基于文本语义和视觉内容的图像检索技术研究的中期报告.docx

基于文本语义和视觉内容的图像检索技术研究的中期报告

1.研究背景与意义

随着互联网的快速发展，大量的图像数据被不断的产生和积累，如何高效地从海量的图像数据中找到所需要的图像成为研究热点。图像检索技术可以帮助用户快速地检索出符合需求的图像，大大提高了图像的利用效率和使用价值，因此具有重要的意义。

当前图像检索技术主要分为基于文本和基于内容两种方法，但是这两种方法都存在一定的局限性，基于文本的图像检索需要依赖标注文本且精度低下，基于内容的图像检索主要依赖于颜色、纹理、形状等特征，但是在一些特定应用场景下如动态物体追踪，基于内容的图像检索往往会失效。

2.研究内容

2.1文本语义的图像检索

基于文本的图像检索通过将图像与标注文本进行匹配，对图像进行搜索和检索。当前主要有三种方法：基于关键词匹配，基于自然语言查询和基于语义分析。

基于关键字匹配：将用户输入的关键词与图像的标注文本进行比对，进行匹配和查询。但是该方法容易造成误判。

基于自然语言查询：将用户输入的自然语言翻译成标准查询语句，在图像数据库中查找相关图像。但是需要涉及到大量的自然语言处理技术，并且需要消耗大量的计算资源和时间。

基于语义分析：将用户输入的自然语言进行语义分析，辅助用户生成查询语句。但是该方法需要涉及到深度学习等技术，并且需要大量的文本数据进行训练和测试。

2.2视觉内容的图像检索

基于视觉内容的图像检索主要利用图像本身的颜色、纹理、形状等内容进行匹配和查询。该方法可以有效避免文本标注不准确或漏标的问题，具有更加广泛的应用场景。

基于颜色特征：将图像中的颜色直方图进行比较，进行匹配和查询。

基于纹理特征：将图像中的纹理特征提取出来，并进行匹配和查询。

基于形状特征：将图像中的形状特征（如轮廓线等）进行提取和比对。

3.研究方案

本研究采用深度学习技术，针对数据集中的图像进行分类识别，建立图像库，并应用文本处理技术，对图像进行文本分析和标注，建立文本库，建立文本-图像之间的语义关联，将文本搜索和图像搜索进行联合，并以此为基础，发展出一种基于文本语义和视觉内容的图像检索技术。具体步骤如下：

3.1图像识别

本研究采用卷积神经网络（CNN）模型进行图像分类识别，通过深度学习的方法对大量的图像进行训练和学习，通过网络模型对新的图像进行分类和识别，并建立图像库。

3.2文本处理

采用自然语言处理技术，对大量的文本数据进行处理和分析，对图像进行文本标注，并建立文本库。

3.3语义关联

采用基于向量空间模型（VSM）的语义分析技术，将文本库和图像库通过语义向量进行关联，从而建立文本-图像之间的语义关联。

3.4联合搜索

借助文本处理和视觉内容的图像检索方法，采用信息检索的思想，将文本搜索和图像搜索进行联合，通过用户输入的自然语言，或选取的图像，进行联合搜索和匹配，最终检索出符合需求的图像。

4.预期成果

通过本研究，预计将建立一个基于文本语义和视觉内容的图像检索技术，具有以下几个特点：

（1）支持多模态的搜索方式，既可以支持文本搜索，也可以支持图像搜索，同时支持文本-图像联合搜索。

（2）采用深度学习技术，能够对海量的图像数据进行分类和识别，提高检索精度和效率。

（3）采用基于向量空间模型的语义分析技术，建立文本库和图像库之间的语义关联，能够克服基于文本和基于内容的图像检索方法的局限性。

5.参考文献

[1]BelilovskyE,DubrovinaA.Text-basedandcontent-basedimageretrievalmethods:asurvey[J].BulletinoftheTomskStateUniversity,2017,425:67-72.

[2]KhalidS,ZafarS,KhanA.Acomparativestudyoftext-basedandcontent-basedimageretrievalsystems[J].ProcediaComputerScience,2016,84:34-39.

[3]LiY,ChuaTS.Imageandvideoretrieval:tools,techniques,andapplications[M].SpringerScienceBusinessMedia,2011.