一种基于颜色和形状的综合图像检索方法
【专利摘要】一种基于颜色和形状的综合图像检索方法包括如下步骤，分别提取检索图像的颜色特征值和边缘形状特征值；按与检索图像相同的方法和标准提取比对图像的颜色特征值及边缘形状特征值；分别采用欧几里得距离和余弦距离对检索图像与比对图像的颜色特征值和边缘形状特征值进行相似度计算，并以得到欧几里得距离以及余弦距离的平均值作为检索图像与比对图像之间的相似度终值；将所有相似度终值按从小到大进行排序，将相似度终值的排名前K位比对图像作为检索图像的目标图像。综合利用了边缘特征不受位置影响，具有尺寸不变性及颜色特征提取简单且不对旋转和平移不敏感等优点，提高了图像检索的查全率和查准率。
【专利说明】-种基于颜色和形状的综合图像检索方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种图像检索方法，特别是涉及一种基于颜色和形状的综合图像检索 方法。
【背景技术】
[0002] 随着internet的广泛普及和多媒体技术的飞速发展使得包括图像、音频、视频等 信息的多媒体数据大量涌现，如何从大量的信息中快速、有效地检索到需要的内容，已经 成为多媒体技术研究领域中的热点问题。图像检索自上世纪七、八十年代开始便成为一个 非常活跃的研究领域，主要使用了基于文本的图像检索技术和基于内容的图像检索技术。
[0003] 图像特征的提取与描述是图像检索技术的基础，其中颜色特征稳定，受形状变化 的影响不明显，还有其特征定义及提取均相对较容易。形状是刻画物体本质的特征之一，也 是最难描述的图像特征之一。目前的图像检索主要采用单一特征进行图像检索，其检索结 果查准率和查全率均较低。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种基于颜色和形状的综合图像检索方法，其目的是提高现有单一特 征匹配的查准率和查全率。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种基于颜色和形状的综合图像检索方法，基于包括N个比对图像的图像数据 库，包括，
[0007] 提取检索图像的颜色特征值；
[0008] 提取检索图像的边缘形状特征值；
[0009] 提取比对图像的颜色特征值；
[0010] 提取比对图像的边缘形状特征值；
[0011] 分别采用欧几里得距离和余弦距离对检索图像与图像库中的比对图像的颜色特 征值和边缘形状特征值进行相似度计算，并以得到的颜色特征值和边缘形状特征值欧几里 得距离以及颜色特征值和边缘形状特征值余弦距离的平均值作为检索图像与比对图像之 间的相似度终值；
[0012] 将所有相似度终值按从小到大进行排序，将相似度终值的排名前K位比对图像作 为检索图像的目标图像。
[0013] 进一步地，所述颜色特征值采用颜色直方图提取。
[0014] 进一步地，所述边缘形状特征值采用canny算子提取边缘形状特征，用提取的边 缘形状特征获得边界直方图。
[0015] 其中，所述提取边缘形状特征按如下步骤进行：用canny算子获得的边缘形状特 征点的基础上，对边界方向以5度为间隔来进行划分，经过划分后形成一个一共有72级的 边界方向直方图并采用公式H[i] = h[i]/S对边界方向直方图进行归一化处理；其中，
[0016] h[i]为边界方向直方图；
[0017] S为图像的面积；
[0018] H[i]为归一化的边界方向直方图。
[0019] 其中，采用颜色直方图进行颜色特征值的提取的具体步骤是：将颜色空间量化成 若干个小的颜色区间，每个区间成为颜色直方图的一个柄通过统计颜色落在每个小区间 内的像素数量得到颜色直方图。
[0020] 本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
[0021] 1)、边界方向不会受到图像中对象位置变化的影响，具有尺度不变性，弥补颜色直 方图无法描述图像中颜色的局部分布及每种色彩所处的空间位置的缺点。
[0022] 2)、颜色直方图计算简单又非常有效，而且对图像中的对象的平移和旋转变化不 敏感。
[0023] 3)、综合欧几里得距离和余弦距离进行相似性度量，取得了较高的查全率和查准 率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1是基于颜色和形状的综合图像检索方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本 发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中 的特征可以相互任意组合。
[0026] 本发明的核心思想参见图1 : 一种基于颜色和形状的综合图像检索方法，其实现 基于包括N个比对图像的图像数据库，包括如下步骤，
[0027] 步骤101，分别提取检索图像的颜色特征值和边缘形状特征值；
[0028] 步骤102,按与检索图像相同的方法和标准提取比对图像的颜色特征值及边缘形 状特征值；
[0029] 步骤103,分别采用欧几里得距离和余弦距离对检索图像与图像库中的比对图像 的颜色特征值和边缘形状特征值进行相似度计算；
[0030] 步骤104,以得到的颜色特征值和边缘形状特征值欧几里得距离以及颜色特征 值和边缘形状特征值余弦距离的平均值作为检索图像与每一个比对图像之间的相似度终 值；
[0031] 步骤105,将所有相似度终值按从小到大进行排序，将相似度终值的排名前K位比 对图像作为检索图像的目标图像。
[0032] 本实施例以matlab为实现平台，具体实现方法如下：
[0033] (1)用matlab能读取rgb图像转换成hsv图像的数据，再获取颜色直方图。将颜 色空间量化成若干个小的颜色区间，每个区间成为直方图的一个柄（bin)通过统计颜色落 在每个小区间内的像素数量可以得到颜色直方图。
[0034] 用matlab能读取rgb图像转换成hsv图像的数据的具体实施过程如下：用色调， 亮度和饱和度表达颜色，HSV颜色空间具备自然性，而且具有相当的视觉一致性。RGB转到 HSV的公式如下：
【权利要求】
1. 一种基于颜色和形状的综合图像检索方法，基于包括N个比对图像的图像数据库， 其特征在于，包括， 提取检索图像的颜色特征值； 提取检索图像的边缘形状特征值； 提取比对图像的颜色特征值； 提取比对图像的边缘形状特征值； 分别采用欧几里得距离和余弦距离对检索图像与图像库中的比对图像的颜色特征值 和边缘形状特征值进行相似度计算，并W得到的颜色特征值和边缘形状特征值欧几里得距 离W及颜色特征值和边缘形状特征值余弦距离的平均值作为检索图像与比对图像之间的 相似度终值； 将所有相似度终值按从小到大进行排序，将相似度终值的排名前K位比对图像作为检 索图像的目标图像。
2. 如权利要求1所述的基于颜色和形状的综合图像检索方法，其特征在于，所述颜色 特征值采用颜色直方图提取。
3. 如权利要求1所述的基于颜色和形状的综合图像检索方法，其特征在于，所述边缘 形状特征值采用canny算子提取边缘形状特征，用提取的边缘形状特征获得边界直方图。
4. 如权利要求3所述的基于颜色和形状的综合图像检索方法，其特征在于，所述提取 边缘形状特征按如下步骤进行：用canny算子获得的边缘形状特征点的基础上，对边界方 向W 5度为间隔来进行划分，经过划分后形成一个一共有72级的边界方向直方图并采用公 式H[i] =h[i]/S对边界方向直方图进行归一化处理； 其中，h[i]为边界方向直方图； S为图像的面积； H[i]为归一化的边界方向直方图。
5. 如权利要求2所述的基于颜色和形状的综合图像检索方法，其特征在于，采用颜色 直方图进行颜色特征值的提取的具体步骤是：将颜色空间量化成若干个小的颜色区间，每 个区间成为颜色直方图的一个柄通过统计颜色落在每个小区间内的像素数量得到颜色直 方图。
【文档编号】G06F17/30GK104462481SQ201410796689
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】王莹 申请人:浪潮(北京)电子信息产业有限公司