基于特征融合的草图检索方法研究

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随着近些年互联网的普及和发展,数字图像的数量急剧增长,图像的检索方法也由基于文本转变为基于内容。随着大量触摸屏设备的出现,一种新的基于草图的图像检索方法引起了研究人员的关注。用户通过在设备上轻松绘制出手绘草图,并将其作为查询输入,可以在海量的图像数据库中查找到与输入匹配的图像。草图检索方法具有特殊性,存在不少难点。例如,对边缘图像进行特征提取时需要寻找合适的特征提取方法和特征保存方法,进行图像检索时需要采取合适的检索方法保证结果的准确性。基于以上问题,本文提出了基于特征融合的草图检索方法。在特征提取方面,提出了 MBHOG(Multiple Binary Histogram of Oriented Gradient)特征获取图像纹理特征。在检索时,提出一种二进制图像掩码提高检索准确率,并提出一种根据颜色特征对结果重排序的算法。最终,本文设计并实现了一个草图检索系统。本文的具体工作如下:1)提出一种图像特征提取方法MBHOG。首先,本文对BHOG(Binary HOG)特征进行了改进,在每个方格中提取两个主方向获得了 PBHOG(Primary BHOG)特征。其次,本文提出一种二进制的编码方法,将传统的HOG特征的梯度值转换为离散值,并用相应的二进制编码代替,获得DBHOG(Discrete HOG)特征。最终使用特征融合的方法获得MBHOG特征。这两种特征提取和保存的方法可以有效地减少特征存储空间,并保留重要特征,同时二进制的特征编码方法可以提高检索时的计算效率。2)提出一种图像掩码作为检索时的约束条件。检索方法的设计总是与特征提取方法互相匹配,本文的方法在计算图像距离时,采用汉明距离作为计算准则。为了提高检索结果的准确性和提高检索方法的鲁棒性,本文提出一种二进制掩码作为距离计算时的约束,此掩码同时可以减少计算量。大量的实验证明了使用图像掩码会获得更好的检索结果。最后,本文提出一种将单一的RGB转换为颜色直方图的方法。通过以上方法获得检索结果之后,可以输入RGB值根据颜色对结果进行重排序。单一的RGB值无法形成有效的颜色直方图,本文提出的以输入值为中心的分通道处理的方法可获得4096维的有效颜色直方图。3)设计并实现了基于特征融合的草图检索系统。用户可以在该系统的界面上绘制草图作为输入,该系统可快速检索并显示相关结果。
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