基于HSV颜色直方图的图像检索算法性能分析

表2 检索时间比较
检索方法 检索时间
一般颜色直方图 9.218s
颜色累加直方图 9.376s
于一般颜色直方图的检索效率，也就是说采用累加颜色直方 图获得的好的检索效果是以检索效率为代价的，但是检索效 率相差不是很大。综合考虑检索效率和检索有效性，采用颜 色累加直方图作为特征要优于采用一般颜色直方图。
基于直方图的图像检索过程主要包括颜色模型选择、直
采用的是 HSV 模型。所以在进行图像处理之前一般需要将 RGB 模型转化为 HSV 模型。将 RGB 模型转化为 HSV 模型 的公式如下：
其中 ■■1.2 直方图特征提取和量化
即 ， 的量化级数 4, L 取值范围 [0,255]。 ■■1.3 相似性度量
电子基础
基于 HSV 颜色直方图的图像检索算法性能分析
作者/康朝红、刘鑫淼、黄静，石家庄铁道大学四方学院 石家庄铁道大学四方学院科研专项资金资助项目
文章摘要：本文给出了利用图像颜色直方图和累加颜色直方图进行图像检索的方法，并对两种算法性能进行分析。算法选用HSV颜色空间 模型，首先对HSV分量进行非均匀量化，然后计算图像的颜色直方图和累加颜色直方图，利用欧式距离方法计算待检索图像和图像库中图 像的相似度，最终得到检索结果。通过检索时间和查准率来分析算法性能。仿真结果表明，采用累加颜色直方图作为特征来检索图像得到 相对稳定的检索性能。 关键词：图像检索 HSV；颜色直方图；累加颜色直方图
参考文献
＊ [1] 姜兰池 , 沈国强 , 张国媗 . 基于 HSV 分块颜色直方图的图像 ＊ [2] 阎冬明 . 基于颜色与形状特征的图像检索技术研究 [D]. 保定 : ＊ [3] 刘忠伟 , 章毓晋 . 十种基于颜色特征图像检索算法的比较和 ＊ [4] 窦建军 , 文俊基 , 刘重庆 . 基于颜色直方图的图像检索技术 [J]. ＊ [5] 姚敏 . 数字图像处理 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2006. 红外与激光工程 .2005,34（1）. 分析 [J]. 信号处理 ,2000,16（1）. 河北大学 ,2008. 检索算法 [J]. 机电工程 ,2009,26（11）.
3.结束语
试验结果说明采用颜色累加直方图相对于采用一般颜色直
（上接第 63 页）
本文主要对基于颜色直方图的图像检索性能进行分析，
方图有较高的查准率，检索性能较稳定，而检索效率相差 直接在运行环境中进行验证，更好的激发学生阅读程序和 切忌将板书或者课本搬到了 PPT 上，这样的多媒体手段还 不如不用。当然在使用多媒体教学的过程中，也应适度的 加入板书的应用，特别是算法的设计和分析，要留给学生 足够的思考和引导，更适合于使用板书教学，在黑板上设 才能真正体现出多媒体教学在程序设计教学中的优越性。 计出算法的基本思想，在软件环境中对其进行实现和验证，
2.实验结果
43.75% 48.75% 52.5%.
来进行实验，图像大小为 256×384 或 384×256。实验中 随机选取 8 幅图像作为待检测图像，检索输出最相似的前 20 幅图像，实验结果采用 8 次检索结果的平均值。 从表 2 可以看出，采用累加颜色直方图的检索效率低
本实验取 COREL 图像库中 100 幅不同颜色的花卉图像
不是很大。在采用颜色作为特征进行检索时，综合考虑检 方图的性能。
索效率和检索有效性，累加颜色直方图要优于一般颜色直
表1 查准率检索ห้องสมุดไป่ตู้能比较
待检测图像数 1幅 2幅 4幅 6幅 8幅 一般颜色直方图 40% 60% 颜色累加直方图 47.5% 50% 55% 55% 55%
效率用检索时间来表示，检索有效性用查准率来表示，其定
引言
规模地应用。随着图像数据量的不断增加，要从海量的图像 数据中找到所需要的图像变得非常困难。因此如何利用计算 机来提高检索图像的效率，成为普遍关注的研究课题，由此 产生了许多图像检索方法。 索中。到目前为止，很多利用颜色特征进行图像检索主要是 利用图像的直方图，包括全局直方图、累加直方图等。本文 给出了利用图像全局直方图和累加直方图进行图像检索的方 法，并对两种算法性能进行分析。 颜色作为图像重要的视觉特征，被广泛的应用在图像检
量化后，按照下式将三个颜色分量合成一维特征向量，
分别是 S 和 V
是不同色彩在整幅图像中所占的比例，即各个颜色出现的频 64 | 电子制作 2017 年 4 月
颜色直方图是描述图像颜色信息的基本手段，它反映的
欧式距离来度量两幅图像之间的相似性。设两幅图像的归一 化特征向量分别为 ， ：
欧式距离是最为常用的相似度度量方法，因此本文采用
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电子基础
■■1.4 性能评价 义如下： Sim 越小则相似度越大。 图像检索性能包括检索效率和检索有效性来衡量。检索
实现过程。
空间， 而且计算量特别大， 但对检索精度不会有很大的改善， 因此可以将直方图进行量化处理。根据人眼视觉对颜色的感 非均匀量化。 知特性，本文将 H、S、V 分量分别做 16 级、4 级和 4 级的
直接利用直方图进行相似性度量，会占用非常大的存储
方图提取及量化和直方图的相似性度量，以下介绍具体算法 ■■1.1 颜色特征提取 图像显示时一般采用 RGB 模型，而在图像处理时一般
数字图像作为一种重要的信息媒体，在许多领域得到大
率，其公式为： k=0,1,…,L-1，式中 k 代表图像的特征取值，L 是特征
可取值个数，n(k) 是图像中具有特征值为 k 的像素的个数， N 是图像像素的总数。 累计求和，其公式如下： 累加直方图是对颜色直方图的加工，即对原直方图进行
1.算法描述