用于图像语义检索的深度哈希算法
本文选题:图像检索 + 哈希算法 ; 参考:《浙江大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着互联网的飞速发展,网上的图像资源也在以爆炸的速度增长,为了在如此大规模的数据中根据不同用户各自的需求来高效地检索相关的图像,哈希相关的检索算法应运而生。然而在现存的大多数传统哈希算法中,图像特征提取和后续的哈希函数学习是割裂的,这使得特征很难与哈希函数学习过程适配,影响了检索效果。基于深度学习的哈希算法的出现缓解了这一问题,但仍面临优化复杂难于训练,生成哈希码冗余性强等一系列问题。在本文中,我们提出了基于深度学习的语义检索哈希算法(Deep Hashing for Semantic Retrieval,简称DHSR),该方法使用深度卷积神经网络同时进行特征提取和哈希函数学习,实现了完全端到端的训练学习,将图像特征的提取和哈希函数的学习融入到同一个过程中,使这两部分互相适配促进,还提出结合了样本点标签和样本对标签两种监督信息以及量化误差的优化目标,使得神经网络模型可以在学习较好的个体语义特征的基础上,生成保持样本对原始相对位置关系的哈希码。在此基础上,本文进一步提出了一种基于神经网络的复合哈希码层次检索策略,通过单次训练神经网络生成两组哈希码,结合哈希表查找和哈希码排序两种方法的优点。另外,本文还采用分块全连接模块代替全连接部分,生成各位更加不相关的哈希码,并通过模型融合以及微调训练的方式以及一系列优化技巧提升算法的稳定性和准确率。大量实验结果证明,本文提出的DHSR方法在MNIST,CIFAR-10和NUS-WIDE三个公开图片数据集上都取得了比现有的哈希算法更好的效果。
[Abstract]:With the rapid development of the Internet, the image resources on the Internet are also increasing at the rate of explosion. In order to efficiently retrieve the related images according to the respective needs of different users in such large-scale data, Hash-related retrieval algorithm emerges as the times require. However, in most of the existing traditional hash algorithms, image feature extraction and subsequent hash function learning are fragmented, which makes the feature difficult to match with the learning process of the hash function, and affects the retrieval effect. The emergence of Hash algorithm based on deep learning alleviates this problem, but it still faces a series of problems, such as complex optimization and difficult training, strong redundancy of generating hash code, etc. In this paper, we propose a deep learning based semantic retrieval hashing algorithm called Deep Hashing for Semantic Retrieval,. This method uses deep convolution neural network to extract features and learn hash functions simultaneously, and realizes the complete end-to-end training learning. The extraction of image features and the learning of hash function are integrated into the same process, which makes the two parts fit and promote each other, and proposes the optimization goal of combining the two kinds of monitoring information of sample point label and sample to label, as well as the quantization error. The neural network model can generate a hash code to preserve the relationship between the sample and the original relative position on the basis of learning better individual semantic features. On this basis, a hybrid hash code retrieval strategy based on neural network is proposed in this paper. Two groups of hash codes are generated by a single training neural network, which combines the advantages of the two methods of hash table lookup and hash code sorting. In addition, the block full connection module is used instead of the full connection module to generate more irrelevant hash codes, and the stability and accuracy of the algorithm are improved by model fusion, fine tuning training and a series of optimization techniques. A large number of experimental results show that the proposed DHSR method is more effective than the existing hash algorithm in the three open picture datasets of MNIST CIFAR-10 and NUS-WIDE.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 黄云轲;辛小龙;李成龙;李聿民;;关于对哈希算法的研究与应用[J];计算机光盘软件与应用;2012年03期
2 陈一骄;卢锡城;孙志刚;;面向流管理的哈希算法研究[J];计算机工程与科学;2008年04期
3 邹保平;;基于一致哈希算法的用电信息采集系统研究[J];电力信息化;2011年06期
4 刘华珠;贺前华;;基于哈希算法的网络桥接器地址维护方法(英文)[J];科学技术与工程;2008年17期
5 王远;;可重构哈希算法芯片的设计与实现[J];电脑知识与技术;2012年04期
6 张江,傅鹤岗;基于关联规则的二维哈希算法的改进[J];计算机工程与设计;2005年08期
7 唐铭;史长琼;周恺卿;张大方;;倒插入分段哈希算法[J];计算机应用;2011年02期
8 孙阳;朱宏峰;刘天华;;一种新型抗旋转攻击的鲁棒哈希算法[J];小型微型计算机系统;2011年04期
9 贺贤明,邵雷兵;一种基于学习的自适应哈希算法研究[J];计算机应用与软件;2004年11期
10 邵雷兵,庄毅;一种基于学习的自适应哈希算法研究[J];微电子学与计算机;2004年08期
相关会议论文 前3条
1 刘宗斌;马原;荆继武;夏鲁宁;;SM3哈希算法的硬件实现与研究[A];第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2011年
2 文振q;朱为总;欧阳杰;高金花;;一种鲁棒可区分的视频感知哈希算法[A];第18届全国多媒体学术会议(NCMT2009)、第5届全国人机交互学术会议(CHCI2009)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2009)论文集[C];2009年
3 文振q;高金花;刘朋飞;杜以华;张萌;;基于分块DCT和PCA的图像感知哈希算法研究[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
相关博士学位论文 前6条
1 金仲明;基于哈希算法的海量多媒体数据检索研究[D];浙江大学;2015年
2 焦玉华;音频感知哈希算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 赵玉鑫;多媒体感知哈希算法及应用研究[D];南京理工大学;2009年
4 赵杠;对偶连接问题的哈希算法研究[D];复旦大学;2010年
5 胡媛媛;基于视觉模型的图像感知哈希算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 袁鑫攀;基于minwise哈希的文档复制检测的研究及应用[D];中南大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘弘;基于Markov图模型的特征哈希算法[D];江西师范大学;2015年
2 杜丹丹;基于稀疏哈希算法的目标跟踪方法研究[D];大连理工大学;2015年
3 倪康康;基于哈希算法的图像检索系统[D];西安电子科技大学;2015年
4 高宪军;半监督哈希算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 余俊伟;基于局部不变矩和DWT特征矩阵的图像哈希算法[D];广西师范大学;2015年
6 阮林林;基于局部线性嵌入和局部保持投影的图像哈希算法[D];广西师范大学;2015年
7 董献伦;基于关系型数据库的数据切分问题研究[D];山东大学;2016年
8 王建;快速近似近邻检索的哈希方法研究[D];山东大学;2016年
9 李秀琴;基于DWT特征点和方向直方图的图像哈希算法[D];广西师范大学;2016年
10 刘凯;基于压缩感知的图像哈希算法[D];广西师范大学;2016年
,本文编号:1921678
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1921678.html