内容的图像检索

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技术市场
1.引言
基于内容特征的图像检索(Content-Based Image Re-trieval,CBIR)不同于传统的检索手段,直接以图像自身的属性,如颜色、纹理、形状等反映图像内容并与图像存储在一起的各种量化特征作为检索参数,使用的是基于相似性度量的示例查询(Query By Example)方法,具有传统的文本检索技术无法比拟的优越性。

目前,基于内容的图像检索技术已成为检索技术研究的热点。

2.基于内容的图像检索技术
CBIR采用视觉特征描述方法,比较通用、有效的对图像的检索是基于图像的颜色、纹理、形状以及图像中子图像等特征,主要包括:①纹理检索,检索具有相似纹理的图像。

②颜色检索,检索与用户指定颜色相似的图像。

③形状检索,用户选择形状或勾勒草图,利用形状特征或匹配主要边界进行检索。

2.1基于纹理检索
纹理是指某种基本结构元素在图中有规律的表现,这种基本的结构元素在大小、灰度和空间关系上自然呈现周期性或者随机性;在视觉上表现为粒度、取向及重复性。

为了定量地描述纹理,需要研究纹理本身可能具有的特征。

多年来,人们建立了许多纹理分析方法。

根据纹理的不同表现,处理的方法可以分为四类:基于结构的方法、统计的方法、频谱分析的方法和模型匹配方法。

然而,由于纹理的复杂表现,基于纹理进行检索所需要的纹理分割是困难的事,另外还缺少稳健的纹理模型以及直观性。

2.2基于颜色检索
色彩是图像的重要特征之一,具有对图像旋转、平移、尺度变化、甚至各种形变都不敏感的特点,是基于内容的图像索引中应用最广泛的特征。

颜色特征一般采用Swain和Ballard 所提出的颜色直方图来描述。

2.3基于形状检索
和颜色、纹理相比,形状特征显得更为直观,而且便于交互描述。

一幅图像中物体的形状,代表着高层信息。

通过边沿检测、细化和收缩等算法可以提取出物体的轮廓,轮廓仍旧保留了物体的主要信息。

基于形状检索基本上是从形状的轮廓特征和形状的区域特征来建立图像的索引。

轮廓特征只用到物体的外边界,而区域特征则关系到整个形状区域。

用户采用该特征进行检索,可通过勾勒图像的形状或轮廓,从图像库中检索出形状相似的图像。

目前常用的形状描述方法主要有简单标量技术、边界方向直方图法、区域矩法。

除此之外,还有弦分布法、线求和法、中轴变换法、链码技术等。

然而,基于形状检索存在的问题:缺乏比较完善的数学模型;目标物体发生变形时检索结果不可靠;全面的描述目标形状对计算和存储有较大的要求。

3.未来发展趋势
近年来,基于内容的图像检索技术有了很大的发展,目前的研究主要集中在四个方面:
(1)综合特征的检索,目前所用的检索技术主要是采用纹理、颜色和形状中的一种,而如果将这三种特征综合起来,并给每一种方法赋予一定的权值,再根据反馈信息不断调整能达到最佳的效果。

(2)图像的智能检索,现今的很多图像检索技术技术还有待突破,但这并不妨碍我们借鉴这些领域的理论,如数据挖掘、神经网络、智能搜索以及蚁群算法、人工免疫等优化方法。

(3)反馈技术,图像检索的效果很大程度上需要由用户来评价,因此,用户的反馈信息在检索计算中不可忽视,它可以提高检索的效率和效果.当前的很多检索算法也用到反馈技术,但大部分算法都是将其作为辅助手段,这样,反馈技术就不能很好地优化检索算法.怎样设计用户的反馈方式和充分利用反馈信息是一个值得关注的课题.
4.结束语
基于内容的图像检索已经深入应用到社会和生活的许多方面。

目前,CBIR的主要应用领域包括[7]:电子会议、远程教学、艺术收藏、博物馆管理和电子图书馆、建筑工程设计、遥感和地球资源管理、地球信息系统、科学数据库管理、天气预报、商业零售、织物时装设计、商标和版权数据库管理、公共安全和犯罪调查、图像档案和通讯系统、远程医疗、智能群体决策、防汛指挥。

本文阐述了CBIR的基本原理和方法,并对其未来的发展做了概括的介绍,CIBR是一种综合的集成技术,其研究涉及认知科学、人工智能、模式识别、图像处理、信息检索等多个领域。

该技术具有很好的应用前景,但现在还存在着很多普遍性的问题亟待解决。

参考文献
[1]范自柱.基于内容的图像检索技术综述.华东交通大学学报,2005,Vol22No.5
[2]韦娜.基于纹理特征的图像检索技术研究与实现[D].西北大学硕士学位论文,2003.
[3]黄祥林,沈兰荪.基于内容的图像检索技术研究[J].电子学报,2002,30(7):1066-1071.
[4]冯国光,齐影虹,肖扬波.基于内容的图像检索技术综述[J].科技广场,2007,(03):233-236.
[5]田卉,覃团发,梁琳.综合颜色、纹理、形状和相关反馈的图像检索[J].计算机应用研究,2007,(11):292-294,314.
浅析基于内容的图像检索
左渭斌
(渭南师范学院网络中心陕西渭南714000)
摘要:在海量图像数据库中检索出需要的图像是目前一个相当重要而又富有挑战性的研究课题,因而,基于内容的图像检索技术(CBIR:Content-Based Image Retrieval)成为一个研究热点。

本文分析和比较了CBIR中的主要方法如基于颜色、纹理、形状的图像检索技术,同时指出了CBIR研究中存在的问题,以及未来的发展趋势和研究方向。

关键词:CBIR纹理颜色形状
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