基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法

1、 第7期 孫君頂?shù)?: 基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法 825 J = Y/ F ( 11 這里 X 代表檢索結(jié)果返回的圖像總數(shù) , Y 代表查詢 結(jié)果中與例子圖像相關(guān)的目標(biāo)圖像數(shù) , F 表示圖像 庫(kù)中與例子圖像相關(guān)的目標(biāo)圖像總數(shù) 。由精確度和 檢索率的定義可知 , I 0 , 1 , J 0 , 1 。通過(guò)執(zhí)行 例子集合中的各個(gè)查詢來(lái)計(jì)算出查詢的平均檢索精 度和查全率 ,據(jù)此就能給出系統(tǒng)的檢索性能評(píng)價(jià) 。 對(duì)于試驗(yàn) 1 , 本文是采用 “檢索率” 來(lái)對(duì)檢索結(jié) 果進(jìn)行評(píng)價(jià) 。實(shí)驗(yàn)是從每類圖像中分別抽取 2 幅圖 像作為檢索實(shí)例圖像進(jìn)行了 12 次檢索 , 在 12 次檢 索結(jié)果中 ,檢

2、索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值 為 7213 % ,采用文獻(xiàn) 9 方法的 12 次檢索結(jié)果中 ,在 檢索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值為 5819 % , 而采用顏色直方圖方法 1 的 12 次檢索結(jié)果中 ,在檢 索出的前 7 幅圖像中檢索率的平均值僅為 4512 % 。 圖 2 給出了本文方法 、 文獻(xiàn) 9 方法和直方圖方法的 其中 1 次的檢索結(jié)果 , 其中每行最左邊的一幅圖像 為示例圖像兼檢索結(jié)果 ,隨后為檢索結(jié)果圖像隊(duì)列 , 從左至右相似度是由大到小順序排列的 。 在光照不同的情況下 , 由于本文方法是采用顏 色的不變量 ( 色調(diào) 作為圖像的顏色特征 , 因此該特 征相對(duì)于直

3、方圖方法來(lái)說(shuō) ,受光照的影響相對(duì)較小 , 同時(shí)由于本文方法同時(shí)采用顏色信息和空間信息作 為檢索依據(jù) ,因此取得了較好的檢索效果 。文獻(xiàn) 9 的方法雖對(duì)于有明顯物體出現(xiàn)的圖像有較好的檢索 效果 ,但對(duì)于該類圖像 , 由于受光照變化的影響 , 圖 像中物體的特征發(fā)生了較大的變化 , 因而影響了該 方法的檢索性能 , 而直方圖方法則由于完全丟棄了 圖像的空間信息 , 因此直方圖方法的檢索結(jié)果中包 含了許多與示例圖像完全不相關(guān)的圖像 。 (a 本文方法檢索結(jié)果 (b 文獻(xiàn) 9 方法檢索結(jié)果 (c 直方圖方法檢索結(jié)果 圖2 試驗(yàn) 1 示例圖像和檢索圖像隊(duì)列 對(duì)于試驗(yàn) 2 , 本文利用精確度和檢索率相結(jié)合

4、 的方法來(lái)檢驗(yàn)本文方法的檢索結(jié)果 。試驗(yàn)是先在圖 像庫(kù)中選取 5 類圖像 , 且在每類圖像中抽取 5 幅圖 像共組成 25 次查詢 ,然后結(jié)合這 25 次查詢 ,計(jì)算出 在不同檢索率條件下系統(tǒng)的平均精確度 , 同時(shí)計(jì)算 出直方圖方法和文獻(xiàn) 9 方法在相應(yīng)檢索率條件下 的平均精確度 ,3 種方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 3 所示 。 從圖 3 還可以看出 ,本文方法明顯優(yōu)于直方圖方法 , 對(duì)于文獻(xiàn) 9 的方法 ,由于采用區(qū)域生長(zhǎng)的方法對(duì)圖 像進(jìn)行分割來(lái)提取圖像中的物體 , 因此當(dāng)圖像中有 明顯物體出現(xiàn)時(shí) , 采用該方法可取得較好的檢索效 果 ,從圖 3 還可看出 ,在較低的檢索率條件下 ,文獻(xiàn) 圖3 檢索

5、率與精確度變化曲線 826 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào) 第9卷 9 的方法稍優(yōu)于本文方法 , 但在其他條件下 , 本文 方法明顯占優(yōu) ,同時(shí)在提取圖像的特征時(shí) ,本文方法 的計(jì)算復(fù)雜度明顯低于文獻(xiàn) 9 的方法 。圖 4 給出 了本文方法 、 文獻(xiàn) 9 方法和直方圖方法的一次檢索 結(jié)果 。 (a 本文方法檢索結(jié)果 ( b 文獻(xiàn) 9 方法檢索結(jié)果 (c 直方圖方法檢索結(jié)果 圖4 試驗(yàn) 2 示例圖像和檢索圖像隊(duì)列 為了檢驗(yàn)本文方法對(duì)旋轉(zhuǎn)和平移等形變的敏感 程度 , 還用多幅示例圖像進(jìn)行了不同角度和各種平 移等形變處理的檢索試驗(yàn) , 發(fā)現(xiàn)本文方法仍具有較 好的檢索效果 。另外 , 在試驗(yàn)過(guò)程中 , 還對(duì)圖像區(qū)域

6、 子塊的尺寸進(jìn)行了調(diào)整試驗(yàn) , 結(jié)果發(fā)現(xiàn) , 對(duì)同一類圖 像 , 區(qū)域子塊的尺寸越小 , 相似性測(cè)量的效果越好 , 而且對(duì)圖像中的小尺寸物體也有更好的識(shí)別能力 , 但是由于減小子塊的尺寸以后 , 檢索速度卻受到了 較大影響 , 因此 , 在實(shí)際應(yīng)用中可以折中考慮兩種因 素 , 選取合適的分塊尺寸 , 同時(shí) , 對(duì)不同類別的圖像 , 可通過(guò)調(diào)整式 ( 9 中參數(shù) W1 , W2 的取值 , 以便獲取 更好的檢索效果 。 具有較好的檢索性能 , 其檢索結(jié)果能較好地接近人 的視覺(jué)感知效果 , 但如何在檢索過(guò)程中引入學(xué)習(xí)機(jī) 制 ( 如相關(guān)反饋技術(shù) , 是本文方法下一步的研究?jī)?nèi) 容。 參 考 文 獻(xiàn) 1

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12、殊的限制和預(yù) 處理要求 。試驗(yàn)結(jié)果表明 , 本文方法不但有效 , 而且 第7期 孫君頂?shù)?: 基于顏色和形狀特征的彩色圖像檢索方法 827 9 王濤 , 胡事民 , 孫家廣 . 基于顏色2空間的圖像檢索 J . 軟件學(xué) 崔江濤 1975 年生 ,2001 年獲西安電 子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)碩士學(xué)位 , 現(xiàn) 為西安電子科技大學(xué)多媒體技術(shù)研究所在 職博士研究生 。主要研究方向?yàn)槎嗝襟w數(shù) 據(jù)庫(kù)管理 、 圖像處理 、 多媒體網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 。 報(bào) , 2002 ,13 (10 :20312036. 10 Gevers T , Smeuder A W M. Evaluating color and shap

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