一種圖像檢索方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像檢索方法，首先計(jì)算圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中任意兩個(gè)圖像的內(nèi)點(diǎn)數(shù)，根據(jù)公式計(jì)算任意兩個(gè)圖像的相關(guān)度值；然后計(jì)算查詢目標(biāo)與圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中任一圖像的相關(guān)度值，得到與查詢目標(biāo)直接相關(guān)的圖像與間接相關(guān)的圖像；構(gòu)建一個(gè)賦權(quán)鄰接矩陣A進(jìn)行衰減，且增加彌補(bǔ)衰減過(guò)度造成間接相關(guān)度值過(guò)小的補(bǔ)給項(xiàng)計(jì)算查詢目標(biāo)vq與圖像vi的間接相關(guān)度值，并通過(guò)迭代調(diào)整所述間接相關(guān)度值使得相關(guān)度值越高的圖像與查詢目標(biāo)vq的間接相關(guān)度值越大；將查詢目標(biāo)與圖像數(shù)據(jù)庫(kù)各圖像的直接相關(guān)度和間接相關(guān)度進(jìn)行排序，得到圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中包含查詢目標(biāo)的圖像。
【專利說(shuō)明】一種圖像檢索方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像檢索技術(shù)，特別是一種圖像檢索方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于指定目標(biāo)的圖像檢索任務(wù)是從大規(guī)模的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中，快速地檢索出包含用戶指定目標(biāo)的圖像，其流程分如下兩步:首先，用戶提交一個(gè)包含特定目標(biāo)的查詢圖像，并框選出目標(biāo)所在區(qū)域給檢索系統(tǒng)；然后，檢索系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中找出所有包含此目標(biāo)的圖像返回給用戶。對(duì)于這樣的檢索系統(tǒng)而言，速度與精度是其主要的性能指標(biāo)。一個(gè)高效的檢索系統(tǒng)，應(yīng)該在大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)上具有較快的檢索速度(例如，I秒/每次查詢)；同時(shí)能夠檢索出包含指定目標(biāo)的絕大部分圖像，而不論這些圖像中的目標(biāo)是否有遮擋、是否與查詢圖像具有相同成像條件，如光照、視角等。對(duì)于這樣一個(gè)檢索任務(wù)，目前最有效的框架是一種基于相似度的有效的檢索框架:首先，提取特征點(diǎn)及區(qū)域描述符，通過(guò)聚類方法構(gòu)建視覺詞典。其次，利用詞典將描述符矢量化，形成圖像的詞袋向量表示；再次，利用向量空間模型計(jì)算查詢圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)圖像之間的相似度，并依據(jù)相似度對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行粗排序；最后，利用圖像特征點(diǎn)的空間關(guān)系在粗排序的基礎(chǔ)上進(jìn)行重排序。
[0003]基于相似度的圖像檢索方法是建立在包含同一目標(biāo)的圖像應(yīng)該具有相近的底層特征這一假設(shè)基礎(chǔ)之上的。對(duì)于這樣的檢索系統(tǒng)而言，視點(diǎn)變化和/或光照差異是影響其性能兩個(gè)主要因素。以圖1所示序列為例，隨著視點(diǎn)角度的增加，特征點(diǎn)重復(fù)率低及描述符匹配錯(cuò)誤率高的問(wèn)題會(huì)變得異常顯著；此時(shí)，像圖像I與圖像6這樣的圖像對(duì)，由于底層特征上差異過(guò)大，會(huì)被基于相似度的檢索系統(tǒng)誤判為不包含同一的目標(biāo)。同樣，在圖2所不的光照變化序列中，隨著光照差異的增加，圖像描述符匹配成功率將顯著降低，也會(huì)導(dǎo)致像圖像2與4這樣的圖像對(duì)被誤判。
[0004]因此，一旦假設(shè)不成立，基于相似度的檢索系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生誤判；系統(tǒng)性能也會(huì)隨著不滿足假設(shè)圖像的增多而急劇下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種圖像檢索方法，有效降低了光照條件和/或視角變化對(duì)圖像檢索的影響。本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:
[0006]一種圖像檢索方法，該方法包括:
[0007]A.計(jì)算圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中任一圖像Vi與其他任一圖像 ' 所組成的圖像對(duì)的內(nèi)點(diǎn)數(shù)Cij,且 i 關(guān) j ;
【權(quán)利要求】
1.一種圖像檢索方法，其特征在于，基于包括η個(gè)圖像的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，該方法包括: Α.計(jì)算圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中任一圖像Vi與其他任一圖像Vj所組成的圖像對(duì)的內(nèi)點(diǎn)數(shù)Cij，且i關(guān)j ; 設(shè)置內(nèi)點(diǎn)數(shù)門限參數(shù)θ。，根據(jù)公式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A進(jìn)一步包括: 根據(jù)步驟A中計(jì)算得到的所述圖像對(duì)Vi與Vj的相關(guān)度值ω (Vi, Vj)生成ηΧη的相關(guān)度矩陣W，所述相關(guān)度矩陣W的行數(shù)η與列數(shù)η分別代表所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的圖像個(gè)數(shù)，行編號(hào)與列編號(hào)分別對(duì)應(yīng)所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的編號(hào)，i幸j時(shí)所述相關(guān)度矩陣W的元素ω"=ω (Vi, Vj), i = j時(shí)所述相關(guān)度矩陣W的元素ω U = O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B進(jìn)一步包括: 根據(jù)步驟B中計(jì)算得到的查詢目標(biāo)V,與圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中圖像Vi的相關(guān)度值ω (Vq, Vi)生成I Xn的相關(guān)度矩陣所述相關(guān)度矩陣Wq的列數(shù)η代表所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的圖像個(gè)數(shù)，列編號(hào)對(duì)應(yīng)所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的編號(hào)，所述相關(guān)度矩陣Wq的元素COqi = ω (Vq, Vi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述賦權(quán)鄰接矩陣A的元素au根據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括: 將所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)圖像映射為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成節(jié)點(diǎn)集合Vci = (V1, V2,..., νη},其每一個(gè)元素Vi(i = 1，2，…η)表示圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)圖像，節(jié)點(diǎn)編號(hào)與圖像編號(hào)一一對(duì)應(yīng)； 如果步驟A中的ω (Vi, Vj) Φ O,則節(jié)點(diǎn)Vi與節(jié)點(diǎn)Vj之間存在連接邊ek,構(gòu)成邊集Eci =Ie1, e2,...},所述連接邊的權(quán)值為ω (Vi, Vj)；由節(jié)點(diǎn)集合V。= Iv1, v2,…，vn}與邊集Etl= Ie1, e2,...}生成所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的有限、無(wú)環(huán)的無(wú)向匹配圖Gtl (V0, E0)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D中的間接相關(guān)度值計(jì)算方法進(jìn)一步包括: El.根據(jù)D = IT/計(jì)算得出初始間接相關(guān)度矩陣D，其中W力Wq的轉(zhuǎn)置矩陣，將D歸一化； E2.令間接相關(guān)度T = D; E3.根據(jù)T= αΒ.Α.Τ+β.D計(jì)算間接相關(guān)度Τ，其中α Β為間接相關(guān)度衰減因子，β.D為補(bǔ)給項(xiàng)，以彌補(bǔ)迭代過(guò)程中由ciB導(dǎo)致的T值過(guò)小，D為初始間接相關(guān)度，β為補(bǔ)給強(qiáng)度控制參數(shù)； Ε4.重復(fù)步驟Ε3，直至迭代結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的圖像數(shù)量η達(dá)到千量級(jí)時(shí)，生成所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的目標(biāo)集，該方法進(jìn)一步包括: F.構(gòu)建目標(biāo)集Vh，其初始元素為所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中與查詢目標(biāo)V,直接相關(guān)的節(jié)點(diǎn)； G.依次查詢目標(biāo)集Vh各元素Vhi在所述匹配圖Gtl(Vtl, Etl)中的直接相關(guān)節(jié)點(diǎn)，并將所述直接相關(guān)節(jié)點(diǎn)編號(hào)添加入目標(biāo)集新增節(jié)點(diǎn)集合gamma，根據(jù)Vh = Vh U gamma更新目標(biāo)集Vh ； 將gamma置零； H.依次查詢置零前的目標(biāo)集新增節(jié)點(diǎn)集合gamma各元素在匹配圖Gtl(Vtl,Etl)中的直接相關(guān)節(jié)點(diǎn)，并將所述直接相關(guān)節(jié)點(diǎn)編號(hào)添加入置零后的目標(biāo)集新增節(jié)點(diǎn)集合gamma，根據(jù)Vh =Vh U gamma更新目標(biāo)集Vh; 將gamma置零； . 1.重復(fù)步驟H，直至迭代結(jié)束，生成所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的目標(biāo)集Vh。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103678660SQ201310722183
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】魯鵬, 李睿凡, 劉詠彬, 袁彩霞, 王小捷 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)