【CBIR】CBIR学习

本文深入探讨了CBIR(Content-Based Image Retrieval)的三个层次,重点介绍了颜色和形状特征在图像检索中的作用。颜色特征部分讨论了颜色空间变换、量化方法,如YIQ、YUV、Munsell颜色表和CIE颜色空间。形状特征部分涉及图像分割、边缘检测和基于统计形状模型的图像分割。同时,文章提到了当前的研究热点,包括特征选择、相似性度量和自动标注技术,旨在提高检索准确率。

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【CBIR】CBIR学习

CBIR

CBIR分为三个层次:

一、依据提取图像本身的颜色、形状、纹理等低层特征进行检索;

二、基于图像的低层特征,通过识别图像中的对象类别及对象间的空间拓扑关系进行检索;

三、基于图像抽象属性(场景语义、行为语义和情感语义)的推理学习进行检索。

 

研究热点:

1.如何选择合适的全局特征去描述图像内容和采用什么样的相似性度量方法进行图像匹配;

2.基于区域,通过图像分割提取图像中的物体,再对每个区域使用局部特征来描述,综合每个区域特征可得到图像特征描述。

3.借助相关反馈的思想,根据用户需求及时调整系统检索时用的特征和相似性度量方法,从而缩小底层特征和高层语义之间的差距。

4.如何从多种渠道获取图像语义信息,如何将图像底层特征与图像关键词结合进行图像自动标注以提高检索准确率等。

 

检索方法分类:

1、外部图例查询

2、内部图例查询

3、草图查询

4、综合查询

 

颜色特征

颜色空间变换+量化     是基于颜色特征的图像检索的一个十分重要的问题

颜色特征提取及颜色和空间信息

 

以RGB颜色空间作为表达图像颜色特征的起点,研究不同的变换Tc和响应的量化Qc,以得到一些相互分隔的空间,而空间应具有一致性、完整性、紧凑性、和自然性。

 

1一致性:颜色之间的近似度量应表达视觉感知上的相似性。

2完整性

### 基于内容的图像检索 (CBIR) 的深度学习模型实现与应用 #### 深度学习CBIR中的作用 随着大数据时代的到来,基于内容的图像检索(CBIR)与深度学习算法相结合逐渐成为主流。这种结合不仅提升了特征提取的能力,还显著改善了检索精度和速度[^2]。 #### AlexNet模型的应用 AlexNet 是早期成功应用于图像识别领域的卷积神经网络之一。该模型引入了非线性激活函数ReLU,这使得模型能够捕捉到更复杂的模式并增强特征表达能力。对于CBIR而言,这意味着可以从图像中抽取更加丰富的语义信息用于后续的相似度匹配过程。 ```python import torch.nn as nn class AlexNet(nn.Module): def __init__(self, num_classes=1000): super(AlexNet, self).__init__() self.features = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=11, stride=4, padding=2), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2), # 更多层... ) def forward(self, x): x = self.features(x) return x ``` #### VGG模型及其改进 VGG系列模型通过增加网络层数来提升性能表现,在保持简单结构的同时实现了优异的结果。然而,为了使这类深层架构发挥最佳效果,通常需要大量的训练样本以充分拟合参数空间内的分布特性。 ```python from torchvision import models vgg_model = models.vgg16(pretrained=True) for param in vgg_model.parameters(): param.requires_grad_(False) classifier = nn.Sequential( nn.Linear(vgg_model.classifier[6].in_features, 512), nn.ReLU(), nn.Dropout(0.4), nn.Linear(512, 102), nn.LogSoftmax(dim=1)) vgg_model.classifier[6] = classifier ``` #### 特征提取技术 除了经典的CNN框架外,现代CBIR系统还会运用多种先进的特征表示方法: - **颜色直方图**:描述全局色彩分布情况; - **局部二值模式(LBP)**:反映纹理细节; - **尺度不变特征变换(SIFT)/加速稳健特征(SURF)**:定位关键点位置及方向; 这些低级视觉属性经过编码转换成高级抽象概念后被送入分类器完成最终的任务决策流程[^4]。 #### 应用实例 实际应用场景下,CBIR可以通过以下几种方式进行部署: - **电子商务平台商品推荐**:根据用户浏览历史记录快速查找外观相近的商品列表; - **医疗影像诊断辅助工具**:帮助医生迅速定位病变区域以及提供可能疾病类型的建议; - **社交网络照片管理服务**:支持按主题或人物面孔自动整理相册内容等功能。
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