一種基于內容的圖像檢索系統

焦華龍

CBIR是_項覆蓋計算機視覺、 色彩感知、圖像處理、圖像分類、統計聚類、心理學、人機交互及與特定應用相關的領域。 本文討論了我們開發的_個基于內容的圖像檢索 系統算法實現。

S 1功能描述

除關鍵字和分類檢索外， 系統還提供以下幾種基于內容的檢索。 實例自動檢索， 給 定_幅圖像， 找出圖像庫中與之相似的若干幅圖像， 其中相似的圖像數可以在系統自設。 相似性包括顏色、紋理和形狀三個方面的相似性， 可以在系統中設定它們的組合方式 （如 是否進行紋理判斷、是否進行若干個特征的混合等）及所采用的特征（可選特征有顏色 Hsv 直方圖、顏色位置分布直方圖、紋理共生矩陣等）， 系統自動提取這些設定的特征， 不需要 進行人工標記。 顏色查詢方式， 用戶可以自己設置_ 幅自己想象的圖像的顏色分布， 根據 用戶的設置找出在圖像庫中與之相似的圖像。 自設的圖像有9個小塊組成， 每_塊可以指 定_種顏色。 相關性反饋， 通過用戶設定的檢索方式進行初次檢索之后， 再根據檢索得到 的結果指定每_幅圖像與用戶想要得到的圖像的相關性程度反饋給系統， 系統根據這些信 息修正特征進行第二次檢索， 如此反復幾次直到獲得最佳結果。 紋理判斷， 對于_幅實例 圖像系統先進行是否為紋理圖案的判斷， 再提取特征進行匹配， 如果是紋理圖就需要提取紋 理特征， 并且以紋理為主要特征進行匹配， 非紋理圖就不提取紋理特征， 而主要采用其他 特征來匹配。 此外， 根據數據庫系統的安全性考慮， 將用戶分為管理員和操作員兩種， 管 理員具有所有的權限， 可以對數據庫添加、刪除等操作， 還可以設置用戶， 設置系統的工 作方式等。

S 2系統框架和實現

本系統由這些部分組成： 圖像數據庫管理模塊， 特征提取模塊， 檢索界面， 用戶管理 模塊， 顏色分布自定義模塊， 相關性反饋模塊， 如圖1所示。對圖像庫中的每? _幅圖像，圖像數據庫中有_條記錄與之對應﹔這條記錄存有圖像的URL地址以及該圖像對應的特征 數據在特征庫中的位置信息。對于存入數據庫中的圖像’假定它已經存在于某個URL位置’ 特征提取模塊先根據系統的設定計算每個需要存儲的特征’ 同時將這些特征數據存儲在特 征庫中’ 之后將圖像的有關URL地址、 文本描述以及特征數據在特征庫中的位置信息寫入 圖像數據庫﹔這就完成了圖像的存儲操作。 檢索界面接受用戶的界面設置和檢索的特征選 擇’ 與系統的其他部分交互完成檢索工作。 比如進行實例的相關性反射檢索’ 被檢索圖像 先送到特征提取模塊計算得到圖像特征數據’ 然后將得到的特征數據與圖像數據庫中每_? 條記錄K對應于圖像庫中的_幅圖像）的特征數據K從記錄的特征庫中的位置得到）按照 某個度量方法進行比較﹔之后按匹配由好到壞的順序排序’ 最后將比較匹配的結果圖像返 回給檢索界面’ 從而完成初次檢索過程。 用戶根據自己的主觀判斷在界面上對結果圖像進 行相關性程度的標識之后’ 再由系統將標識信息傳遞給相關性反懾模塊’ 由相關性反懾模 塊來調整各個特征在度量上的權重’ 從而得到新的檢索結果﹔如此下去’ 直到得到滿意的 結果為止。 可以使用的特征有顏色特征、 紋理特征、 形狀特征或者將它們組合使用。 用戶 管理模塊’ 可以添加、 刪除用戶和修改用戶的權限及密碼。 顏色用戶自定義模塊’ 可以編 輯_幅圖像的顏色組成。

由于將圖像庫與特征庫完全分離開’ 避免了管理大量圖像信息的問題。 系統的結構使增加新的圖像特征較為容易’ 操作界面友好。

所采用的開發工具是Visual C++和 Access。

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