弱标签环境下基于语义邻域学习的图像标注

图像语义自动标注是实现图像语义检索与管理的关键,是具有挑战性的研究课题.传统的图像标注方法需要具有完整、准确标签的数据集才能取得较好的标注性能.然而,在现实应用中获得数据的标签往往是不准确、不完整的,并且标签分布不均衡.对于Web图像和社会化图像尤其如此.为了更好地利用这些弱标签样本,提出了一种基于语义邻域学习的图像自动标注方法(semantic neighborhood learning from weakly labeled image, SNLWL).首先在邻域标签损失误差最小化意义下,填充训练集样本标签.通过递进式的邻域选择过程,保证建立的语义一致邻域内样本具有全局相似性、部分相关性和语义一致性,并且语义标签分布平衡.在邻域标签重构误差最小化意义下进行标签预测,降低噪声标签对性能的影响.多个数据集上的实验结果表明,与已知的具有较好标注效果的方法相比,此方法更适用于处理弱标签数据集,标准评测集上的测试也表明了此方法的有效性.     

一种融合语义距离的最近邻图像标注方法

传统的基于最近邻的图像标注方法效果不佳,主要原因在于提取图像视觉特征时,损失了很多有价值的信息.提出了一种改进的最近邻分类模型.首先利用距离测度学习方法,引入图像的语义类别信息进行训练,生成新的语义距离;然后利用该距离对每一类图像进行聚类,生成多个类内的聚类中心;最后通过计算图像到各个聚类中心的语义距离来构建最近邻分类模型.在构建最近邻分类模型的整个过程中,都使用训练得到的语义距离来计算,这可以有效减少相同图像类内的变动和不同图像类之间的相似所造成的语义鸿沟.在ImageCLEF2012图像标注数据库上进行了实验,将本方法与传统分类模型和最新的方法进行了比较,验证了本方法的有效性.     

大规模图像语义相关性自动标注

针对大规模图像集合的自动标注问题,提出一种图像语义相关性自动标注方法.首先提取图像的视觉特征,将每个样本表示为局部邻域样本点的稀疏线性组合;然后采用一种基于最大后验概率准则的多标签学习方法得到每幅图像的单特征标签相关度;最终对单个特征和特定标签的相关度阈值进行无偏估计,并采用无监督组合方法融合多种视觉特征和标签的相关度.互联网数据集测试结果表明,该方法是有效的.     

一种自适应的Web图像语义自动标注方法

提出了一种自适应的Web图像语义自动标注方法:首先利用Web标签资源自动获取训练数据;然后通过带约束的分段惩罚加权回归模型将关联文本权重分布自适应学习和先验知识约束有机地结合在一起,实现Web图像语义的自动标注.在4 000幅从Web获得的图像数据集上的实验结果验证了该文自动获取训练集方法以及Web图像语义标注方法的有效性.     

一种基于区域特征关联的图像语义标注方法

图像语义的标注需要解决图像高层语义和底层特征间存在的语义鸿沟。采用基于图像分割、并结合图像区域特征抽取的方法,建立图像区域语义与底层特征间的关联,采用基于距离的分类算法,计算区域特征间的相似性,并对具有相同或相近特征的区域的语义采用关联关键字的方法进行区分,用关键字实现图像语义的自动标注。     

一种细粒度的汉语语义角色标注数据集的构建方法

语义角色对自然语言的语义理解和分析有着重要的作用,其自动标注技术依赖良好的语义角色标注训练数据集。目前已有的大部分语义角色数据集在语义角色的标注上都不够精确甚至粗糙,不利于语义解析和知识抽取等任务。为了满足细粒度的语义分析,该文通过对实际语料的考察,提出了一种改进的汉语语义角色分类体系。在此基础上,以只有一个中枢语义角色的语料作为研究对象,提出了一种基于半自动方法的细粒度的汉语语义角色数据集构建方法,并构建了一个实用的语义角色数据集。截至目前,该工程一共完成了9 550条汉语语句的语义角色标注,其中含有9 423个中枢语义角色,29 142个主要周边语义角色,3 745个辅助周边语义角色,172条语句被进行了双重语义角色标注,以及104条语句被进行了不确定语义事件的语义角色标注。我们采用Bi-LSTM+CRF的基线模型在构建好的汉语语义角色数据集和公开的Chinese Proposition Bank数据集进行了关于主要周边语义角色的基准实验。实验表明,这两个语义角色数据集在主要周边语义角色自动识别方面存在差异,并且为提高主要周边语义角色的识别准确率提供了依据。     

基于多标签判别字典学习的图像自动标注

针对图像自动标注中底层视觉特征与高层语义之间的语义鸿沟问题,在传统字典学习的基础上,提出一种基于多标签判别字典学习的图像自动标注方法。首先,为每幅图像提取多种类型特征,将多种特征组合作为字典学习输入特征空间的输入信息;然后,设计一个标签一致性正则化项,将原始样本的标签信息融入到初始的输入特征数据中,结合标签一致性判别字典和标签一致性正则化项进行字典学习;最后,通过得到的字典和稀疏编码矩阵求解标签稀疏编向量,实现未知图像的语义标注。在Corel 5K数据集上测试其标注性能,所提标注方法平均查准率和平均查全率分别可达到35%和48%;与传统的稀疏编码方法（MSC）相比,分别提高了10个百分点和16个百分点;与距离约束稀疏/组稀疏编码方法（DCSC/DCGSC）相比,分别提高了3个百分点和14个百分点。实验结果表明,所提方法能够较好地预测未知图像的语义信息,与当前几种流行的图像标注方法进行比较,所提方法具有较好的标注性能。     

基于图像分割的语义标注方法

为有效解决图像检索中存在的“语义鸿沟”问题,提出了一种新的语义标注方法。该方法以图像分割为基础,在训练阶段构建图像字典,通过对图像单元颜色、纹理、小波轮廓的分析和描述形成一种结合小波轮廓比对和概率统计的二阶段标注模型,模型针对不同类别的图像分阶段采用相应的标注方法。经实验,应用该模型进行图像检索查全率和查准率都有明显提高,其中查准率最高可提升23.6%,证明该方法更接近人对图像内容的理解,具有良好的标注效果和检索性能。     

场景语义树图像标注方法

自动图像标注是一项具有挑战性的工作,它对于图像分析理解和图像检索都有着重要的意义.在自动图像标注领域,通过对已标注图像集的学习,建立语义概念空间与视觉特征空间之间的关系模型,并用这个模型对未标注的图像集进行标注.由于低高级语义之间错综复杂的对应关系,使目前自动图像标注的精度仍然较低.而在场景约束条件下可以简化标注与视觉特征之间的映射关系,提高自动标注的可靠性.因此提出一种基于场景语义树的图像标注方法.首先对用于学习的标注图像进行自动的语义场景聚类,对每个场景语义类别生成视觉场景空间,然后对每个场景空间建立相应的语义树.对待标注图像,确定其语义类别后,通过相应的场景语义树,获得图像的最终标注.在Corel5K图像集上,获得了优于TM(translation model)、CMRM(cross media relevance model)、CRM(continous-space relevance model)、PLSA-GMM(概率潜在语义分析-高期混合模型)等模型的标注结果.     

一种基于本体与描述文本的网络图像语义标注方法

网络图像语义自动标注是实现对互联网中海量图像管理和检索的有效途径,而自动有效地挖掘图像语义是实现自动语义标注的关键。网络图像的语义蕴含于图像自身,但更多的在于对图像语义起不同作用的各种描述文本,而且随着图像和描述知识的变化,描述文本所描述的图像语义也随之变化。提出了一种基于领域本体和不同描述文本语义权重的自适应学习的语义自动标注方法,该方法从图像的文本特征出发考查它们对图像语义的影响,先通过本体进行有效的语义快速发现与语义扩展,再利用一种加权回归模型对图像语义在其不同类型描述文本上的分布进行自适应的建模,进而实现对网络图像的语义标注。在真实的Wcb数据环境中进行的实验中,该方法的有效性得到了验证。     

图像自动语义标注技术综述

近年来,随着对基于内容图像检索技术研究的深入,图像自动语义标注已成为了该领域的研究热点。针对目前广泛研究的图像语义标注技术,从其分类、关键技术、存在问题及发展方向进行了进行了论述,以期为从事该方向研究的人员提供一定的借鉴意义和参考价值。     

图像语义标注

作为图像检索技术中重要环节的语义标注,其标注的准确度决定着最终检索效果。介绍了语义标注的基础(即语义层次模型),总结了语义标注常用的方法:人工手动标注和计算机标注系统,并且分析了两种方法的具体实现以及优缺点。     

图像语义自动标注及其粒度分析方法

缩小图像低层视觉特征与高层语义之间的鸿沟, 以提高图像语义自动标注的精度, 进而快速满足用户检索图像的需求,一直是图像语义自动标注研究的关键. 粒度分析方法是一种层次的、重要的数据分析方法, 为复杂问题的求解提供了新的思路. 图像理解与分析的粒度不同, 图像语义标注的精度则不同, 检索的效率及准确度也就不同. 本文对目前图像语义自动标注模型的方法进行综述和分析, 阐述了粒度分析方法的思想、模型及其在图像语义标注过程中的应用, 探索了以粒度分析为基础的图像语义自动标注方法并给出进一步的研究方向.     

融合语义主题的图像自动标注

由于语义鸿沟的存在,图像自动标注已成为一个重要课题.在概率潜语义分析的基础上,提出了一种融合语义主题的方法以进行图像的标注和检索.首先,为了更准确地建模训练数据,将每幅图像的视觉特征表示为一个视觉"词袋";然后设计一个概率模型分别从视觉模态和文本模态中捕获潜在语义主题,并提出一种自适应的不对称学习方法融合两种语义主题.对于每个图像文档,它在各个模态上的主题分布通过加权进行融合,而权值由该文档的视觉词分布的熵值来确定.于是,融合之后的概率模型适当地关联了视觉模态和文本模态的信息,因此能够很好地预测未知图像的语义标注.在一个通用的Corel图像数据集上,将提出的方法与几种前沿的图像标注方法进行了比较.实验结果表明,该方法具有更好的标注和检索性能.     

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.     

基于对象位置线索的弱监督图像语义分割方法

深度卷积神经网络使用像素级标注,在图像语义分割任务中取得了优异的分割性能.然而,获取像素级标注是一项耗时并且代价高的工作.为了解决这个问题,提出一种基于图像级标注的弱监督图像语义分割方法.该方法致力于使用图像级标注获取有效的伪像素标注来优化分割网络的参数.该方法分为3个步骤:(1)首先,基于分类与分割共享的网络结构,通过空间类别得分(图像二维空间上像素点的类别得分)对网络特征层求导,获取具有类别信息的注意力图;(2)采用逐次擦除法产生显著图,用于补充注意力图中缺失的对象位置信息;(3)融合注意力图与显著图来生成伪像素标注并训练分割网络.在PASCALVOC2012分割数据集上的一系列对比实验,证明了该方法的有效性及其优秀的分割性能.     

基于本体的图像语义标注与检索模型

存储于计算机上日益庞大的数字图像存在语义表达隐含、存储孤立、检索不便等缺点,导致图像应用效率低。该文提出基于本体的图像语义标注与检索模型ImageQ,其具有层次及模块化特点且与领域本体相独立,支持领域本体进化和系列推理深度不同的图像检索方法。基于ImageQ的实验系统运行结果表明,该模型的图像管理性能良好,实现了图像智能检索功能。     

大规模图像集中的代表性图像选取

针对传统图像检索系统通过关键字搜索图像时缺乏语义主题多样性的问题,提出了一种基于互近邻一致性和近邻传播的代表性图像选取算法,为每个查询选取与其相关的不同语义主题的图像集合. 该算法利用互近邻一致性调整图像间的相似度,再进行近邻传播（AP）聚类将图像集分为若干簇,最后通过簇排序选取代表性图像簇并从中选取中心图像为代表性图像. 实验表明,本文方法的性能超过基于K-means的方法和基于Greedy K-means的方法,所选图像能直观有效地概括源图像集的内容,并且在语义上多样化.