图形是一类特定的图象,它的主体由外部轮廓线条及其内部区域构成,背景颜色单一,形状是它的主要视觉特征。在教育领域,图形资源日益丰富且使用广泛,所以它的有效检索就变得尤为重要。基于形状特征的图形检索系统是利用形状特征间的相似度实现图形的检索。以为教育人员在教育图形检索方面提供便利为目的,研究了图形的形状分析与检索技术,建立了应用于教育领域的基于形状的图形检索系统。主要通过文献调查法与实验法,对图形的形状特征分析与基于形状的图形检索技术进行了较为深入的研究。主要工作、成果与结论如下:(1)总结了当前形状特征描述参数,实现了多种形状特征描述参数,有不变矩、Zernike矩、边缘方向直方图、矩形度、圆形度、偏心率、轮廓曲率直方图、内角直方图与傅立叶描述子。(2)实现了基于形状的图形检索系统,由四个模块组成:特征索引数据库生成模块、用户输入模块、系统检索模块与结果输出模块。用户通过查询界面提交查询目标图形,系统对目标图形进行预处理、提取形状特征,同时从特征索引数据库中提取形状特征,将两者进行相似性计算,按相似性的大小顺序排序过滤,结果显示给用户。(3)通过对MPEG-7 Shape B图库的试验,对多种形状参数进行了检索性能的比较。实验证明Zernike矩的检索效果最好,其次是边缘方向直方图与不变矩,而矩形度、偏心率与圆形度检索效果极差。在此结论基础上,提出了效果更好的综合检索方法。(4)基于形状的图形检索系统在教育中的应用主要体现在教育图形库的建立与对教育图形库的检索。建立了包含有6000多幅图形的教育图形库,内容包括教学用图、动物、植物、用品、自然界等。教育图形库共分为165类,每类从中挑选10幅图形,组成图形样本库。选择综合检索方法分别应用于图形样本库与教育图形库的检索,由于图形类别和数量的大量增加,检索效果都随之下降。实验表明,单纯基于形状的图形检索,在图形数1000幅左右的情况下,检索效果令人满意,适合于特定专题的检索。而如果是大规模的图库检索,需要与其它特征结合。论文使用Visual C++ 6.0开发工具,基于Windows XP操作系统和Microsoft Access 2003数据库,开发了基于形状特征的图形检索系统,对多个图形库分别实验,取得了比较令人满意的结果,并应用于教育图形的检索。另外,完善了数字图象分析与处理系统的图形处理菜单和形状描述菜单下的部分功能,添加了多种形状特征参数的提取功能。研究表明,采用综合检索方法的基于形状的图形检索系统,取得了比较好的检索效果;基于形状的教育图形检索系统,丰富了教育图形资源,也为师生查询教育图形提供了新的途径。对图形的形状分析与检索技术的研究还是初级的,希望有更多人来关注技术在教育中的应用。