基于颜色特征的图像检索方法

ｌａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｉｍａｇｅｓ ｂｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｗｅｉｇｈｅｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｕｂ－ｂｌｏｃｋｓ ｃｏｌｏｒ ｆｅａ－ ｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｉｍａｇｅｓ，ｔｈｅｎ ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔｅｄ ｔｈｅ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｅｆｆｅｃｔ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｏ ｇｌｏｂａｌ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ，ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｌｏｃｋ
第 ３９ 卷 第 １１ 期 ２０１２ 年 １１ 月
计算机科学 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ
基于颜色特征的图像检索方法研究
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ ２０１２
张 鑫 温显斌 孟庆霞 （天 津 市 智 能 计 算 及 软 件 新 技 术 重 点 实 验 室 天 津 ３００３８４） （计 算 机 视 觉 与 系 统 教 育 部 重 点 实 验 室 （天 津 理 工 大 学 ） 天 津 ３００３８４）
ｈｉｓｔｏｇｒａｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｉｍａｇｅ ｒｅｔｒｉｅｖｅ，Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ，Ｃｏｌｏｒ ｆｅａｔｕｒｅ，Ｅｑｕａｌ－ａｒｅａ ｏｆ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｒｉｎｇ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ
１ 引 言
变化不敏感 等 优 点，但 是 它 无 法 反 映 颜 色 的 空 间 位 置 信 息 。 例如两幅完全不同的图像（如天空和大海）可能具有相同的 颜
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｌｏｒ－ｂａｓｅｄ ｉｍａｇｅ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｇｏｏｄ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｉｍａｇｅｓ．Ｈｏｗ－ ｅｖｅｒ，ｌａｃｋ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｅｒｒｏｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｇｌｏｂａｌ ｃｏｌｏｒ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ａｎｄ ｂｌｏｃｋ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｎｅｗ ｉｍａｇｅ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ｕｓｅｓ ｅｑｕａｌ－ａｒｅａ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｒｉｎｇ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｉｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｅ ｍａｄｅ ｕｓｅ ｏｆ ｅｑｕａｌ－ａｒｅａ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｒｉｎｇ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｏ ｂｌｏｃｋ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ．Ｓｅ－ ｃｏｎｄｌｙ，ｗｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｓｕｂ－ｂｌｏｃｋ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｏｌｏｒ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ａｓ ｃｏｌｏｒ ｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｗｅ ｓｅｔ ｗｅｉｇｈｔ ｖａｌｕｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｇｒａｄｕａｌ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｏｆ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｒｉｎｇ ｆｒｏｍ ｉｎｓｉｄｅ ｔｏ ｏｕｔｓｉｄｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ ａｎ ｉｍａｇｅ，ａｎｄ ｇｏｔ ｔｈｅ ｓｉｍｉ－
近年来由于互联网Байду номын сангаас络 的 快 速 发 展，图 像 数 据 量 呈 现 海 量 色直方图，这势必会造成检索的误差。后来，提出了多种 关 于
的增长。传统的图像 检 索 方 式 是 基 于 文 本 的 ，但 是 它 存 在 很 全局直方图改进的方法，如累加直方图法［３］、分块直方图 法［４］
大的弊端：手工注释 图 像、工 作 量 相 当 大，这 不 可 避 免 地 带 来 等。累加直方图可以避免全局颜色直方图中由于不能取遍 所
摘 要 基 于 颜 色 的 图 像 检 索 因 对 图 像 的 各 种 变 化 有 很 好 的 鲁 棒 性 而 得 到 了 广 泛 的 应 用，但 是 由 于 缺 乏 空 间 信 息 而 造成检索误差。针对全局颜色直方图和分块颜色直方图的 检 索 问 题，提 出 了 一 种 利 用 等 面 积 的 矩 形 环 来 提 取 颜 色 特 征的图像检索方法。该方法首先利用等面积的矩形环划分策略对图像进行分块；其次，提取子块的颜色累加直方 图 作 为颜色特征；然后，为了突出图像的主体区域，按照矩形环由里到外依次减小规则确定权值，并对两幅图像子块颜 色 特 征之间的距离进行加权累加得到两幅图像的相似度量，以 此 进 行 检 索，并 输 出 相 应 的 查 询 结 果；最 后 通 过 实 验 结 果 表 明 ：该 方 法 与 全 局 直 方 图 、累 加 直 方 图 及 传 统 分 块 直 方 图 相 比 ，具 有 更 高 的 检 索 效 果 。 关 键 词 图 像 检 索 ，累 加 直 方 图 ，颜 色 特 征 ，等 面 积 的 矩 形 环 划 分 中 图 法 分 类 号 ＴＰ３９１．４１ 文 献 标 识 码 Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ Ｍｅｔｈｏｄ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｏｌｏｒ Ｆｅａｔｕｒｅ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎ ＷＥＮ Ｘｉａｎ－ｂｉｎ ＭＥＮＧ Ｑｉｎｇ－ｘｉａ （Ｔｉａｎｊｉｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｎｏｖｅｌ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）