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时间:2019-03-08
《大数据检索及其在图像标注与重构中的应用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国科学技术大学博士学位论文脑国大数据检索及其在图像标注与重构中的应用作者姓名学科专业导师姓名完成时间戴礼灿信号与信息处理俞能海教授二0一三年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’Sdegree瓣幽LargeScaleVisualSearchandSearch-basedImageAnnotationandReconstructionAutllor’sName:LicanDaiSpeciality:SingalandInformationProcessingSuperviso
2、r:ProfiNenghaiYuFinishedTime:May,2013中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:签字日期:中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论
3、文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。目厶开口保密(——年)作者签名:签字日期:导师签名:签字日期:摘要近年来,随着计算机存储和压缩技术的迅猛发展、大容量存储设备和数码产品的广泛使用以及多媒体应用与社交网络的风靡流行,互联网上的多媒体数据呈现出指数级的爆炸式增长。海量的数据给传统的多媒体研究,尤其是基于图像的应用和研究带来了新的机遇和挑战。如何对这些大规模数据进行有效地组织和管理,并且利用相关数据驱动图像的各种个
4、性化应用成为计算机视觉和多媒体领域的一个研究热点。为了发掘这些大数据对于图像相关应用的潜在价值,本文从大规模图像检索入手,探讨了如何通过局部特征快速有效地建立相关图像之间的匹配,并重点研究了如何通过更加快速的局部特征量化和更有效的图像视觉表达两方面来改善当前基于单词包模型的图像检索性能。然后探讨了如何有机地将图像检索与数据挖掘和图像重构等相关技术结合起来,利用大数据中蕴含的先验知识和丰富的图像、文本信息驱动图像的自动标注和重构分享应用,实现大规模图像的开放性实时标注和高分辨率手机照片的即时分享。本文的主要内容和创新之处归纳为以下几个方面:(1)提出了一种基于加权搜
5、索树和共现信息的特征量化方法,首先对不同特征的视觉判别能力进行区分,并构建加权搜索树对局部特征进行有区别的量化,侧重于提高有效特征的量化精度;然后利用大规模训练集统计不同视觉特征之间的共现频率,并通过这些频率信息实现相关特征量化的预l!lII速和修正优化。基于相同视觉码本的特征量化对比实验以及相应的检索结果表明该量化方法具有更快的收敛特性,能够有效地提高图像检索的效率。(2)提出了一种基于特征组合的图像表示方法,首先利用局部特征之间的空间位置信息将彼此包含的局部特征组合在一起以增强局部特征的表达和区分能力;然后在图像匹配时设计相应的倒排索引机制实现特征的组合匹配同
6、时引入特征组合之间的空间约束关系在保证匹配效率的同时进一步提高图像匹配的准确率。在大规模数据集上进行的图像检索实验证明了该图像表示方法的有效性,在传统单词包模型的基础上大幅提升了图像检索的性能;与现有基于视觉短语的检索方法相比,该特征组合具有更好的尺度、旋转和平移不变性,因而更加适用于大规模图像检索应用。(3)提出了一种基于概率混合模型的标签挖掘方法用于基于检索的图像标注系统,该方法将数据驱动的图像标注框架中的标签挖掘归纳为一个关键词排序问题,首先借助回归模型利用文本的统计特性提取候选词,然后将基于人工T知识库学习的主题空间作为桥梁来建立图像和文本之间的联系,最后
7、通过建立概率混合模型对候选词进行相关度排序从而得到最终的标注结果。该方法不但支持开放的标注字典,而且能够有效地生成语义明确的短语。在2Billion的图像数据库上进行的标注实验证明了我们提出方法的实时性和有效性,与已有的方法相比较,该方法大大提高了图像标注的性能。(4)提出了一种高分辨率手机图像的即时分享方案,该方案将图像分享与基于检索的图像重构相结合,利用云平台和大数据驱动手机图像的即时分享应用。首先利用缩略图像和局部特征对高分辨率图像进行联合表示、联合压缩从而在保证重构质量的基础上进一步减少移动传输的负载;然后通过局部特征建立部分复制图像之间的联系,进而通过区
8、域匹配、区
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