基于紋理特征的圖像檢索研究

《基于紋理特征的圖像檢索研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、基于紋理特征的圖像檢索研究1?選題背景及研究意義1.1選題背景：在當(dāng)今的信息化吋代，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量的數(shù)字媒介被用來(lái)記錄信息，數(shù)字圖像是其屮一種用以記錄真實(shí)世界景象的重要方式。各行各業(yè)，包括在人們的社會(huì)生活中，各種內(nèi)容的大規(guī)模數(shù)字圖像庫(kù)不斷出現(xiàn)。有效地建立、管理和充分利用圖像信息庫(kù)資源,一直是國(guó)內(nèi)外科技工作者關(guān)注的問(wèn)題。能夠有效地在龐大的圖像庫(kù)中搜索到需要的圖像信息，是進(jìn)行數(shù)字圖像管理和分析的關(guān)鍵技術(shù)。早在上個(gè)世紀(jì)七十年代，rti于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的

2、發(fā)展，人們就借助于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行檢索。這時(shí)候圖像檢索的一個(gè)典型框架是，首先對(duì)圖像用文木進(jìn)行注解，然后用基于文本的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystemDBMS)來(lái)進(jìn)行圖像檢索。這樣一來(lái)對(duì)圖像的查詢就變成了基于標(biāo)簽的查詢。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但有兒個(gè)根本的問(wèn)題影響對(duì)圖像信息的有效使用：首先,由丁?圖像內(nèi)容很難用文字標(biāo)簽完全表達(dá)，所以這種方法在查詢圖像屮常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。其次，文字描述是一種特定的抽象，如果描述的標(biāo)準(zhǔn)改變，則標(biāo)簽也得從新制作才能適合新查詢的要求。換句話說(shuō)

3、，特定的標(biāo)簽只適合特定的查詢要求。最后，H前這些文字標(biāo)簽是靠觀察者選出來(lái)才加上去的，因此受主觀因素影響很大,不同的觀察者或同一觀察者在不同的條件下對(duì)同一副圖像可能給出不同的描述，因而不夠客觀，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，常會(huì)口相孑盾。圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的核心技術(shù)是圖像檢索。圖像檢索則是近年來(lái)海量信息處理面臨的“瓶頸”。基于內(nèi)容的檢索最具有本質(zhì)性，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。圖像檢索技術(shù)的兩大關(guān)鍵是圖像特征的提取和相似性度量。在人類視覺(jué)屬性屮，紋理作為基本的視覺(jué)特征Z-,分布十分廣泛。針對(duì)紋理的研究雖已經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，

4、但對(duì)紋理的明確定義直至FT前尚未出現(xiàn)，紋理應(yīng)用于圖像檢索的時(shí)間也是相對(duì)短暫的?；诩y理特征的圖像檢索是基于內(nèi)容的圖像檢索研究屮的前沿技術(shù)?；?紋理的圖像檢索和基丁內(nèi)容的圖像檢索冇著密切的聯(lián)系。下面先來(lái)介紹一下基丁內(nèi)容的圖像檢索基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)是一種綜合集成技術(shù)，涉及到認(rèn)知科學(xué)、人工智能、模式識(shí)別、圖像處理、信息檢索等多個(gè)領(lǐng)域。其中一些關(guān)鍵技術(shù)如特征提取、圖像分割、對(duì)彖提取、高維索引等一直都是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題?；趦?nèi)容的圖像檢索(CBIR)技術(shù)由機(jī)器自動(dòng)提取包含圖像內(nèi)容的可視化特征:顏色、紋理

5、、形狀、輪廓、對(duì)象的位置和相互關(guān)系等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像和查詢樣本圖像在特征空間進(jìn)行相似匹配，檢索出與樣本相似的圖像。首先，對(duì)圖像客觀特征一一顏色，形狀，紋理的特征提取算法依然有待于進(jìn)一步的發(fā)展。其次，如何冇機(jī)的組織圖像的多個(gè)特征，如何利用特征Z間的互補(bǔ)能力捉高檢索效率，是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。最后，提取的圖像特征是一個(gè)高維向量，對(duì)于大型圖像庫(kù)，需要研究新的索引結(jié)構(gòu)和算法建立高維索引，以支持快速檢索。紋理是圖像的重要信息和特征。在病理診斷屮，正常器官表面的紋理和發(fā)生病變的器官表面的紋理具有很大的不同，由此

6、可實(shí)現(xiàn)病理診斷；遙感照片中的各種圖像，大部分呈現(xiàn)紋理型，平原、低丘和山脈具有不同的形狀和高度的起伏，反映在圖像上則呈現(xiàn)不同粗糙度和方向的紋理；在病理診斷中，正常器官表面的紋理和發(fā)生病變的器官表面的紋理具有很大的不同，由此可實(shí)現(xiàn)病理診斷；在文物復(fù)原系統(tǒng)屮，不同個(gè)體的文物碎片具冇不同的形狀和紋理，通過(guò)形狀匹配和紋理分析，有助于實(shí)現(xiàn)文物復(fù)原。與其它圖像特征相比，紋理反映了圖像灰度模式的空間分布，包含了圖像的表面信息及其周圍環(huán)境的關(guān)系，更好的兼顧了圖像的宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)，因而在圖像分析中日益受到關(guān)注，成為人

7、們研究和處理圖像的重要技術(shù)。鑒于紋理的重要性和實(shí)用性，本文圍繞基于紋理特征的圖像檢索技術(shù)展開(kāi)研究。1.2選題意義：口前，各種圖像數(shù)據(jù)庫(kù)(包括各類專用圖像數(shù)據(jù)庫(kù)Internet?庫(kù)等)屮存在大量的圖像，少則兒十上百，多則成千上刀。并且這些圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的研究將對(duì)多媒體數(shù)字圖書(shū)館、醫(yī)學(xué)圖像管理、衛(wèi)星遙感圖像、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造、地理信息系統(tǒng)、罪犯識(shí)別系統(tǒng)和商標(biāo)版權(quán)管理等方面提供了有力的支持。多媒體技術(shù)'Internet網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，使圖像在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用日益廣泛。公安部門(mén)的迅速破案，需耍大量的罪犯圖

8、像信息作為輔助；天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，離不開(kāi)大量T星圖像的支持。各種各樣應(yīng)用的出現(xiàn)，使圖像信息的使用也逐漸滲入到社會(huì)的各行各業(yè)和人們生活的每一個(gè)角落，圖像己成為大眾化數(shù)字信息的一種重要形式。如何組織、表達(dá)、存儲(chǔ)、管理、查詢和檢索這些海量的圖像數(shù)據(jù)，是對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。因此，如何將數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，建立高效的圖像檢索機(jī)制已成為口前迫切需要解決的問(wèn)題。2.本課題研究領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)2