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）20-0195-02

多媒體信息在傳統信息的基礎上增加了Binary Large Ob-ject數據類型，主要用于對多媒體信息中的圖像數據、文本數據以及聲音數據等的表示[1]。模糊語義距離實際上指的就是模糊測度，通過具體數值來表示相似性之間的度量。模糊語義距離作為一種應用廣泛的度量方法，其最基本也是最主要的就是確定特征的模糊空間?？梢钥隙ǖ氖?，語義的模糊性并不會影響信息檢索的準確性。模糊語義距離在多媒體信息檢索中的應用也主要體現在通過模糊語義距離確定多媒體信息特征的模糊空間，可以通過判斷模糊空間中多媒體信息特征確定的大小程度，進而判斷多媒體信息特征的相似權值[2]。在多媒體信息實際檢索過程中，對多媒體信息的模糊查詢概念是不可避免的，在沒有完備檢索條件的前提下，檢索到最接近或者說最相似的多媒體信息檢索結果[3]。因此，本文根據模糊語義距離在多媒體信息檢索中的應用，提出基于模糊語義距離的多媒體信息檢索方法。

1基于模糊語義距離的多媒體信息檢索方法

1.1確定多媒體信息特征的模糊空間

假定在一個多媒體信息V中，包含個多媒體信息特征。在每一個多媒體信息特征中都可以通過進行測量，那么之間的連線就構成了多媒體信息特征的空間。再通過模糊語義距離中的模糊子集[ail，ai2，…，ain]對多媒體信息特征的空間進行模糊語義描述，可得到多媒體信息特征的模糊空間為[ai1×ai2×…×ain]。多媒體信息特征的模糊空間示意圖，如圖1所示。

在圖1中，A、B、C為映射多媒體信息特征的模糊空間的三條直線。通過圖1不難看出，多媒體信息特征的模糊空間的性能會隨著多媒體信息特征空間維數的增加而下降，大多用于對單一多媒體信息特征進行描述，綜合多媒體信息特征描述較少。

1.2計算模糊語義多媒體信息特征距離

在確定多媒體信息特征的模糊空間的基礎上，通過模糊語義距離衡量兩個多媒體信息特征模糊空間的模糊相似度[4]。模糊語義距離包括三種距離，分別為Hamming距離、Euclid距離以及Minkowski距離。本文針對Hamming距離對多媒體信息特征進行測距。設模糊語義多媒體信息特征Hamming距離為Sim（x，y），則Sim（x，y）的計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，n指的是多媒體信息特征矢量;i指的是多媒體信息特征個數，為實數;w指的是多媒體信息特征模糊空間的平滑系數;m指的是多媒體信息特征模糊空間的摩擦系數;k指的是多媒體信息特征權值系數;g指的是多媒體信息特征隸屬度函數;μ指的是多媒體信息特征維數;x指的是模糊語義多媒體信息特征Hamming距離橫坐標;y指的是模糊語義多媒體信息特征Hamming距離縱坐標。對公式（1）進行基于模糊語義距離的公式轉換，得到的模糊語義多媒體信息特征距離最終計算公式，如公式（2）所示。

公式（2）就是本文提出的基于模糊語義距離的多媒體信息檢索方法對模糊語義多媒體信息特征距離的計算表達式。根據模糊語義距離的三種屬性，可得模糊語義多媒體信息特征的具體距離信息，如表1所示。

結合表1信息，不同的模糊語義距離屬性對模糊語義多媒體信息特征距離會造成一些微小的影響。在利用公式（2）計算模糊語義多媒體信息特征距離時，多媒體信息特征檢索條件可能不是完整的，甚至有可能遇到連多媒體信息模糊描述的語義都不能提供。所以，必須將這些不能確定值的多媒體信息特征在棋糊語義距離的計算中刪除，確保模糊語義多媒體信息特征距離計算結果不受其干擾。

1.3檢索多媒體信息模糊相似度

在利用模糊語義距離檢索多媒體信息中，通過計算多媒體信息模糊相似度，檢索用戶感興趣的多媒體信息特征。設多媒體信息模糊相似度為c，則其計算公式，如公式（3）所示。

在公式（3）中，u指的是模糊語義多媒體信息特征相似權值。通過多媒體信息模糊相似度，檢索多媒體信息模糊相似度最高的多媒體信息。同時，每個多媒體信息模糊相似度的重要性依賴于多媒體信息特征的模糊空間中查詢特征矢量的位置，多媒體信息模糊相似度越大，對多媒體信息檢索的精度也就越高。

2實驗

2.1實驗準備

為構建實驗，本文在Windows計算機系統上采集了7584個多媒體信息樣本作為實驗對象。根據多媒體信息樣本的特征作為識別依據，確定多媒體信息特征的模糊空間。本次實驗選取的多媒體信息樣本具體參數，如表2所示。

結合表2信息，分別使用傳統檢索方法以及本文設計檢索方法進行實驗，設置傳統的檢索方法為實驗對照組。驗證硬件環境包括：處理器Inter（R） Core（TM） Duo CPU;支持8線雙絞線同軸電纜光纖專網、CPRS/DCMA無線公網、無線專網。實驗軟件為Multimedia Data系統，主要用于對多媒體信息檢索的仿真模擬。實驗主要內容為測試兩種檢索方法的多媒體信息檢索模糊相似度，從而評定檢索精準度更高的檢索方法。在此次的實驗中，共進行9次實驗。針對Multimedia Data仿真實驗軟件測得的多媒體信息模糊相似度，記錄實驗結果，進而判斷兩種檢索方法對于多媒體信息的檢索能力。

2.2實驗結果分析與結論

根據上述設計的實驗步驟，采集9組實驗數據，將兩種檢索方法下的多媒體信息模糊相似度進行對比，多媒體信息模糊相似度對比結果，如表3所示。

通過表3可得出如下的結論：本文設計的檢索方法多媒體信息檢索模糊相似度最高可達0.873，實驗對照組最高僅為0.425，設計的檢索方法檢索能力更強，可以實現對多媒體信息的精準檢索。通過實驗驗證結果證明，所沒計的檢索方法其各項功能均可以滿足設計總體要求，可以廣泛應用于多媒體信息檢索方面。

3結束語

綜上所述，模糊語義距離在多媒體信息檢索應用中的具體優勢已經顯現出來。多媒體信息檢索模糊相似度的高低是保證多媒體信息檢索精度的主要衡量標準，而針對多媒體信息檢索方法進行基于模糊語義距離的設計可以大幅度提高多媒體信息檢索精度?；谀：Z義距離的多媒體信息檢索方法不但能夠完成傳統多媒體信息檢索方法所不能完成的任務，還能以模糊語義距離為核心算法，為多媒體信息檢索領域的研究提供學術意義。本文唯一不足之處在于沒有對模糊語義距離在多媒體信息可視化檢索中的應用進行深入分析，相信這一點，也可以作為多媒體信息檢索領域日后的重點研究方向之一。

參考文獻：

[1]張靜，靳淇兆，王洪振，等.多尺度信息融合的遙感圖像語義分割模型[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2019，31（9）：1509-1517.

[2]楊建宇，周振旭，杜貞容，等.基于SegNet語義模型的高分辨率遙感影像農村建設用地提取[J].農業工程學報，2019，35（5）：251-258.

[3]何曉慶，唐李杏，張雅晴.基于知識轉移的翻轉課堂在信息檢索課教學中的應用——以四川大學圖書館為例[J].四川圖書館學報，2018，1（3）：012-015.

[4]朱衛東，蘭月華，蔡德清.面向科研創新的研究生信息檢索實習模式構建研究——以Web of Science檢索平臺在線分析為例[J].老區建設，2019，1（10）：075-078.

【通聯編輯：張薇】

收稿日期：2020-03-15

作者簡介：黨鵬飛（1984-），男，河南周口人，本科，中級工程師，研究方向：數據統計分析技術。