基于概念索引的图像自动标注

在基于内容的图像检索中,建立图像底层视觉特征与高层语义的联系是个难题.一个新的解决方法是按照图像的语义内容进行自动标注.为了缩小语义差距,采用基于支持向量机(SVM)的多类分类器为空间映射方法,将图像的底层特征映射为具有一定高层语义的模型特征以实现概念索引,使用的模型特征为多类分类的结果以概率形式组合而成.在模型特征组成的空间中,再使用核函数方法对关键词进行了概率估计,从而提供概念化的图像标注以用于检索.实验表明,与底层特征相比,使用模型特征进行自动标注的结果F度量相对提高14%.     

基于连续预测的半监督学习图像语义标注

为了在图像底层特征与高层语义之间建立关系,提高图像自动标注的精确度,结合基于图学习的方法和基于分类的标注算法,提出了基于连续预测的半监督学习图像语义标注的方法,并对该方法的复杂度进行分析。该方法利用标签数据提供的信息和标签事例与无标签事例之间的关系,根据邻接点(事例)属于同一个类的事实,构建K邻近图。用一个基于图的分类器,通过核函数有效地计算邻接信息。在建立图的基础上,把经过划分后的样本节点集通过基于连续预测的多标签半监督学习方法进行标签传递。实验表明,提出的算法在图像标注中的标注词的平均查准率、平均查全率方面有显著的提高。     

基于多特征融合与PLSA-GMM的图像自动标注

为减少图像检索中图像信息的缺失与语义鸿沟的影响,提出了一种基于多特征融合与PLSA-GMM的图像自动标注方法.首先,提取图像的颜色特征、形状特征和纹理特征,三者融合作为图像的底层特征;然后,基于概率潜在语义分析(PLSA)与高斯混合模型(GMM)建立图像底层特征、视觉语义主题与标注关键词间的联系,并基于该模型实现对图像的自动标注.采用Corel 5k数据库进行验证,实验结果证明了本文方法的有效性.     

基于遗传算法和 FCM 的图像自动标注*

为了缩减图像底层视觉特征与高层语义之间的“语义鸿沟”及减少聚类的不稳定性,论文提出了一种基于遗传算法和FCM的图像自动标注方法。该方法首先提取图像的颜色和纹理特征,然后运用遗传算法和FCM 相结合的方法对图像进行聚类。最后通过支持向量机学习训练库的图像特征构造简单的多类支持向量机模型实现图像的自动标注。实验表明,该方法具有很好的图像标注性能。     

集成视觉特征和语义信息的相关反馈方法

为了有效地利用图像检索系统的语义分类信息和视觉特征,提出一种基于Bayes的集成视觉特征和语义信息的相关反馈检索方法.首先,将图像库的数据经语义监督的视觉特征聚类算法划分为小的聚类,每个聚类内数据的视觉特征相似并且语义类别相同;然后以聚类为单位标注正负反馈的实例,这显著区别于以单个图像为单位的相关反馈过程;最后分别以基于视觉特征的Bayes分类器和基于语义的Bayes分类器修正相似距离.在图像库上的实验表明,只用较少的反馈次数就可以达到较高的检索准确率.     

基于时序概率超图模型的视频多语义标注

在基于语义的视频检索系统中,为了弥补视频底层特征与高层用户需求之间的差异,提出了时序概率超图模型。它将时间序列因素融入到模型的构建中,在此基础上提出了一种基于时序概率超图模型的视频多语义标注框架（TPH-VMLAF）。该框架结合视频时间相关性,通过使用基于时序概率超图的镜头多标签半监督分类学习算法对视频镜头进行多语义标注。标注过程中同时解决了已标注视频数据不足和多语义标注的问题。实验结果表明,该框架提高了标注的精确度,表现出了良好的性能。     

基于视觉语义主题的图像自动标注

为减小图像检索中语义鸿沟的影响,提出了一种基于视觉语义主题的图像自动标注方法.首先,提取图像前景与背景区域,并分别进行预处理;然后,基于概率潜在语义分析与高斯混合模型建立图像底层特征、视觉语义主题与标注关键词间的联系,并基于该模型实现对图像的自动标注.采用corel 5数据库进行验证,实验结果证明了本文方法的有效性.     

基于可判别超平面树的生成模型图像标注方法

图像语义的自动标注是一个具有挑战性的研究课题,目前常见的机器学习方法,如统计生成模型(generative model)与判别模型(discriminative model)都被用于该问题的研究中.然而由于语义鸿沟的存在、图像训练数据的不平衡性以及图像标注的多标签特性等问题,使得上述方法的性能都有待进一步提高.提出一种基于可判别超平面树的生成模型图像标注方法.该方法根据待标注目标图像的高生成概率邻域,建立局部超平面分类树,进而利用同层类间可判别信息,按自顶向下的层次分类得到待标注图像的语义相关图像集合.由此得到的相关类信息与新的生成模型框架相结合对待标注图像与语义关键词的联合概率进行估计,实现对目标图像的标注.其特点在于生成模型与判别模型方法得到了有效结合,可判别超平面树对隐含语义聚类的判别分析是对待标注图像的生成"邻域"的逐步求精过程,有效地提高了生成模型标注准确度;而对于判别分析难以解决的多标签分类、训练数据不平衡等问题,此方法通过联合概率估计自然地实现目标图像的多标签分配.在常用的包含5 000幅图像的ECCV2002数据集进行了实验,结果表明,与目前已知的具有较好标注效果的基于生成模型的MBRM模型(采用图像分割方法)以及基于辨别分析的ASVM-MIL相比,此方法的F1因子分别提高了14%和13%.     

一种基于改进的支持向量机多分类器图像标注方法

针对多标签图像标注问题,提出一种改进的支持向量机多分类器图像标注方法。首先引入直方图交叉距离作为核函数,然后把传统支持向量机的输出值变换为样本到超平面的距离。基于这两点改进,采用一种特征选择方法,从众多的图像特征中,选择那些相互之间冗余度较小的视觉特征,分别建立分类器,最终形成以距离大小为判别依据的支持向量机多分类器模型。此外,在建立分类器时,考虑到训练图像中不同标签类样本分布的不均匀,引入了一个关于图像类标签的概率分布值做为分类器的权重系数。实验采用ImageCLEF提供的图像标注数据集,在其上的实验验证了所采用的特征选择算法和多分类模型的有效性,其标注精度要优于其他传统分类模型,并且,实验结果与最新的方法相比也具有一定的竞争力。     

基于互信息约束聚类的图像语义标注

提出一种基于互信息约束聚类的图像标注算法。采用语义约束对信息瓶颈算法进行改进,并用改进的信息瓶颈算法对分割后的图像区域进行聚类,建立图像语义概念和聚类区域之间的相互关系;对未标注的图像,提出一种计算语义概念的条件概率的方法,同时考虑训练图像的先验知识和区域的低层特征,最后使用条件概率最大的语义关键字对图像区域语义自动标注。对一个包含500幅图像的图像库进行实验,结果表明,该方法比其他方法更有效。     

基于分类融合和关联规则挖掘的图像语义标注

图像语义自动标注问题是现阶段一个具有挑战性的难题。在跨媒体相关模型基础上,提出了融合图像类别信息的图像语义标注新方法,并利用关联规则挖掘算法改善标注结果。首先对图像进行低层特征提取,用“视觉词袋”描述图像;然后对图像特征分别进行K-means聚类和基于支持向量机的多类别分类,得到图像相似性关系和类别信息;计算语义标签和图像之间的概率关系,并将图像类别信息作为权重融合到标签的统计概率中,得到候选标注词集;最后以候选标注词概率为依据,利用改善的关联规则挖掘算法挖掘文本关联度,并对候选标注词集进行等频离散化处理,从而得到最终标注结果。在图像集Corel上进行的标注实验取得了较为理想的标注结果。     

Combining global, regional and contextual features for automatic image annotation

This paper presents a novel approach to automatic image annotation which combines global, regional, and contextual features by an extended cross-media relevance model. Unlike typical image annotation methods which use either global or regional features exclusively, as well as neglect the textual context information among the annotated words, the proposed approach incorporates the three kinds of information which are helpful to describe image semantics to annotate images by estimating their joint probability. Specifically, we describe the global features as a distribution vector of visual topics and model the textual context as a multinomial distribution. The global features provide the global distribution of visual topics over an image, while the textual context relaxes the assumption of mutual independence among annotated words which is commonly adopted in most existing methods. Both the global features and textual context are learned by a probability latent semantic analysis approach from the training data. The experiments over 5k Corel images have shown that combining these three kinds of information is beneficial in image annotation.     

基于语义分类的文物图像标注研究

由于图像数据中普遍存在的“语义鸿沟”问题,传统的基于内容的图像检索技术对于数字图书馆中的图像检索往往力不从心。而图像标注能有效地弥补语义的缺失。文中分析了图像语义标注的现状以及存在的问题,提出了基于语义分类的文物语义标注方法。算法首先通过构建一个Bayes语义分类器对待标注图像进行语义分类,进而通过在语义类内部建立基于统计的标注模型,实现了图像的语义标注。在针对文物图像进行标注的实验中,该方法获得了较好的标注准确率和效率。     

Statistical modeling and conceptualization of natural images

Multi-level annotation of images is a promising solution to enable semantic image retrieval by using various keywords at different semantic levels. In this paper, we propose a multi-level approach to interpret and annotate the semantics of natural images by using both the dominant image components and the relevant semantic image concepts. In contrast to the well-known image-based and region-based approaches, we use the concept-sensitive salient objects as the dominant image components to achieve automatic image annotation at the content level. By using the concept-sensitive salient objects for image content representation and feature extraction, a novel image classification technique is developed to achieve automatic image annotation at the concept level. To detect the concept-sensitive salient objects automatically, a set of detection functions are learned from the labeled image regions by using support vector machine (SVM) classifiers with an automatic scheme for searching the optimal model parameters. To generate the semantic image concepts, the finite mixture models are used to approximate the class distributions of the relevant concept-sensitive salient objects. An adaptive EM algorithm has been proposed to determine the optimal model structure and model parameters simultaneously. In addition, a large number of unlabeled samples have been integrated with a limited number of labeled samples to achieve more effective classifier training and knowledge discovery. We have also demonstrated that our algorithms are very effective to enable multi-level interpretation and annotation of natural images.     

一种图像局部特征的语义提取方法

本文提出了一种基于期望最大化(EM)算法的局部图像特征的语义提取方法。首先提取图像的局部图像特征,统计特征在视觉词汇本中的出现频率,将图像表示成词袋模型;引入文本分析中的潜在语义分析技术建立从低层图像特征到高层图像语义之间的映射模型;然后利用EM算法拟合概率模型,得到图像局部特征的潜在语义概率分布;最后利用该模型提取出的图像在潜在语义上的分布来进行图像分析和理解。与其他基于语义的图像理解方法相比,本文方法不需要手工标注,以无监督的方式直接从图像低层特征中发掘图像的局部潜在语义,既求得了局部语义信息,又获得了局部语义的空间分布特性,因而能更好地对场景建模。为验证本文算法获取语义的有效性,在15类场景图像上进行了实验,实验结果表明,该方法取得了良好的分类准确率。     

结合Web背景知识的图像语义标注

针对基于内容的图像语义标注方法中,相同或相近视觉特征对应语义可能不同的情况,提出了一个结合Web背景知识的图像语义关联模型,利用从Web页面中提取的与图像相关的属性,计算Web图像与标注关键词间的语义相关性,确定待标注Web图像的语义,实验表明该方法具有较好的性能。     

基于特征加权的自动图像分类方法

低层特征的选择与提取是自动图像分类的基础,一方面,所选择的图像特征应能代表各种不同的图像属性,利于不同类别图像之间的区分;另一方面,为了提高后续模型的计算效率,需要减少噪声特征、冗余特征.提出了一种基于特征加权的自动图像分类方法.该方法根据图像低层特征分布的离散程度来衡量特征相对于类别的重要性,增加相关度高的特征的权重,降低相关度低的特征权重,从而避免后续模型被弱相关或不相关的特征所支配.所提的特征加权算法主要考察的是特征相对某个具体类别的重要程度,可以为每个类别选择出适合自身的特征权重.然后,将加权特征嵌入到支持向量机算法中用于自动图像分类,在Corel图像数据集上的实验结果表明,基于特征加权的自动图像分类算法可以有效地提高图像分类的准确性.