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西北工业大学硕士论文基于内容的图象检索研究


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西北工业大学硕士论文基于内容的图象检索研究
第一章绪论
基于内容的图象检索简介
随着世纪年代多媒体技术及网络的发展,我们每天可
获取的数字图象、数字化的视频信号、医学图象、遥感图象、新闻图片等
越来越多,数据库容量不断增大。如何组织、表达、存储、管理、查询和
检索这些海量的数据,是对传统数据库技术的一个重大挑战。以文字为对
象的传统数据库无法满足图象数据库的要求,如果没有对图象及视频数据
的自动和有效描述,大量信息将淹没在信息的海洋之中,无法在需要时被
检索出来。因此,如何将数字图象处理、模式识别技术、计算机视觉技术
与传统数据库技术结合起来,建立基于对图象及视频内容自动或半自动描
述的新一代图象视频数据库就成为迫切的需要。近年来,基于内容的图象
数据库与视频信号检索技术成为国内外研究热点,也成为未来信息高速公
路、数字图书馆等重大项目的关键技术。
早在世纪年代,数据库专家就开始研究如何对图象数据进行有
效的管理,主要方法是基于文本的图象检索。传统的基于文本的图象检索,
其研究主要在数据库领域中进行,其典型框架是,首先对图象用文本进行
注解,然后用基于文本的数据库管理系统进行图象检索。这种
方法在图象库中的图象数量不大和图象的内容比较单一时不失为一种简
单易行的方法,但是,当图象的数量非常大时,基于文本的图象检索存在
着两大困难一是手工对图象进行标注所需的工作量太大其二是图象内
容的丰富性,使得对于同样的图象,不同的人有不同的理解,图象注解的
主观性和不精确性可能导致后继检索过程中的失配。到了年代,由于
大规模图象数据库的出现,采用文本描述图象信息的方法带来的困难变得
十分尖锐。为了解决这一困难,研究者们提出了基于内容的图象检索。
所谓基于内容的图象检索,是
指直接根据图象媒体对象内容进行的各种特征检索,它能从数据库中直接
找到具有指定特征或含有特定内容的图象。其基本过程是首先对图象进
行预处理,然后根据图象的内容从图象中选取所需要的图象特征存于数据
库中当对图象进行检索时,对于一个已知的图象抽取其相应的特征,然
后在图象库中检索与其相似的图象,也可以相对于某一查询要求给出一些
特征值,然后根据所给定的特征值在图象库中检索所要的图象。它区别于
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传统的基于关键字的检索手段,融合了图象理解、模式识别等技术,具有
如下特点
直接从图象媒体内容中提取信息线索。它突破了传统的基于表达式
检索的局限,直接对图象进行分析和抽取特征,利用这些描述图象
内容的特征来建立索引。
内容的图象实质上是一种近似匹配的技术。在数据库中,需使用模
式识别的方法对图象库中的图象按不同索引特征分类。在检索过程
中,它采用某种相似性度量对图象库中的图象进行匹配,以获得查
询结果。
特征提取和索引的建立,可由计算机自动实现,避免了人工描述的
主观性,也大大减少了工作量。
整个过程是一个逐步逼近和相关反馈的过程。在基于内容的图象检
索系统中,应具有很强的交互能力,用户参与整个检索的过程,它
是图象数据库的一个重要方面。交互性增加了用户表达查询、评价
查询结果和基于这些评价上进一步检索的能力,是一个闭反馈结构。
基于内容的图象检索系统
著名的图象检索系统的介绍
基于图象内容的检索技术是随着数字图书馆的发展,而逐渐发展并成
为一个研究热点。年美国启动了持续四年的“数字图书馆”项目。
年,美国自然科学基金会,国防部高级研究计划署,国
家航空航天局国家医学图书馆,国家人文科学基金会
和联邦调查局联合自主第二期计划的实施,掀起了
全球性的数字图书馆研究热潮。在数字图书馆中,一个关键的问
题是检索问题,集中在以下两个方面一是解决目前的信息检索
问题,二是多媒体信息的检索。因为图象属于一种视觉信息,所以图象检
索问题在两个方面中都存在‘,。
虽然当前的技术的研究还很不成
熟。但是作为商用软件包的图象检索系统己经问世,在网络上的演示版本
也相应出现,以下将介绍几个具有不同特点的系统。
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的
的系统是第一个商用的系统。它针对大型的
图象数据库,同时也支持检索。演示版分别给出了对邮票、照片和黑
白商标检索的示例。对于邮票和照片,提供根据颜色、颜色层、纹理等特
征进行图象检索的途径,对于黑白商标还提供了分形检索方法。此外,
系统还运用了一些维度约减技术如和多维索