基于压缩感知的图像特征存储方法、图像检索方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于压缩感知的图像特征存储和检索方法，该图像特征存储方法包括：将待处理的图像分割为若干个子块；将所述子块的若干个图像特征进行组合，形成所述图像的原始信号；将所述原始信号依次进行稀疏变化和投影到相同的测量矩阵后，得到该原始信号对应的分块观测值进行存储。本发明利用分块压缩感知测量方法对图像特征进行存储，所需要的存储量小，而且可以快速实现。另外一方面，本发明采用对图像测量值与被检索图像测量值的差量进行稀疏性判别，因此不需要精准地恢复原始信号，只需对差量的稀疏性进行估计，有效提高了图像检索的速度和精度。
【专利说明】基于压缩感知的图像特征存储方法、图像检索方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明属于通信、信息【技术领域】，尤其涉及一种基于压缩感知的图像存储方法、图像检索方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的迅速发展和应用，多媒体数据尤其是图像数据急剧增长，如何快速有效地从大规模图像数据库中检索出所需的图像，已成为目前检索领域一个相当重要的研究课题，而基于内容的图像检索(Content-based Image Retrieval,CBIR)是当前图像检索领域最为活跃的一项技术。基于内容的图像检索技术的核心问题是内容的特征提取技术和内容的相似性度量技术，这两个问题是被广泛研究的热点问题，也是极具挑战性的难点问题之一。
[0003]通过研究相关文献发现，目前很多CBIR方法都存在计算复杂度高、特征提取和特征匹配的时间长、特征存储空间大、特征信息容易缺失等问题，尤其对于大尺寸图像的检索。随着图像内容的增多以及人们对图像检索要求的提高，目前的CBIR技术还远远不够，有待于更深入的研究和探索。通过对现有的图像检索方法进行改进，或者结合新的理论，研究新的图像检索方法，对于解决目前图像检索的难题，具有非常重要的意义和价值。
[0004]近年来，由Donoho等人提出的压缩感知理论，以远低于奈奎斯特频率进行采样，为数据采集压缩技术带来了革命性突破，已经在很多领域得到了研究和应用。由于图像在小波、DCT等变换下的稀疏性，以及各类图像特征数据的海量性，这为压缩感知理论提供了绝佳的应用场景。压缩感知测量和重建过程描述如下:
[0005]假设有一信号X (X e RN)，长度为N，基向量为Wi (i=l，2，…，N)，对信号进行变换:
【权利要求】
1.一种基于压缩感知的图像特征存储方法，其特征在于，包括: 将待处理的图像分割为若干个子块； 将所述子块的若干个图像特征进行组合，形成所述图像的原始信号； 将所述原始信号依次进行稀疏变化和投影到相同的测量矩阵后，得到该原始信号对应的分块观测值进行存储。
2.如权利要求1所述的一种基于压缩感知的图像特征存储方法，其特征在于，所述图像特征包括颜色特征和纹理特征。
3.一种基于压缩感知的图像检索方法，其特征在于，包括: 对待检索的图像和图像库中的图像采用权利要求1所述的图像特征存储方法进行存储； 根据待检索的图像的分块观测值获取该图像对应的第一测量值，以及根据图像库的图像的分块观测值获取该图像对应的第二测量值； 计算所述第一测量值和第二测量值相比对的整体相似性度量，输出检索结果。
4.如权利要求3所述的一种基于压缩感知的图像检索方法，其特征在于，所述第一测量值和第二测量值包括颜色信号和纹理信号。
5.如权利要求3所述的一种基于压缩感知的图像检索方法，其特征在于，根据可变步长稀疏自适应匹配追踪算法计算所述第一测量值和第二测量值的原始残量度量和稀疏性度量，然后根据所述原始残量度量和稀疏性度量计算所述整体相似性度量。
6.如权利要求5所述的一种基于压缩感知的图像检索方法，其特征在于，所述稀疏自适应匹配追踪算法采用变步长的方法进行迭代，包括: 如果其中最新迭代过程中的残差大于上一次迭代过程中的残差且与初始残差比值小于预设值，则改变步长进行迭代。
7.如权利要求3所述的一种基于压缩感知的图像检索方法，其特征在于，如果迭代次数超过预设值，则停止迭代，输出该图像与待检索的图像不具备相似性的较大稀疏值的检索结果。
8.一种基于压缩感知的图像检索装置，其特征在于，包括: 存储模块，用于对待检索的图像和图像库中的图像采用权利要求1所述的图像特征存储方法进行存储； 测量模块，用于根据待检索的图像的分块观测值获取该图像对应的第一测量值，以及根据图像库的图像的分块观测值获取该图像对应的第二测量值； 输出模块，用于计算所述第一测量值和第二测量值相比对的整体相似性度量，输出检索结果。
9.如权利要求8所述的一种基于压缩感知的图像检索装置，其特征在于，所述输出模块根据稀疏自适应匹配追踪算法计算所述第一测量值和第二测量值的原始残量度量和稀疏性度量，然后根据所述原始残量度量和稀疏性度量计算所述整体相似性度量。
10.如权利要求9所述的一种基于压缩感知的图像检索装置，其特征在于，还包括变步长模块，用于在最新迭代过程中的残差大于上一次迭代过程中的残差且与初始残差比值小于预设值，则改变步长进行迭代。
【文档编号】G06F17/30GK103886050SQ201410090817
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】周燕, 曾凡智 申请人:佛山科学技术学院