專利名稱：相似圖像的識(shí)別方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及多媒體圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種相似圖像的識(shí)別方法和裝置。
背景技術(shù)：
相似圖像檢索是近幾年興起的技術(shù)，屬于多媒體識(shí)別的一種，其主要包含特征提取、索引構(gòu)建、查詢、相似度排序等主要步驟。如圖I所示，在建立圖像索引庫(kù)時(shí)，用戶A向圖像服務(wù)器10上傳待存儲(chǔ)的圖像，圖像服務(wù)器10為該圖像生成圖像簽名，并以該圖像簽名作為索引，以便于后續(xù)的檢索查詢。當(dāng)需要識(shí)別相似圖像時(shí)，用戶B向圖像服務(wù)器10請(qǐng)求相似圖像檢索，圖像服務(wù)器10根據(jù)該圖像的索引查詢與該圖像索引對(duì)應(yīng)的相似圖像。在圖像服務(wù)器10查找到與用戶B輸入的圖像相似的圖像之后，向用戶B返回相似的圖像列表。目前在生成圖像的圖像簽名時(shí)，常用的方法是在圖像服務(wù)器10中對(duì)圖片內(nèi)容的二進(jìn)制流進(jìn)行哈希編碼，作為唯一標(biāo)識(shí)該圖像的圖像簽名，然后將該圖像簽名常駐內(nèi)存或存儲(chǔ)在圖像服務(wù)器10中的數(shù)據(jù)庫(kù)或文件系統(tǒng)中。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的相似圖像檢索存在以下缺點(diǎn)I)通用性較差對(duì)于同一副圖片，即使不做任何修改，以不同的格式(bmp、jpeg、png、gif等等)保存，得到的圖像簽名值也有很大的差異；然而大部分情況下，從用戶期望的角度來(lái)看，希望將兩幅僅僅格式不同的圖片作為相似圖片。2)容錯(cuò)性問(wèn)題由于沖突的原因，圖像的二進(jìn)制流的哈希編碼不可能是唯一的，即存在這種情況， 即便是兩張完全不同的圖片，也有可能會(huì)因?yàn)閳D像簽名相同而被做為相同的圖片提供給圖像查詢者。3)不適合用作近似檢索傳統(tǒng)的基于哈希編碼的圖片簽名方式，由于沒(méi)有利用圖片本身的信息，因此只能用于精確檢索，即查找和目標(biāo)圖片完全一樣的圖片，不適用作相似圖片檢索。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中所存在的問(wèn)題，目前尚未發(fā)現(xiàn)有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)旨在提供一種相似圖像的識(shí)別方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識(shí)別方法所存在的容錯(cuò)性的問(wèn)題。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種相似圖像的識(shí)別方法，其包括獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；對(duì)該圖像簽名進(jìn)行哈希操作；在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與該哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；在與查詢得到的該表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與該輸入圖像相似的圖像。進(jìn)一步地，通過(guò)以下步驟獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名將輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；將灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)子圖像分別從M個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，N和M均為自然數(shù)；將灰度圖像對(duì)應(yīng)的NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為圖像簽名的NXNXM維向量。進(jìn)ー步地，對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與該圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第二哈希值。
進(jìn)ー步地,在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)的步驟包括在每個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)的哈希表中查找是否存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)，其中，所述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名。進(jìn)ー步地,第二哈希值與哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括 第i個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)于第i個(gè)哈希表，i = I, ...し進(jìn)ー步地，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括將圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維ニ進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；使用R維ニ進(jìn)制向量生成L個(gè)局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)局部哈希函數(shù)由R維ニ進(jìn)制向量中的一維或多維ニ進(jìn)制向量生成；使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)R維ニ進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。進(jìn)ー步地，使用R維ニ進(jìn)制向量中的一維或多維ニ進(jìn)制向量生成ー個(gè)局部哈希函數(shù)的步驟包括設(shè)置局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ;隨機(jī)從R維ニ進(jìn)制向量中選取K維ニ進(jìn)制向量，將K維ニ進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K <R。進(jìn)ー步地，在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像的步驟包括計(jì)算輸入圖像的圖像簽名與每個(gè)候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的候選圖像與輸入圖像的相似度越高。進(jìn)ー步地，按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度之后，還包括按照空間距離的大小輸出候選圖像。進(jìn)ー步地，在分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，通過(guò)以下步驟預(yù)先建立L個(gè)哈希表分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；將第j個(gè)第四哈希值以及該第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = 1，...し根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供了ー種相似圖像的識(shí)別裝置，位于圖片服務(wù)器上，其包括獲取單元，用于獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；哈希操作単元，用于對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作；查詢單元，用于在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；識(shí)別單元，用于在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。進(jìn)ー步地，獲取單元包括轉(zhuǎn)化模塊，用于將輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；計(jì)算模塊，用于將灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)子圖像分別從M個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，N和M均為自然數(shù)；生成模塊，用于將灰度圖像對(duì)應(yīng)的NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為圖像簽名的NXNXM維向量。
進(jìn)ー步地，哈希操作単元包括第一哈希處理模塊，用于分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；第二哈希處理模塊，用于使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第二哈希值。進(jìn)ー步地，查詢單元包括查找模塊，用于在每個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)的哈希表中查找是否存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)，其中，所述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名；添加模塊，用于在存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)時(shí)，將查找到的表項(xiàng)所記錄的圖像添加到候選圖像中。進(jìn)ー步地，第一哈希處理模塊包括轉(zhuǎn)換子模塊，用于將圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維ニ進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；生成子模塊，用于使用R維ニ進(jìn)制向量生成L個(gè)局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)局部哈希函數(shù)由R維ニ進(jìn)制向量中的一維或多維ニ進(jìn)制向量生成；哈希操作子模塊，用于使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)R維ニ進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。進(jìn)ー步地，生成子模塊包括設(shè)置子模塊，用于設(shè)置局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ;處理子模塊，用于隨機(jī)從R維ニ進(jìn)制向量中選取K維ニ進(jìn)制向量，將K維ニ進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K < R0進(jìn)ー步地，識(shí)別單元包括計(jì)算模塊，用于計(jì)算輸入圖像的圖像簽名與每個(gè)候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；識(shí)別模塊，用于按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的候選圖像與輸入圖像的相似度越高。進(jìn)ー步地，還包括輸出單元，用于在按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別該候選圖像與輸入圖像的相似度之后，按照空間距離的大小輸出候選圖像。進(jìn)ー步地，還包括哈希表建立単元，用于在第一哈希操作模塊分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與輸入圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；將第j個(gè)第四哈希值以及第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = I, ... L0在本申請(qǐng)中，利用圖像本身的內(nèi)容作為圖像簽名，其簽名的相似度取決于圖像本身的相似度，即越是相似的圖像，其簽名的相似度也越大，或者說(shuō)對(duì)應(yīng)的空間距離(海明距離或歐氏距離)越短，這樣，僅僅是存儲(chǔ)格式不同的圖像具有完全相同圖像簽名值，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識(shí)別方法所存在的容錯(cuò)性的問(wèn)題，使得能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出所需的相似圖像。在此基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)還提出了基于局部敏感哈希技術(shù)的海量相似圖像索引方案，將檢索的時(shí)間復(fù)雜度降低到亞線性級(jí)別，并且能將結(jié)果按照相似程度進(jìn)行排序輸出。此外，采用邊緣直方圖的統(tǒng)計(jì)值作為圖像簽名的基礎(chǔ)特征，配合圖像分割和基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)，對(duì)不同顔色、不同縮放比例、局部模糊以及失真均有很好的適應(yīng)性。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一歩理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的相似圖像的識(shí)別系統(tǒng)的ー種結(jié)構(gòu)示意圖2是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的相似圖像的識(shí)別系統(tǒng)的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的相似圖像的識(shí)別裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的相似圖像的識(shí)別裝置的另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施 例的相似圖像的識(shí)別方法的一種優(yōu)選流程圖；圖6是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的圖像簽名獲取方法的一種優(yōu)選流程圖；圖7是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的圖像索引構(gòu)建方法的一種優(yōu)選流程圖；圖8是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的相似圖像查詢方法的一種優(yōu)選流程圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。實(shí)施例I如圖2所示，本優(yōu)選的實(shí)施例提供了一種相似圖像的識(shí)別系統(tǒng)，其包括如下上傳服務(wù)器202、圖像數(shù)據(jù)庫(kù)裝置204、索引服務(wù)器206、圖像計(jì)算服務(wù)器208、以及圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210。在建立圖像索引庫(kù)時(shí)，用戶A向上傳服務(wù)器202上傳待存儲(chǔ)的圖像，上傳服務(wù)器 202計(jì)算該圖像的圖像簽名，并將該圖像的圖像簽名發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)庫(kù)裝置204。本申請(qǐng)實(shí)施例也可以通過(guò)爬蟲(chóng)系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)中抓取圖像后存儲(chǔ)于上傳服務(wù)器202中，本申請(qǐng)對(duì)此并不作限定。優(yōu)選的，上傳服務(wù)器202利用圖像自身的內(nèi)容信息(例如，圖像的元數(shù)據(jù)，比如色彩、紋理等，而非字節(jié)流)來(lái)計(jì)算該圖像的圖像簽名，從而大大降低了發(fā)生沖突的概率。圖像數(shù)據(jù)庫(kù)裝置204在接收到該圖像的圖像簽名之后，利用局部哈希函數(shù)對(duì)該圖像簽名進(jìn)行哈希操作，將結(jié)果作為索引信息發(fā)送給索引服務(wù)器。當(dāng)需要識(shí)別相似圖像時(shí)，用戶B向圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210請(qǐng)求相似圖像檢索，圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210將用戶B輸入的圖像發(fā)送給圖像計(jì)算服務(wù)器208，以請(qǐng)求返回相似的圖像或圖像列表。圖像計(jì)算服務(wù)器208在接收到用戶B輸入的圖像之后，向索引服務(wù)器206 查詢與該輸入的圖像相似的圖像的標(biāo)識(shí)(ID)，其中，相似的圖像的哈希值與輸入圖像的哈希值相同。具體的查找方法可以為利用用戶B輸入的圖像自身的內(nèi)容信息來(lái)構(gòu)建用于查詢的圖像簽名，在索引服務(wù)器206中查詢與該圖像簽名對(duì)應(yīng)的相似圖像。在圖像計(jì)算服務(wù)器208查找到與用戶B輸入的圖像相似的圖像之后，向圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210返回相似的圖像或圖像列表，以便顯示給用戶B。作為一種可選的實(shí)施方式，各個(gè)服務(wù)器所執(zhí)行的功能可以在一個(gè)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)， 例如，如圖3所示的相似圖像的識(shí)別裝置，其位于圖像服務(wù)器上，其包括獲取單元302，用于獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；哈希操作單元304，用于對(duì)該圖像簽名進(jìn)行哈希操作；查詢單元306，用于在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；識(shí)別單元308，用于在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，識(shí)別裝置利用圖像本身的內(nèi)容作為圖像簽名，其簽名的相似度取決于圖像本身的相似度，即越是相似的圖像，其簽名的相似度也越大，或者說(shuō)對(duì)應(yīng)的空間距離(海明距離或歐氏距離)越短，這樣，僅僅是存儲(chǔ)格式不同的圖像具有完全相同圖像簽名值，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識(shí)別方法所存在的容錯(cuò)性的問(wèn)題，使得能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出所需的相似圖像。優(yōu)選的，如圖4所示，獲取單元302包括轉(zhuǎn)化模塊3021，用于將輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；計(jì)算模塊3022，用于將灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)子圖像分別從M 個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，N和M均為自然數(shù)；生成模塊 3023，用于將灰度圖像對(duì)應(yīng)的NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為圖像簽名的NXNXM維向量。 優(yōu)選的，還可以對(duì)NXNXM維向量采用基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，利用圖像自身的內(nèi)容信息來(lái)計(jì)算圖像的圖像簽名，從而大大降低了發(fā)生沖突的概率。此外，采用邊緣直方圖的統(tǒng)計(jì)值作為圖像簽名的基礎(chǔ)特征，配合圖像分割以及基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)，對(duì)不同顏色、不同縮放比例、局部模糊以及失真均有很好的適應(yīng)性。需要注意的是，分割的方式僅是一種示例，本申請(qǐng)不僅限于此，例如，將灰度圖像分成NXP的子圖像。作為一種最佳的方式，M可以等于5。優(yōu)選的，計(jì)算模塊3022對(duì)每個(gè)子圖像分別從5個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖的步驟包括對(duì)于每個(gè)子圖像中的每個(gè)圖像塊而言，計(jì)算該圖像塊五個(gè)方向上的梯度值，選取梯度值最大的方向作為該圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向，在一個(gè)子圖像中統(tǒng)計(jì)上述五個(gè)方向作為待統(tǒng)計(jì)方向的次數(shù)，并將得到的統(tǒng)計(jì)值作為該子圖像的邊緣直方圖。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)一個(gè)子圖像具有1000個(gè)圖像塊，五個(gè)方向分別為A，B，C，D，E，其中，100個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锳，200個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锽，300個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镃，400個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镈，0個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镋，則該子圖像的統(tǒng)計(jì)值(或?qū)?yīng)的邊緣直方圖)為向量(100，200，300，400，O)。優(yōu)選的，哈希操作單元304包括第一哈希處理模塊3041，用于分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)該圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；第二哈希處理模塊3042，用于使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第二哈希值。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了基于局部敏感哈希技術(shù)的海量相似圖像索引方案， 將檢索的時(shí)間復(fù)雜度降低到亞線性級(jí)別。優(yōu)選的，查詢單元306包括查找模塊3061，用于在每個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)的哈希表中查找是否存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)，其中，上述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名；添加模塊3062，用于在存在記錄有第二哈希值的表項(xiàng)時(shí)，將查找到的表項(xiàng)所記錄的圖像添加到候選圖像中。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了查找方式來(lái)查找對(duì)應(yīng)的候選圖像，提高了查找的準(zhǔn)確性和效率。優(yōu)選的，第二哈希值與哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括但不限于第i個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)于第i個(gè)哈希表，i = I,... Lo例如，第二哈希值與哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系還可以為第i個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)于第L-i+1個(gè)哈希表，i = I, ... L0優(yōu)選的，第一哈希處理模塊3041包括轉(zhuǎn)換子模塊，用于將圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維二進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；生成子模塊，用于使用R維二進(jìn)制向量生成L個(gè)局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)局部哈希函數(shù)由R維二進(jìn)制向量中的一維或多維二進(jìn)制向量生成；哈希操作子模塊，用于使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)R維二進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。在本優(yōu)選的實(shí)施例中， 采用特定的方式來(lái)進(jìn)行哈希操作，大大降低了發(fā)生沖突的概率。需要注意的是，第一哈希處理模塊的處理過(guò)程只是ー種示例，本申請(qǐng)不僅限于此優(yōu)選的，生成子模塊包括設(shè)置子模塊，用于設(shè)置局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ；處理子模塊，用于隨機(jī)從R維ニ進(jìn)制向量中選取K維ニ進(jìn)制向量，將K維ニ進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K <R。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用特定的方式來(lái)生成局部哈希函數(shù)，進(jìn)ー步降低了發(fā)生沖突的概率。需要注意的是，生成子模塊的處理過(guò)程只是ー種示例,本申請(qǐng)不僅限于此。優(yōu)選的，識(shí)別單元308包括計(jì)算模塊3081，用于計(jì)算輸入圖像的圖像簽名與每個(gè)候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；識(shí)別模塊3082，用于按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的候選圖像與輸入圖像的相似度越高。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)采用空間距離來(lái)識(shí)別相似圖像，大大提高了識(shí)別的準(zhǔn)備性。優(yōu)選的，本實(shí)施例中的空間距離可以包括但不限于海明距離和歐式距離。優(yōu)選的，如圖3所示的相似圖像的識(shí)別裝置還包括輸出單元310，用于在按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度之后，按照空間距離的大小輸出候選圖像。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)按照相似度來(lái)輸出相似圖像，大大提高了用戶的體驗(yàn)度。優(yōu)選的，如圖3所示的互聯(lián)網(wǎng)相似圖像的識(shí)別裝置還包括哈希表建立単元312，用于在第一哈希操作模塊分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與輸入圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；將第j個(gè)第四哈希值以及第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = L. ..L0在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了方式來(lái)建立存儲(chǔ)圖像索引的哈希表，提高了查找的準(zhǔn)確性和效率。實(shí)施例2基于圖2所示的識(shí)別系統(tǒng)以及圖3和圖4所示的識(shí)別裝置，本優(yōu)選的實(shí)施例還提供了ー種相似圖像的識(shí)別方法，如圖5所示，識(shí)別方法包括如下步驟S502，獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；優(yōu)選的，在圖2所示的識(shí)別系統(tǒng)中，可以由圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210獲取用戶B輸入的輸入圖像的內(nèi)容信息，并將其發(fā)送給圖像計(jì)算服務(wù)器208，圖像計(jì)算服務(wù)器208獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名。優(yōu)選的，在圖3所示的識(shí)別裝置中，由獲取單元302獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像檢索前臺(tái)服務(wù)器210或獲取單元302可以包括用于接收用戶輸入的圖像的接收模塊(例如，USB傳輸接ロ，藍(lán)牙傳輸接ロ，或者，以太網(wǎng)傳輸接ロ等)，以及，圖像計(jì)算服務(wù)器208或獲取單元302可以包括用于計(jì)算輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名的處理模塊(例如，微處理器MCU，或FPGA等)?？梢岳斫獾氖?，關(guān)于執(zhí)行“獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名”的主體并不僅限于此，可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)靈活配置。S504，對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作；優(yōu)選的，在圖2所示的識(shí)別系統(tǒng)中，可以由圖像計(jì)算服務(wù)器208對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作。優(yōu)選的，在圖3所示的識(shí)別裝置中，可以由哈希操作單元304對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，哈希操作單元304可以為微處理器MCU，或FPGA等，作為ー種優(yōu)選的方式，哈希操作單元304與獲取單元302所執(zhí)行的功能可以由同一個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢岳斫獾氖?，關(guān)于執(zhí)行“對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作” 的主體并不僅限于此，還可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)靈活配置。S506，在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；優(yōu)選的，在圖 2所示的識(shí)別系統(tǒng)中，可以由圖像計(jì)算服務(wù)器208向索引服務(wù)器206中存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)。優(yōu)選的，在圖3所示的識(shí)別裝置中，可以由查詢單元306 向存儲(chǔ)由哈希表的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)?？梢岳斫獾氖?，關(guān)于執(zhí)行 “在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)”的主體并不僅限于此，還可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)靈活配置。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像計(jì)算服務(wù)器208可以但不限于按照預(yù)定的局域網(wǎng)傳輸協(xié)議與索引服務(wù)器206通信，查詢單元306可以但不限于通過(guò)內(nèi)部總線與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通信。S508，在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。優(yōu)選的，在圖2所示的識(shí)別系統(tǒng)中，圖像計(jì)算服務(wù)器208可以根據(jù)索引服務(wù)器206返回的相似圖像的ID獲取對(duì)應(yīng)的候選圖像(可以在本地獲取，也可以從第三方設(shè)備上獲取)，并在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。優(yōu)選的，在圖3所示的識(shí)別裝置中，識(shí)別單元308可以根據(jù)查詢單元306返回的相似圖像的ID獲取對(duì)應(yīng)的候選圖像(可以在本地獲取，也可以從第三方設(shè)備上獲取)，并在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。可以理解的是，關(guān)于執(zhí)行“在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像”的主體并不僅限于此，還可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)靈活配置。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，識(shí)別裝置利用圖像本身的內(nèi)容作為圖像簽名，其簽名的相似度取決于圖像本身的相似度，即越是相似的圖像，其簽名的相似度也越大，或者說(shuō)對(duì)應(yīng)的空間距離(海明距離或歐氏距離)越短，這樣，僅僅是存儲(chǔ)格式不同的圖像具有完全相同圖像簽名值，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識(shí)別方法所存在的容錯(cuò)性的問(wèn)題，使得能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出所需的相似圖像。優(yōu)選的，通過(guò)以下步驟獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名可以但不限于由圖4所示的轉(zhuǎn)化模塊3021將輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；可以但不限于由圖4所示的計(jì)算模塊3022將灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)子圖像分別從M個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，N和M均為自然數(shù)；可以但不限于由圖4所示的生成模塊3023將灰度圖像對(duì)應(yīng)的NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為圖像簽名的NXNXM維向量。優(yōu)選的，還可以對(duì)NXNXM維向量采用基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，利用圖像自身的內(nèi)容信息來(lái)計(jì)算圖像的圖像簽名，從而大大降低了發(fā)生沖突的概率。此外，本優(yōu)選的實(shí)施例采用邊緣直方圖的統(tǒng)計(jì)值作為圖像簽名的基礎(chǔ)特征， 配合圖像分割以及基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)，對(duì)不同顏色、不同縮放比例、 局部模糊以及失真均有很好的適應(yīng)性。需要注意的是，分割的方式僅是一種示例，本申請(qǐng)不僅限于此，例如，將灰度圖像分成NXP的子圖像。作為一種最佳的方式，M可以等于5。 優(yōu)選的，計(jì)算模塊3022對(duì)每個(gè)子圖像分別從5個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖的步驟包括對(duì)于每個(gè)子圖像中的每個(gè)圖像塊而言，計(jì)算該圖像塊五個(gè)方向上的梯度值，選取梯度值最大的方向進(jìn)行作為該圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向，在一個(gè)子圖像中統(tǒng)計(jì)上述五個(gè)方向作為待統(tǒng)計(jì)方向的次數(shù)，并將得到的統(tǒng)計(jì)值作為該子圖像的邊緣直方圖。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)一個(gè)子圖像具有1000個(gè)圖像塊，五個(gè)方向分別為A，B，C，D，E，其中，100個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锳，200個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锽，300個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镃，400個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镈，O個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镋，則該子圖像的統(tǒng)計(jì)值(或?qū)?yīng)的邊緣直方圖)為向量(100，200，300，400，O)。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化模塊3021、計(jì)算模塊3022以及生成模塊3023可以但不限于由同一個(gè)微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；可以但不限于由圖4所示的第二哈希處理模塊3042使用ー個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希 操作，得到L個(gè)第二哈希值。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了基于局部敏感哈希技術(shù)的海量相似圖像索引方案，將檢索的時(shí)間復(fù)雜度降低到亞線性級(jí)別。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，第一哈希處理模塊3041和第二哈希處理模塊3042可以但不限于由同一個(gè)編碼芯片或微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)的步驟包括可以但不限于由圖4所示的查找模塊3061在每個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)的哈希表中查找是否存在記錄有第二哈希值的表項(xiàng)，其中，所述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名；若存在，則可以但不限于由圖4所示的添加模塊3062將查找到的表項(xiàng)所記錄的圖像添加到候選圖像中。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了查找方式來(lái)查找對(duì)應(yīng)的候選圖像，提高了查找的準(zhǔn)確性和效率。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，查找模塊3061和添加模塊3062可以但不限于由同一個(gè)微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，第二哈希值與哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括但不限于第i個(gè)第二哈希值對(duì)應(yīng)于第i個(gè)哈希表，i = I,... L0例如,第二哈希值與哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系還可以為第i個(gè)第ニ哈希值對(duì)應(yīng)于第L-i+Ι個(gè)哈希表，i = I, ... L0優(yōu)選的，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041將圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維ニ進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041使用R維ニ進(jìn)制向量生成L個(gè)局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)局部哈希函數(shù)由R維ニ進(jìn)制向量中的一維或多維ニ進(jìn)制向量生成；可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)R維ニ進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用特定的方式來(lái)進(jìn)行哈希操作，大大降低了發(fā)生沖突的概率。需要注意的是，哈希操作的過(guò)程只是ー種示例，本申請(qǐng)不僅限于此。優(yōu)選的，使用R維ニ進(jìn)制向量中的一維或多維ニ進(jìn)制向量生成ー個(gè)局部哈希函數(shù)的步驟包括可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041設(shè)置局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ;可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041隨機(jī)從R維ニ進(jìn)制向量中選取K維ニ進(jìn)制向量，將K維ニ進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K < R。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用特定的方式來(lái)生成局部哈希函數(shù)，進(jìn)ー步降低了發(fā)生沖突的概率。需要注意的是，生成ー個(gè)局部哈希函數(shù)的步驟只是ー種示例，本申請(qǐng)不僅限于此。優(yōu)選的，在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像的步驟包括可以但不限于由圖4所示的計(jì)算模塊3081計(jì)算輸入圖像的圖像簽名與每個(gè)候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；可以但不限于由圖4所示的識(shí)別模塊3082按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的候選圖像與輸入圖像的相似度越高。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)采用空間距離來(lái)識(shí)別相似圖像，大大提高了識(shí)別的準(zhǔn)備性。優(yōu)選的，本實(shí)施例中的空間距離可以包括但不限于海明距離和歐式距離在本優(yōu)選的實(shí)施例中，計(jì)算模塊3081和識(shí)別模塊3082可以但不限于由同一個(gè)微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別候選圖像與輸入圖像的相似度之后，本優(yōu)選實(shí)施例的識(shí)別方法還包括可以但不限于由圖3所示的輸出單元310按照空間距離的大小輸出候選圖像。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)按照相似度來(lái)輸出相似圖像，大大提高了用戶的體驗(yàn)度。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，輸出單元310可以但不限于為藍(lán)牙傳輸模塊，或者，紅外傳輸模塊，或者，以太網(wǎng)傳輸模塊。優(yōu)選的，在分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，通過(guò)以下步驟預(yù)先建立L個(gè)哈希表可以但不限于由圖3所示的哈希表建立單元312分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；可以但不限于由圖3所示的哈希表建立單元312使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；可以但不限于由圖3 所示的哈希表建立單元312將第j個(gè)第四哈希值以及第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = I, ... Lo在本優(yōu)選的實(shí)施例中，采用了方式來(lái)建立存儲(chǔ)圖像索引的哈希表，提高了查找的準(zhǔn)確性和效率。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，哈希表建立單元312可以但不限于由同一個(gè)微處理器MCU 來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谝陨系淖R(shí)別系統(tǒng)和裝置以及識(shí)別方法，以下結(jié)合附圖來(lái)具體描述識(shí)別方法中的圖像簽名獲取方法、圖像索引構(gòu)建方法以及相似圖像查詢方法。如圖6所示，圖像簽名獲取方法(也稱特征提取階段)包括從圖像中提取元數(shù)據(jù)信息作為唯一標(biāo)識(shí)圖像本身的簽名，本優(yōu)選的實(shí)施例采用基于邊緣直方圖的紋理特征來(lái)生成簽名，具體步驟如下S602，可以但不限于由圖4所示的轉(zhuǎn)化模塊3021將原始圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，以期到最終得到的結(jié)果對(duì)顏色、光照的改變不敏感；S604，可以但不限于由圖4所示的計(jì)算模塊3022將灰度圖像分割成NXN的子圖像；S606，可以但不限于由圖4所示的計(jì)算模塊3022把S604中處理完畢的子圖像進(jìn)一步分割為固定數(shù)目的一系列圖像塊，每個(gè)圖像塊的面積隨著原始圖像的面積變化而變化；S608，可以但不限于由圖4所示的計(jì)算模塊3022計(jì)算每個(gè)子圖像的五個(gè)方向上的邊緣直方圖。具體地，對(duì)于每個(gè)子圖像中的每個(gè)圖像塊而言，計(jì)算該圖像塊五個(gè)方向上的梯度值，選取梯度值最大的方向進(jìn)行作為該圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向，在一個(gè)子圖像中統(tǒng)計(jì)上述五個(gè)方向作為待統(tǒng)計(jì)方向的次數(shù)，并將得到的統(tǒng)計(jì)值作為該子圖像的邊緣直方圖。
舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)一個(gè)子圖像具有1000個(gè)圖像塊，上述五個(gè)方向分別為A，B, C，D，E，其中，100個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锳，200個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)锽，300個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镃，400個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镈，O個(gè)圖像塊的待統(tǒng)計(jì)方向?yàn)镋，則該子圖像的統(tǒng)計(jì)值(或?qū)?yīng)的邊緣直方圖)為向量(100，200，300，400，O)。S610，可以但不限于由圖4所示的生成模塊3023將各個(gè)子圖像的統(tǒng)計(jì)值(即向量)拼接成一個(gè)多維向量作為原始圖像的簽名。假設(shè)按照N = 4進(jìn)行切分，原始圖像的簽名最終會(huì)以ー個(gè)4X4X5 = 80維的向量來(lái)表示。S612，考慮到人眼視覺(jué)對(duì)亮 度敏感程度的非均勻性，采用非線性量化的方式，可以但不限于由圖4所示的生成模塊3023對(duì)S610中得到的80維整型向量進(jìn)行量化壓縮，以達(dá)到較高的空間利用率。舉例來(lái)說(shuō)，使用0-7之間的8個(gè)數(shù)字進(jìn)行量化，最后得到的單個(gè)簽名所占空間的大小為80X3 = 240bit，也就是30個(gè)字節(jié)，相比量化之前節(jié)約了 90%以上的存儲(chǔ)空間。S614，將壓縮后的結(jié)果作為圖像簽名。當(dāng)然，上述S612步驟中的壓縮處理是ー種優(yōu)選的方式，本發(fā)明也可以直接將S610得到的80維向量來(lái)作為該圖像的圖像簽名。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化模塊3021、計(jì)算模塊3022以及生成模塊3023可以但不限于由同一個(gè)微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖7所示，圖像索引構(gòu)建方法(也稱為索引構(gòu)建階段)主要包括針對(duì)特征提取階段所獲得的圖像簽名，實(shí)現(xiàn)高維向量的K近似檢索，本優(yōu)選實(shí)施例采用局部敏感哈希來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體步驟如下S702，可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041將特征提取階段所獲的向量標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)化為海明空間中的高維ニ進(jìn)制向量(即每ー維僅為I或O)，例如，假設(shè)某ー維的向量值為X，最大值為C，則向量在海明空間表示為連續(xù)的X個(gè)I緊跟C-X個(gè)O的C維ニ進(jìn)制向量。S704，可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041定義如下的哈希函數(shù)G，隨機(jī)選取S702中目標(biāo)向量的K維ニ進(jìn)制向量，將結(jié)果拼接起來(lái)作為返回值。目標(biāo)向量之間相似度越大，產(chǎn)生的相同哈希值相概率越大。S706，為降低近似檢索的誤差，可以但不限于由圖4所示的第一哈希處理模塊3041利用L個(gè)S704中隨機(jī)生成的哈希函數(shù)，將其分別作用在S702中提取的高維向量中；S708，可以但不限于由圖4所示的第二哈希處理模塊3042對(duì)S706中的結(jié)果使用傳統(tǒng)的哈希函數(shù)(例如md5)再次哈希；S710，可以但不限于由圖4所示的第二哈希處理模塊3042將S708中的哈希結(jié)果作為鍵、圖片的唯一標(biāo)識(shí)(ID)作為值存放存在對(duì)應(yīng)的L個(gè)哈希表當(dāng)中。優(yōu)選的，相同的圖像簽名會(huì)被放在同ー個(gè)桶中去，不同的圖像簽名，則有較大概率放到不同的桶中去。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，第一哈希處理模塊3041和第二哈希處理模塊3042可以但不限于由同一個(gè)編碼芯片或微處理器MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，選擇不同K與L的會(huì)在很大程度上影響檢索的準(zhǔn)確率與召回率，一般通過(guò)事先的模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估。最后生成的索引結(jié)構(gòu)，在硬件允許的條件下，可以考慮常駐內(nèi)存以提高檢索效率；在海量樣本庫(kù)的情況下，也可以考慮將索引文件持久化到本地磁盤(pán)或者分布式的處理方式。如圖8所示，相似圖像查詢方法(也稱為查詢階段)主要包括針對(duì)輸入的圖像進(jìn)行處理，獲得其邊緣直方圖的簽名，并在樣本庫(kù)中查詢出相似圖像的過(guò)程，其具體步驟如下S802，可以但不限于由圖4所示的獲取單元302采用圖6所示的方法計(jì)算輸入圖像的簽名值；S804-S810，根據(jù)S802中得到的簽名值，可以但不限于由圖4所示的哈希操作單元 304采用圖7所示的圖像索引構(gòu)建方法，將L個(gè)哈希函數(shù)作用在該簽名上，再計(jì)算md5哈希過(guò)后的值，可以但不限于由圖4所示的查詢單元306分別將計(jì)算得到的結(jié)果作為鍵在L個(gè)哈希表中查詢；S812，可以但不限于由圖4所示的查詢單元306將查詢得到的多個(gè)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的圖像添加到候選圖像隊(duì)列中；S814，針對(duì)候選圖像隊(duì)列中的每一個(gè)簽名值，可以但不限于由圖4所示的識(shí)別單元308計(jì)算其與輸入圖像的簽名值的空間距離(海明距離或者歐氏距離)，其值的大小決定了候選圖片與輸入圖片的相似度；S816，可以但不限于由圖3所示的輸出單元310按照距離的大小進(jìn)行排序輸出。由于候選隊(duì)列中圖像簽名的數(shù)量與樣本庫(kù)中簽名的數(shù)量相比，已大大減少，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，計(jì)算的成本或開(kāi)銷也大為減少。最后得到的結(jié)果集就是與目標(biāo)圖像相似、并按照相似度排序的圖像集。在本優(yōu)選的實(shí)施例中，哈希操作單元304可以為微處理器MCU，或FPGA等，作為一種優(yōu)選的方式，哈希操作單元304與獲取單元302所執(zhí)行的功能可以由同一個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，在本優(yōu)選的實(shí)施例中，查詢單元306可以但不限于通過(guò)內(nèi)部總線與保存了哈希表的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通信，查詢單元306與識(shí)別單元308所執(zhí)行的功能可以由同一個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。從以上的描述中，可以看出，本申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果在本申請(qǐng)中，利用圖像本身的內(nèi)容作為圖像簽名，其簽名的相似度取決于圖像本身的相似度，即越是相似的圖像，其簽名的相似度也越大，或者說(shuō)對(duì)應(yīng)的空間距離(海明距離或歐氏距離)越短，這樣，僅僅是存儲(chǔ)格式不同的圖像具有完全相同圖像簽名值，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識(shí)別方法所存在的容錯(cuò)性的問(wèn)題，使得能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出所需的相似圖像。在此基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)還提出了基于局部敏感哈希技術(shù)的海量相似圖像索引方案，將檢索的時(shí)間復(fù)雜度降低到亞線性級(jí)別，并且能將結(jié)果按照相似程度進(jìn)行排序輸出。此外，采用邊緣直方圖的統(tǒng)計(jì)值作為圖像簽名的基礎(chǔ)特征，配合圖像分割和基于人眼視覺(jué)敏感程度的非均勻量化技術(shù)，對(duì)不同顏色、不同縮放比例、局部模糊以及失真均有很好的適應(yīng)性。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，本申請(qǐng)的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本申請(qǐng)不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種相似圖像的識(shí)別方法，其特征在于包括獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作；在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與所述哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；以及在與查詢得到的所述表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與所述輸入圖像相似的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟獲取所述與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名將所述輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；將所述灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)所述子圖像分別從M個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，所述N和M均為自然數(shù)；以及將所述灰度圖像對(duì)應(yīng)的N X N X M個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為所述圖像簽名的N X N X M維向量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；以及使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)所述L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第二哈希值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與所述哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)的步驟包括在每個(gè)所述第二哈希值對(duì)應(yīng)的所述哈希表中查找是否存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)，并將查找到的所述表項(xiàng)所記錄的圖像添加到所述候選圖像中，其中，所述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二哈希值與所述哈希表的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括第i個(gè)所述第二哈希值對(duì)應(yīng)于第i個(gè)所述哈希表，i = L ... L0
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作的步驟包括將所述圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維二進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；使用所述R維二進(jìn)制向量生成L個(gè)所述局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)所述局部哈希函數(shù)由所述R維二進(jìn)制向量中的一維或多維二進(jìn)制向量生成；以及使用L個(gè)所述局部哈希函數(shù)對(duì)所述R維二進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使用所述R維二進(jìn)制向量中的一維或多維二進(jìn)制向量生成一個(gè)局部哈希函數(shù)的步驟包括設(shè)置所述局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ;以及隨機(jī)從所述R維二進(jìn)制向量中選取K維二進(jìn)制向量，將所述K維二進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為所述局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K < R。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在與查詢得到的所述表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與所述輸入圖像相似的圖像的步驟包括計(jì)算所述輸入圖像的圖像簽名與每個(gè)所述候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；以及按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度越高。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度之后，還包括按照所述空間距離的大小輸出所述候選圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，通過(guò)以下步驟預(yù)先建立所述L個(gè)哈希表分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)所述L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；以及將第j個(gè)第四哈希值以及該第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = L ... L0
11.一種相似圖像的識(shí)別裝置，位于圖像服務(wù)器上，其特征在于，包括獲取單元，用于獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名；哈希操作單元，用于對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作；查詢單元，用于在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與所述哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；以及識(shí)別單元，用于在與查詢得到的所述表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與所述輸入圖像相似的圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元包括轉(zhuǎn)化模塊，用于將所述輸入圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；計(jì)算模塊，用于將所述灰度圖像分成NXN的子圖像，并對(duì)每個(gè)所述子圖像分別從M個(gè)方向上計(jì)算邊緣直方圖，得到NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果，其中，所述N和M均為自然數(shù)；以及生成模塊，用于將所述灰度圖像對(duì)應(yīng)的NXNXM個(gè)計(jì)算結(jié)果組合成作為所述圖像簽名的NXNXM維向量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述哈希操作單元包括第一哈希處理模塊，用于分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)所述圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第一哈希值，其中，L為自然數(shù)；以及第二哈希處理模塊，用于使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)所述L個(gè)第一哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第二哈希值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述查詢單元包括查找模塊，用于在每個(gè)所述第二哈希值對(duì)應(yīng)的所述哈希表中查找是否存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)，其中，所述哈希表中的每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值和圖像標(biāo)識(shí)，或者，所述每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)圖像的哈希值、該圖像的圖像標(biāo)識(shí)以及圖像簽名；以及添加模塊，用于在存在記錄有該第二哈希值的表項(xiàng)時(shí)，將查找到的表項(xiàng)所記錄的圖像添加到所述候選圖像中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述第一哈希處理模塊包括轉(zhuǎn)換子模塊，用于將所述圖像簽名轉(zhuǎn)換成R維二進(jìn)制向量，其中，R為自然數(shù)；生成子模塊，用于使用所述R維二進(jìn)制向量生成L個(gè)所述局部哈希函數(shù)，其中，每個(gè)所述局部哈希函數(shù)由所述R維二進(jìn)制向量中的一維或多維二進(jìn)制向量生成；以及哈希操作子模塊，用于使用L個(gè)所述局部哈希函數(shù)對(duì)所述R維二進(jìn)制向量進(jìn)哈希操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述生成子模塊包括設(shè)置子模塊，用于設(shè)置所述局部哈希函數(shù)的輸入?yún)?shù)為K ;以及處理子模塊，用于隨機(jī)從所述R維二進(jìn)制向量中選取K維二進(jìn)制向量，將所述K維二進(jìn)制向量進(jìn)行拼接作為所述局部哈希函數(shù)的返回值，其中，K < R0
17.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述識(shí)別單元包括計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述輸入圖像的所述圖像簽名與每個(gè)所述候選圖像的圖像簽名之間的空間距離；以及識(shí)別模塊，用于按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度，其中，空間距離越小的所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度越高。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，還包括輸出單元，用于在按照空間距離的大小來(lái)識(shí)別所述候選圖像與所述輸入圖像的相似度之后，按照所述空間距離的大小輸出所述候選圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括哈希表建立單元，用于在所述第一哈希操作模塊分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與所述輸入圖像的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作之前，分別使用L個(gè)局部哈希函數(shù)對(duì)與每個(gè)待存儲(chǔ)的圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第三哈希值，其中，L為自然數(shù)；使用一個(gè)全局哈希函數(shù)分別對(duì)所述L個(gè)第三哈希值進(jìn)行哈希操作，得到L個(gè)第四哈希值；將第j個(gè)第四哈希值以及該第四哈希值對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)識(shí)和圖像簽名記錄到第j個(gè)哈希表中，其中，j = !,...L0
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N相似圖像的識(shí)別方法和裝置，用于獲取與輸入圖像的內(nèi)容信息對(duì)應(yīng)的圖像簽名，對(duì)圖像簽名進(jìn)行哈希操作，在預(yù)先存儲(chǔ)的哈希表中查詢與哈希操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，并在與查詢得到的表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的候選圖像中識(shí)別與輸入圖像相似的圖像。本申請(qǐng)解決了現(xiàn)有圖像識(shí)別技術(shù)中所存在的容錯(cuò)性問(wèn)題，使得能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出所需的相似圖像。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102622366SQ20111003170
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者薛暉 申請(qǐng)人:阿里巴巴集團(tuán)控股有限公司