專利名稱：數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像檢索裝置中的檢索方法，特別是一種適用于數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字圖像在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)字圖像積累得越來越多。為了減輕用戶的負(fù)擔(dān)，幫助用戶快速、準(zhǔn)確地從數(shù)字圖像庫中尋找其希望獲得的圖像，就需要有效的圖像檢索技術(shù)。在進(jìn)行圖像檢索時，用戶通常向檢索裝置提交查詢圖像，然后檢索系統(tǒng)將圖像庫中與查詢圖像相似的圖像查找出來提交給用戶。為了考察圖像與用戶提交的查詢圖像之間的相似程度，就需要使用相似度度量機(jī)制或方法。目前存在的圖像相似度度量方法沒有考慮用戶主觀關(guān)注的圖像內(nèi)容，不利于有效地檢索獲得用戶主觀上覺得相似的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是針對目前的數(shù)字圖像相似度度量方法忽視了用戶信息的問題，提供了一種主觀相似度度量方法。
2、技術(shù)方案為實現(xiàn)本發(fā)明所述目的，本發(fā)明提供一種適用于數(shù)字圖像檢索的主觀相似度度量方法，包括以下步驟(1)數(shù)字圖像檢索裝置從數(shù)字圖像存儲設(shè)備中獲取數(shù)字圖像，并接受用戶的查詢圖像，包括相關(guān)圖像和不相關(guān)圖像；(2)生成圖像的特征表示；(3)計算獲得以相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(4)計算獲得以不相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(5)結(jié)合兩種視角下圖像的主觀相似度，生成圖像最終的主觀相似度度量；(6)結(jié)束。下面將結(jié)合附圖對最佳
3、有益效果本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是通過在度量相似度時強(qiáng)調(diào)用戶關(guān)注的內(nèi)容，更有效地度量用戶感覺的圖像相似程度，從而提高數(shù)字圖像檢索裝置的性能。
四

圖1是數(shù)字圖像檢索裝置工作流程圖。
圖2是本發(fā)明的主觀相似度度量方法的流程圖。
圖3是計算以相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度的流程圖。
圖4是計算以不相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度的流程圖。
五具體實施例方式
如圖1所示，數(shù)字圖像檢索裝置從數(shù)字圖像存儲設(shè)備獲取數(shù)字圖像，假設(shè)數(shù)字圖像存儲設(shè)備中存儲了M幅圖像，裝置同時接受用戶選擇或提交的查詢圖像，假設(shè)其中包含了P(P是一個正整數(shù))幅相關(guān)圖像(圖像中存在用戶感興趣的內(nèi)容)和N(N是一個非負(fù)整數(shù))幅不相關(guān)圖像(圖像中不存在用戶感興趣的內(nèi)容)。然后生成圖像的特征表示?？梢允褂脭?shù)字圖像處理教科書中的經(jīng)典方法生成適用的圖像特征，例如顏色、紋理、形狀等特征，這樣，每幅圖像由一個特征向量表示?；趫D像特征，度量圖像的主觀相似度，如圖2所示。最后依據(jù)圖像的主觀相似度檢索圖像并將結(jié)果返回給用戶。如果用戶不滿意，可以選擇更多的圖像反饋給檢索裝置，進(jìn)一步檢索圖像。
本發(fā)明的主觀相似度度量機(jī)制如圖2所示。步驟10是初始動作。步驟11將存儲圖像計數(shù)參數(shù)i置為1，步驟12判斷i是否不大于M，是則執(zhí)行步驟13，否則轉(zhuǎn)步驟18。步驟13取得圖像存儲設(shè)備中的第i幅圖像對應(yīng)的特征表示。步驟14和16分別計算以查詢中的相關(guān)和不相關(guān)圖像作為主觀視角時，第i幅圖像的主觀相似度。這兩個步驟將在后面的部分結(jié)合圖3和圖4分別進(jìn)行具體介紹。步驟18對兩個主觀相似度分別規(guī)范化，這里可以使用數(shù)據(jù)挖掘教科書中的規(guī)范化技術(shù)，例如min-max規(guī)范化、z-score規(guī)范化等，使得兩個主觀相似度的貢獻(xiàn)相等，然后以求和的方式結(jié)合起來，作為第i幅圖像的主觀相似度。步驟19將存儲圖像計數(shù)參數(shù)i加1，然后轉(zhuǎn)到步驟12。步驟20是圖2的結(jié)束狀態(tài)。實際上，圖2中的步驟分別計算了圖像存儲設(shè)備中每一幅圖像的主觀相似度。
圖3詳細(xì)說明了圖2中的步驟14，其作用是以用戶提交的查詢中的相關(guān)圖像作為主觀視角，計算圖像存儲設(shè)備中的第i幅圖像與用戶查詢間的主觀相似度。步驟141將視角圖像計數(shù)參數(shù)u置為1，步驟142判斷u是否不大于p，是則執(zhí)行步驟143，否則轉(zhuǎn)至步驟149。步驟143將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j置為1，步驟144判斷j是否不大于N，是則執(zhí)行步驟145，否則轉(zhuǎn)至步驟147。步驟145計算以第u幅相關(guān)圖像作為視角，第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的主觀相似度。
以一幅相關(guān)圖像作為主觀視角，任意兩幅圖像間的主觀相似度計算方式如下
Sim(xm,xn|zk+)=Sim(xm,xn)·Sim(xm,xn,zk+)---(1)]]>其中Sim(a,b,c)=Sim(a,b)+Sim(a,c)2---(2)]]>式1中Xm，Xn為兩幅圖像的特征表示；Zk+為用作主觀視角的相關(guān)圖像的特征表示；Sim(·)為某種基相似度度量，可以使用任意的相似度度量機(jī)制作為這里的基相似度度量，例如可以使用常用的基于歐氏距離的相似度度量；Sim(Xm，Xn，Zk+)度量了圖像Xm，Xn同時與相關(guān)圖像Zk+相似的程度，利用式2進(jìn)行計算。式2中a，b，c分別為3幅圖像的特征表示，Sim(·)與式1中相同。
使用式1所示的相似度度量，當(dāng)兩幅圖像同時與一幅相關(guān)圖像相似時，他們將具有更高的相似度。這樣做是因為，查詢中的相關(guān)圖像包含了用戶檢索圖像時感興趣的或者說關(guān)注的內(nèi)容，可以看成是用戶考察圖像是否相似的一種視角，如果兩幅圖像同時和一幅相關(guān)圖像相似，那么它們之間相似的原因更可能是因為同時包含了用戶感興趣的內(nèi)容，因而在用戶從相應(yīng)的視角看來它們將更為相似，應(yīng)當(dāng)具有更高的相似度。使用這種相似度度量，以第u幅相關(guān)圖像作為視角，則第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的相似度為Sim(xi,zj+|zu+)=Sim(xi,zj+)·Sim(xi,zj+,zu+)---(3)]]>步驟146將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j加1，然后轉(zhuǎn)到步驟144。步驟147從獲得的以第u幅相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和每一幅相關(guān)圖像間的主觀相似度中選出最高的相似度，作為以第u幅相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的主觀相似度。步驟148將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)u加1，然后轉(zhuǎn)到步驟142。步驟149對獲得的以每一幅相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的多個主觀相似度求均值，作為以相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的主觀相似度。步驟150是圖3的結(jié)束狀態(tài)。
圖4詳細(xì)說明了圖2中的步驟16，其作用與圖3類似，但其以用戶提交的不相關(guān)圖像作為主觀視角，計算圖像存儲設(shè)備中的第i幅圖像與用戶查詢間的主觀相似度。步驟161將視角圖像計數(shù)參數(shù)v置為1，步驟162判斷v是否不大于N，是則執(zhí)行步驟163，否則轉(zhuǎn)至步驟169。步驟163將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j置為1，步驟164判斷j是否不大于N，是則執(zhí)行步驟165，否則轉(zhuǎn)至步驟167。步驟165計算以第v幅不相關(guān)圖像作為視角，第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的主觀相似度。
以一幅不相關(guān)圖像作為主觀視角，任意兩幅圖像間的主觀相似度計算方式如下Sim(xm,xn|zt-)=Sim(xm,xn)Sim(xm,xn,zt-)---(4)]]>其中zt-為用作主觀視角的不相關(guān)圖像的特征表示，其他符號的含義與式1和式2中的相同。使用上述這種相似度度量，當(dāng)兩幅圖像同時與一幅不相關(guān)圖像差異較大時，他們將具有較高的相似度。這樣做是因為，兩幅圖像如果同時包含了用戶感興趣內(nèi)容，那么相比于沒有包含用戶感興趣內(nèi)容的不相關(guān)圖像，它們應(yīng)當(dāng)更為相似，相對而言應(yīng)當(dāng)具有更高的相似度。使用這種主觀相似度度量，以第v幅不相關(guān)圖像作為視角，第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的主觀相似度計算方式為Sim(xi,zj+|zv-)=Sim(xi,zj+)Sim(xi,zj+,zv-)---(5)]]>步驟166將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j加1，然后轉(zhuǎn)到步驟164。步驟167對獲得的以第v幅不相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和每一幅相關(guān)圖像間的多個主觀相似度求均值，作為以第v幅不相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的主觀相似度。步驟148將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)v加1，然后轉(zhuǎn)到步驟162。步驟169對獲得的以每一幅不相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的多個主觀相似度求均值，作為以不相關(guān)圖像為視角，第i幅圖像和查詢間的主觀相似度。步驟170是圖4的結(jié)束狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)數(shù)字圖像檢索裝置從數(shù)字圖像存儲設(shè)備中獲取數(shù)字圖像，并接受用戶的查詢圖像，包括相關(guān)圖像和不相關(guān)圖像；(2)生成圖像的特征表示；(3)計算獲得以相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(4)計算獲得以不相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(5)結(jié)合兩種視角下圖像的主觀相似度，生成圖像最終的主觀相似度度量；(6)結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法，其特征是所述主觀相似度的度量方法包括以下步驟(11)將存儲圖像計數(shù)參數(shù)i置為1；(12)判斷i是否不大于M，是則執(zhí)行(13)，否則轉(zhuǎn)(18)；(13)取得圖像存儲設(shè)備中的第i幅圖像對應(yīng)的特征表示；(14)計算以查詢中的相關(guān)圖像作為主觀視角時，第i幅圖像的主觀相似度；(16)計算以查詢中的不相關(guān)圖像作為主觀視角時，第i幅圖像的主觀相似度；(18)對兩個主觀相似度分別規(guī)范化，使得兩個主觀相似度的貢獻(xiàn)相等，然后以求和的方式結(jié)合起來，作為第i幅圖像的主觀相似度；(19)將存儲圖像計數(shù)參數(shù)i加1，然后轉(zhuǎn)到(12)；(20)結(jié)束狀態(tài)；其中M為數(shù)字圖像存儲設(shè)備中存儲圖像的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法，其特征是步驟(14)包括以下步驟(141)將視角圖像計數(shù)參數(shù)u置為1；(142)判斷u是否不大于P，是則執(zhí)行(143)，否則轉(zhuǎn)至(149)；(143)將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j置為1；(144)判斷j是否不大于N，是則執(zhí)行(145)，否則轉(zhuǎn)至(147)；(145)根據(jù)下列公式計算以第u幅相關(guān)圖像作為視角，第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的主觀相似度Sim(xi,zj+|zu+)=Sim(xi,zj+)·Sim(xi,zj+,zu+)]]>其中P是用戶選擇或提交的相關(guān)查詢圖像數(shù)，是一個正整數(shù)；N是不相關(guān)圖像數(shù)，是一個非負(fù)整數(shù)；式中xi，xj為兩幅圖像的特征表示；zu+為用作主觀視角的相關(guān)圖像的特征表示；Sim(·)為某種基相似度度量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法，其特征是步驟(16)包括以下步驟(161)將視角圖像計數(shù)參數(shù)v置為1；(162)判斷v是否不大于N，是則執(zhí)行(163)，否則轉(zhuǎn)至(169)；(163)將相關(guān)圖像計數(shù)參數(shù)j置為1；(164)判斷j是否不大于N，是則執(zhí)行(165)，否則轉(zhuǎn)至(167)(165)根據(jù)以下公式計算以第v幅不相關(guān)圖像作為視角，第i幅圖像和第j幅相關(guān)圖像間的主觀相似度Sim(xi,zj+|zv-)=Sim(xi,zj+)Sim(xi,zj+,zv-).]]>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字圖像檢索中的主觀相似度度量方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)數(shù)字圖像檢索裝置從數(shù)字圖像存儲設(shè)備中獲取數(shù)字圖像，并接受用戶的查詢圖像，包括相關(guān)圖像和不相關(guān)圖像；(2)生成圖像的特征表示；(3)計算獲得以相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(4)計算獲得以不相關(guān)圖像作為主觀視角時，圖像與查詢的主觀相似度；(5)結(jié)合兩種視角下圖像的主觀相似度，生成圖像最終的主觀相似度度量；(6)結(jié)束。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過在度量相似度時強(qiáng)調(diào)用戶關(guān)注的內(nèi)容，更有效地度量用戶感覺的圖像相似程度，從而提高數(shù)字圖像檢索裝置的性能。
文檔編號G06F17/30GK1848115SQ20061004015
公開日2006年10月18日 申請日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者周志華, 戴宏斌 申請人:南京大學(xué)