基于内容的图像检索与推荐技术研究.pdf

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1、分类号：：学校代码密级：公开学号：博士字位论文基于内容的图像检索与推荐技术研究学科名称：计算机软件与理论作者：卜起荣指导老师：彭进业教授西北大学学位评定委员会二〇三年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入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和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研宄所等机构将本学位论文收录到《中国学

2、位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名指导教师签名：年夂月日丨厂年二月西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宂所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年上月曰西北大学博士学位论文摘要数码图像采集设备和互联网技术的

3、快速发展，使得互联网中的图像以几何级的速度增长，用户在互图像海洋中寻找自己需要的内容越来越困难。因此，利用计算机提取图像的视觉内容并组织图像、同时提高图像检索和推荐的效率已经成为计算机视觉领域的一个研宄热点。本文探索研究基于机器学习的图像检索和推荐相关的理论及技术，包括：图像特征的提取与组合、相似度度量、基于核方法的图像聚类、推荐图像的筛选、大规模图像高效显示与互动等，最终构建大规模图像检索与推荐系统。本文的主要工作和创新如下：为准确度量图像内容相似度，提出一种基于多核距离的图像相似度组合度量方法。在提取全局和局部特征的基

4、础上，分别构建了颜色直方图、灰度共生纹理特征、纹理特征以及关键点特征的核距离相似度矩阵，并构建成全面度量图像内容的相似度矩阵。针对大规模图像数据库在特征空间上线性可分性差及聚类性能严重依赖初始类中心的问题，提出一种改善初始聚类中心的核均值聚类算法。首先将图像特征映射到高维核空间，然后提出基于样本合并的初始样本选择算法，最终在高维核空间使用均值算法将图像聚类。实验结果表明本文提出的改进算法相比已有的基于核的均值算法提高了将近的分类准确率。针对图像库中图像数量太多，全部显示困难的问题，本文设计了一种分层显示大规模图像的方法。先

5、在各类图像中选取典型图像进行推荐，再根据用户对典型图像的选择实现图像库的过滤与检索。统计结果显示，本文方法缩短了用户检索图像的时间。为解决大规模的图像数据的二维可视化问题，提出基于相似度保持投影和坐标变换的大规模图像可视化算法。首先使用基于核的和获取图像在二维空间的投影点，并利用变换方式将投影点进行再次变换，相比于现有的可视化方法，本文方法更加符合用户对显示结果旳需求。提出了一种新的基于特征方差的相关反馈框架，在用户标注图像满意西北大学博士学位论文或不满意后，通过计算不同特征的方差来判断用户的喜好，并根据特征方差调整相似度

6、度量矩阵的组合系数。实验结果表明，本文方法提高了检索的准确率。设计和实现了一个完整图像检索和推荐系统。系统包括大规模图像库的推荐、过滤、检索等功能。相比于已有的检索系统，本系统在检索速度、推荐图像显示方式等方面显示出独特的优势。关键词：图像检索，图像推荐，基于核的聚类，相似度保持投影、相关反馈本论文工作得到国家自然科学基金（，陕西省自然科学基础研宂计划项目（陕西省教育厅科学研究计划项目（等基金的支持。西北大学博士学位论文，，，，，，西北大学博士学位论文，，，，，，，，西北大学博士学位论文目录目一章觥§基于内容的图像检索研宄

7、内容图像检索技术与分类图像特征提取图像相似度匹配相关反馈图像检索系统评价§国内外研宄现状§课题研宄基础§本文主要工作及应用意义§论文内容安排第二章基于全局和局部特征的图像相似度度量§彩色直方图特征提取§灰度共生纹理特征提取§纹理特征提取§特征提取§四种特征分类性能分析§与基于核的图像相似度度量图像相似度度量支持向量机（基于核的图像相似度§本章小结西北大学博士学位论文第三章基于核的图像聚类及典型图像推荐§基于核旳均值聚类及其改进聚类分析改进的基于核的均值聚类（聚类）实验结果与分析§典型图像推荐推荐图像数目确定基于最小均方误差

8、量化的推荐图像选取实验结果分析§本章小结第四章相似度保持的图像投影与显示技术§特征降维技术§基于核的相似度保持投影主成分分析基于核的主成分分析（§基于核的投影变换§庞加莱圆盘模型§技术图像显示§本章小结第五章相关反馈图像检索与推荐§基于内容图像检索中相关反馈技术的必要性§相关反馈技术及其分类§基于权重调