基于内容的图像检索与推荐技术研究

发布时间：2017-04-12 23:19

  本文关键词：基于内容的图像检索与推荐技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数码图像采集设备和互联网技术的快速发展,使得互联网中的图像以几何级的速度增长,用户在互图像海洋中寻找自己需要的内容越来越困难。因此,利用计算机提取图像的视觉内容并组织图像、同时提高图像检索和推荐的效率已经成为计算机视觉领域的一个研究热点。 本文探索研究基于机器学习的图像检索和推荐相关的理论及技术,包括：图像特征的提取与组合、相似度度量、基于核方法的图像聚类、推荐图像的筛选、大规模图像高效显示与互动等,最终构建大规模图像检索与推荐系统。本文的主要工作和创新如下： (1)为准确度量图像内容相似度,提出一种基于多核距离的图像相似度组合度量方法。在提取全局和局部特征的基础上,分别构建了颜色直方图、灰度共生纹理特征、Gabor纹理特征以及SIFT关键点特征的核距离相似度矩阵,并构建成全面度量图像内容的相似度矩阵。 (2)针对大规模图像数据库在特征空间上线性可分性差及聚类性能严重依赖初始类中心的问题,提出一种改善初始聚类中心的核K均值聚类算法。首先将图像特征映射到高维核空间,然后提出基于样本合并的初始样本选择算法,最终在高维核空间使用K均值算法将图像聚类。实验结果表明本文提出的改进算法相比已有的基于核的K均值算法提高了将近1%的分类准确率。 (3)针对图像库中图像数量太多,全部显示困难的问题,本文设计了一种分层显示大规模图像的方法。先在各类图像中选取典型图像进行推荐,再根据用户对典型图像的选择实现图像库的过滤与检索。统计结果显示,本文方法缩短了用户检索图像的时间。 (4)为解决大规模的图像数据的二维可视化问题,提出基于相似度保持投影和hyperbolic坐标变换的大规模图像可视化算法。首先使用基于核的PCA和MDS获取图像在二维空间的投影点,并利用hyperbolic变换方式将投影点进行再次变换,相比于现有的可视化方法,本文方法更加符合用户对显示结果的需求。 (5)提出了一种新的基于特征方差的相关反馈框架,在用户标注图像满意或不满意后,通过计算不同特征的方差来判断用户的喜好,并根据特征方差调整相似度度量矩阵的组合系数。实验结果表明,本文方法提高了检索的准确率。 (6)设计和实现了一个完整图像检索和推荐系统。系统包括大规模图像库的推荐、过滤、检索等功能。相比于已有的检索系统,本系统在检索速度、推荐图像显示方式等方面显示出独特的优势。
【关键词】：图像检索 图像推荐 基于核的聚类 相似度保持投影 相关反馈
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-23
• §1.1 基于内容的图像检索研究内容10-15
• 1.1.1 图像检索技术与分类10-13
• 1.1.2 图像特征提取13-14
• 1.1.3 图像相似度匹配14
• 1.1.4 相关反馈14
• 1.1.5 图像检索系统评价14-15
• §1.2 国内外研究现状15-19
• §1.3 课题研究基础19
• §1.4 本文主要工作及应用意义19-21
• §1.5 论文内容安排21-23
• 第二章 基于全局和局部特征的图像相似度度量23-46
• §2.1 彩色直方图特征提取23-26
• §2.2 灰度共生纹理特征提取26-28
• §2.3 Gabor纹理特征提取28-31
• §2.4 SIFT特征提取31-36
• §2.5 四种特征分类性能分析36-37
• §2.6 SVM与基于核的图像相似度度量37-44
• 2.6.1 图像相似度度量37-40
• 2.6.2 支持向量机(SVM)40-43
• 2.6.3 基于核的图像相似度43-44
• §2.7 本章小结44-46
• 第三章 基于核的图像聚类及典型图像推荐46-59
• §3.1 基于核的K均值聚类及其改进46-53
• 3.1.1 聚类分析46-50
• 3.1.2 改进的基于核的K均值聚类(K-means聚类)50-52
• 3.1.3 实验结果与分析52-53
• §3.2 典型图像推荐53-58
• 3.2.1 推荐图像数目确定54
• 3.2.2 基于最小均方误差量化的推荐图像选取54-57
• 3.2.3 实验结果分析57-58
• §3.3 本章小结58-59
• 第四章 相似度保持的图像投影与显示技术59-75
• §4.1 特征降维技术60-61
• §4.2 基于核PCA的相似度保持投影61-64
• 4.2.1 主成分分析61-62
• 4.2.2 基于核的主成分分析(KPCA)62-64
• §4.3 基于核的MDS投影变换64-67
• §4.4 庞加莱圆盘模型67-70
• §4.5 hyperbolic技术图像显示70-74
• §4.6 本章小结74-75
• 第五章 相关反馈图像检索与推荐75-82
• §5.1 基于内容图像检索中相关反馈技术的必要性75-76
• §5.2 相关反馈技术及其分类76-77
• §5.3 基于权重调整相关反馈技术的图像检索与推荐77-79
• §5.4 实验结果与分析79-81
• §5.5 本章小结81-82
• 第六章 图像推荐与检索系统的实现82-90
• §6.1 系统总体流程82-83
• §6.2 交互式图像推荐与检索83-88
• §6.3 检索与推荐系统的性能分析88-89
• §6.4 本章小结89-90
• 第七章 总结与展望90-93
• §7.1 工作总结90-91
• §7.2 未来工作展望91-93
• 参考文献93-101
• 攻读博士学位期间取得的科研成果101-102
• 致谢102-103
• 作者简介103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于内容的图像检索与推荐技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：302296