一种基于知识库的图像对象自动识别方法.pdf

刘旭花等 一种基于知识库的图像对象自动识别方法 一种基于知识库的图像对象自动识别方法 刘旭花 孟祥增 刘俊晓 吴鹏飞 山东师范大学传播学院 , 济南 , , 一 摘 要 针对图像分析与对象识别的原理及图像数据的特征 , 采用 数据库访问技术 , 提出了一种图像对象的 自动识别方法 首先建立对象视觉特征知识库 , 然后读取图像数据进行图像分析 , 通过相似度计算来确定各区域 的对象名 , 最后将分析结果写入数据库 , 识别结果显示到界面上 , 从而实现数据库中图像对象的自动识别 实验 结果表明了该方法的有效性 。 关键词 图像分析 对象识别 知识库 · 一 , 一 , ! 一 , 一 战内口 加瓜勿月 阴口 勺 , 加 翻 , 解 吐 ! , 解 ! , ! , , 七 出限 , 。 妞 一 ! · ! ? 引 言 随着计算机技术应用领域的不断扩展 , 计算 机自动模式识别方法也取得了令人满意的结果 。 数 字图像处理技术 、 模式识别的数学运算方法都取得 了突破性进展 。 本文模拟人类识别一个对象的过 程 , 首先建立一个图像对象视觉特征知识库来作为 计算机关于各对象的知识 , 在利用计算机对图像进 行分割和特征自动提取的基础上 , 利用对象视觉特 征知识库进行图像对象的自动识别 。 2 对象的视觉特征知识库建设 对象识别的任务是将图像分割出来的对象与 文本提取的对象名对应起来 。 为此 , 需要建立对象 的视觉特征知识库 , 其中存放的是一些对象模型 , 描述了这些常见对象的颜色 、 纹理 、 形状等视觉特 征 , 即在一定的知识领域内根据人们对对象的认 识 , 列出对象必须具有和可能具有的视觉特征和特 征值 (主要是颜色 、 纹理和形状特征) 。 表示形式 为 : A tri b“te = a , , a : , a 3 , ? 。 其中ai 二。 或特 征值 , 中 表示任意值 。 特征值可以用数值或文字表 示 , 如颜色可以用颜色名或 R G B 值表示 。 a , , a2 , a3 , ?表示 a‘ 的 “ 八(与)’ 、 “ v (或)’逻辑范式 , 其 中 “ 八 ” 表示 “ 同时具有 , , , “ V ” 表示 “ 可以具有其中 若干项 ” 。 人类识别一个对象 , 主要是根据观察到的对 象的外部视觉特征 , 以及对象的功能属性 。 对于功 能属性 , 在一幅图像里以及相应 Web 页面里是很难 提取得到的 , 所以这里 , 主要将对象的基本视觉特 征 (颜色 , 形状 , 纹理 ) 入库 , 建立的对象视觉特 基金项目: 山东省自然科学基金资助项 目 , ( yZ o 5 G ZI ) 第一作者简介: 刘旭花 (19 80- ) , 女 , 山东师范大学硕士研究生 , 研究方向 : 图像分析与识别 。 第十三届全国图象图形学学术会议 征知识库 。 表 1是研究中建立的知识库的结构 : 衰 l 圈位对t 视觉特征知识库 ID obj eCt 沈 万t口限 几n刀 C O I优 ~n国团出 1 山 中 V 乱 中 V 三角形 中 V 绿 纹 V 梯形V 凸 V 灰V 多边形V 凹 白V 蓝 多边形 该视觉特征知识库包括五个属性 : a. ID 属性 : 数值类型 , 标识一个对象在知识 库中的位置 。 b . o bj ec t-n am e 属性 : 文本类型 , 记录对象名 。 c . te x tu re 属性 : 文本类型 , 记录该对象的纹 理特征 。 d . 匆n n 属性 : 文本类型 , 记录该对象的形状 特征 。 e . c of or 属性 : 文本类型 , 记录该对象的颜色 特征 。 视觉特征知识库是对象识别系统中不可或缺 的组成部分 , 此知识库的内容质量和正确性在很大 程度上决定了图像对象识别的成败以及识别率的 高低 。 同互联网的状况相同 , 人类的知识结构和容 量都在飞速膨胀 , 所以知识库也需要有良好的适应 能力 。 知识库需要在使用当中不断更新 , 补充新的 内容 , 去除旧的内容 。 这样才能够像人类一样不断 学习知识 , 提高机器的智能性 。 3 图像识别函数库的编写 图像识别函数库是实验系统中一个重要的数 据类 , 用于对图像进行各种需要的操作 。 图像识别 函数类 (Re co gDl g ) 对基本的图像读写和处理操作 进行了封装 , 方便对图像进行分析和识别 。 加gout 内部实现了图像的一些基本操作 , 主要 功能包括 : (l ) 图像格式转换 : I mg ou t的图像读写操作采 用的是 D IB (D eviee In业Pe nte nt B itm a