应用卷积神经网络的陶瓷产品图像检索

卷积神经网络自诞生以来,其研究与应用备受关注.陶瓷产品器型各异且千变万化,基于内容的传统图像检索因语义鸿沟不能切实满足应用需要.鉴于卷积神经网络优良的自我学习能力,本文尝试使用卷积神经网络AlexNet模型来提取陶瓷产品图像特征,以丰富图像的语义信息来提高识图准度;使用主成分分析算法对陶瓷产品图像进行降维以提高陶瓷...     

自适应核函数的动态图像检索算法

针对固定的SVM模型难以适应反馈检索系统中用户兴趣概念迁移的问题,提出一种自适应核函数的动态图像检索算法.该算法中不需要预先给定SVM模型的参数,而是根据用户每次反馈的样本集对SVM模型参数进行动态修改.实验结果表明,该算法比事先固定SVM模型参数的方法取得了更好的检索效果.     

基于深度卷积神经网络的图像检索算法研究

为解决卷积神经网络在提取图像特征时所造成的特征信息损失,提高图像检索的准确率,提出了一种基于改进卷积神经网络LeNet-L的图像检索算法。首先,改进LeNet-5卷积神经网络结构,增加网络结构深度。然后,对深度卷积神经网络模型LeNet-L进行预训练,得到训练好的网络模型,进而提取出图像高层语义特征。最后,通过距离函数比较待检图像与图像库的相似度,得出相似图像。在Corel数据集上,与原模型以及传统的SVM主动学习图像检索方法相比,该图像检索方法有较高的准确性。经实验结果表明,改进后的卷积神经网络具有更好的检索效果。     

融合多层卷积神经网络特征的快速图像检索方法

基于卷积神经网络在图像特征表示方面的良好表现,以及深度哈希可以满足大规模图像检索对检索时间的要求,提出了一种结合卷积神经网络和深度哈希的图像检索方法.针对当前典型图像检索方法仅仅使用全连接层作为图像特征进行检索时,存在有些样本的检索准确率为零的问题,提出融合神经网络不同层的信息作为图像的特征表示;针对直接使用图像特征进行检索时响应时间过长的问题,使用深度哈希的方法将图像特征映射为二进制的哈希码,这样哈希码中既包含底层的边缘信息又包含高层的语义信息;同时,提出了一种相似性度量函数进行相似性匹配.实验结果表明,与已有的图像检索方法相比,该方法在检索准确率上有一定程度的提高.     

基于词频统计特征和 GVP 的大规模图像检索算法研究

针对传统的GVP(Geometry-Preserving Visual Phrases)图像检索算法计算量大、时间复杂度高且不适合处理大规模图像检索等缺点,文章提出了FSF-GVP(Frequency Statistics Feature-Geometry-Preserving Visual Phrases)算法,该方法将词频统计特征和GVP算法相结合,使用GVP排序算法对词频特征统计后的相似结果集进行排序,忽略不相似结果集,极大地提高了检索效率。实验结果表明,FSF-GVP在保证检索准确性的前提下,提高了检索效率,适用于实时大规模图像检索。     

基于深度学习的SIFT图像检索算法

深度学习作为一个新的机器学习方向,被应用到计算机视觉领域上成效显著.为了解决分布式的尺度不变特征转换（Scale-Invariant Feature Transform,SIFT）算法效率低和图像特征提取粗糙问题,提出一种基于深度学习的SIFT图像检索算法.算法思想：在Spark平台上,利用深度卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）模型进行SIFT特征抽取,再利用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）对图像库进行无监督聚类,然后再利用自适应的图像特征度量来对检索结果进行重排序,以改善用户体验.在Corel图像集上的实验结果显示,与传统SIFT算法相比,基于深度学习的SIFT图像检索算法的查准率和查全率大约提升了30个百分点,检索效率得到了提高,检索结果图像排序也得到了优化.     

结合卷积神经网络不同层的特征进行包类商品检索

基于图像的内容相似性进行图像检索是计算机视觉领域的一个重要研究内容,比传统基于关键字的检索方法能节约相似物体的筛选时间。包类商品不仅市场需求量大且种类繁多,而且关键字往往不能准确地描述各种包类的款式。因此,利用关键字来进行包类款式搜索有时候并不能达到预期效果,基于内容图像检索则能较好地处理包类商品的检索问题。近年来,深度学习算法被用来解决图像相似搜索问题,但主要是基于卷积网络高层的特征作为输入图像的特征表达。高层的特征是比较抽象的语义特征,容易丢失一些图像的细节信息,因此会影响图像搜索的准确度。基于这个观察,运用基于卷积神经网络的深度学习算法完成对包类商品图像特征的自动学习,整理了5 000张分类好的包类商品图像作为深度学习的训练集。并且,和现有方法不同的是,结合了卷积神经网络中不同层的特征来提升包类商品图像检索的准确度。通过实验和实际应用验证了该方法能够较好地完成包类款式图像的检索问题。     

基于深度多监督哈希的快速图像检索

由于较低的检索时间和空间复杂度,哈希方法被广泛应用于大规模图像检索领域。提出深度多监督哈希(Deep Multi-Supervised Hashing,DMSH)方法来学习具有高度判别能力和紧凑的哈希编码,并进行有效的图像检索。设计一个新的卷积神经网络结构来产生相似性保留的哈希编码,用一个识别信号来增加类间距离,用一个验证信号来降低类间距离。同时,通过正则化的方式降低网络输出和二进制哈希编码之间的损失并使二进制哈希值在每一维上均匀分布使网络输出更接近离散的哈希值。在两个数据集上的实验证明了该方法能够快速编码任意新的图像并取得先进的检索结果。     

基于SHN模型的商品图像检索方法

近年来电子商务行业快速发展,如何通过图像信息在庞大的商品库中快速、准确地找到所需要的商品具有重要的应用价值。针对商品图像数据规模大、类间数据量差异大、被拍摄商品的尺度相差较大以及压缩图像会损失掉细节信息的特点,提出了一个融合金字塔池化策略与哈希学习的空间金字塔池化哈希网络SHN模型,作为本文商品图像检索方法的特征提取部分。为了提高模型对图像形变的鲁棒性,采用金字塔池化策略实现多尺度特征融合;为了使学习到的哈希码具有更好的独立性,使用量化误差损失及附加权值对哈希编码进行约束。本文方法保留了原始图像信息,解决了图像尺度变化所带来的负面影响,通过哈希编码能够实现快速的商品图像检索,商品图像检索实验中的mAP值达到91.986 3%,完成一次检索所用时间为0.034 856 s,检索性能优于当前主流方法。     

目标提取与哈希机制的多标签图像检索

目的 哈希是大规模图像检索的有效方法。为提高检索精度,哈希码应保留语义信息。图像之间越相似,其哈希码也应越接近。现有方法首先提取描述图像整体的特征,然后生成哈希码。这种方法不能精确地描述图像包含的多个目标,限制了多标签图像检索的精度。为此提出一种基于卷积神经网络和目标提取的哈希生成方法。方法 首先提取图像中可能包含目标的一系列区域,然后用深度卷积神经网络提取每个区域的特征并进行融合,通过生成一组特征来刻画图像中的每个目标,最后再产生整幅图像的哈希码。采用Triplet Loss的训练方法,使得哈希码尽可能保留语义信息。结果 在VOC2012、Flickr25K和NUSWIDE数据集上进行多标签图像检索。在NDCG(normalized discounted cumulative gain)性能指标上,当返回图像数量为 1 000时,对于VOC2012,本文方法相对于DSRH(deep semantic ranking hashing)方法提高24个百分点,相对于ITQ-CCA(iterative quantization-canonical correlation analysis)方法能提高36个百分点;对于Flickr25,本文方法比DSRH方法能提高2个左右的百分点;对于NUSWIDE,本文方法相对于DSRH方法能提高4个左右的百分点。对于平均检索准确度,本文方法在NUSWIDE和Flickr25上能提高25个百分点。根据多项评价指标可以看出,本文方法能以更细粒度来精确地描述图像,显著提高了多标签图像检索的性能。结论 本文新的特征学习模型,对图像进行细粒度特征编码是一种可行的方法,能够有效提高数据集的检索性能。     

深度学习图像修复方法综述

目的 图像修复是计算机视觉领域研究的一项重要内容,其目的是根据图像中已知内容来自动地恢复丢失的内容,在图像编辑、影视特技制作、虚拟现实及数字文化遗产保护等领域都具有广泛的应用价值。而近年来,随着深度学习在学术界和工业界的广泛研究,其在图像语义提取、特征表示、图像生成等方面的应用优势日益突出,使得基于深度学习的图像修复方法的研究成为了国内外一个研究热点,得到了越来越多的关注。为了使更多研究者对基于深度学习的图像修复理论及其发展进行探索,本文对该领域研究现状进行综述。方法 首先对基于深度学习图像修复方法提出的理论依据进行分析;然后对其中涉及的关键技术进行研究;总结了近年来基于深度学习的主要图像修复方法,并依据修复网络的结构对现有方法进行了分类,即分为基于卷积自编码网络结构的图像修复方法、基于生成式对抗网络结构的图像修复方法和基于循环神经网络结构的图像修复方法。结果 在基于深度学习的图像修复方法中,深度学习网络的设计和训练过程中的损失函数的选择是其重要的内容,各类方法各有优缺点和其适用范围,如何提高修复结果语义的合理性、结构及细节的正确性,一直是研究者们努力的方向,基于此目的,本文通过实验分析总结了各类方法的主要特点、存在的问题、对训练样本的要求、主要应用领域及参考代码。结论 基于深度学习图像修复领域的研究已经取得了一些显著进展,但目前深度学习在图像修复中的应用仍处于起步阶段,主要研究的内容也仅仅是利用待修复图像本身的图像内容信息,因此基于深度学习的图像修复仍是一个极具挑战的课题。如何设计具有普适性的修复网络,提高修复结果的准确性,还需要更加深入的研究。     

深度哈希图像检索方法综述

随着网络上图像和视频数据的快速增长,传统图像检索方法已难以高效处理海量数据。在面向大规模图像检索时,特征哈希与深度学习结合的深度哈希技术已成为发展趋势,为全面认识和理解深度哈希图像检索方法,本文对其进行梳理和综述。根据是否使用标签信息将深度哈希方法分为无监督、半监督和监督深度哈希方法,根据无监督和半监督深度哈希方法的主要研究点进一步分为基于卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）和基于生成对抗网络（generative adversarial networks,GAN）的无监督/半监督深度哈希方法,根据数据标签信息差异将监督深度哈希方法进一步分为基于三元组和基于成对监督信息的深度哈希方法,根据各种方法使用损失函数的不同对每类方法中一些经典方法的原理及特性进行介绍,对各种方法的优缺点进行分析。通过分析和比较各种深度哈希方法在CIFAR-10和NUS-WIDE数据集上的检索性能,以及深度哈希算法在西安邮电大学图像与信息处理研究所（Center for Image and Information Processing,CⅡP）自建的两个特色数据库上的测试结果,对基于深度哈希的检索技术进行总结,分析了深度哈希的检索技术未来的发展前景。监督深度哈希的图像检索方法虽然取得了较高的检索精度。但由于监督深度哈希方法高度依赖数据标签,无监督深度哈希技术更加受到关注。基于深度哈希技术进行图像检索是实现大规模图像数据高效检索的有效方法,但存在亟待攻克的技术难点。针对实际应用需求,关于无监督深度哈希算法的研究仍需要更多关注。     

结合细粒度特征与深度卷积网络的手绘图检索

目的 传统的手绘图像检索方法主要集中在检索相同类别的图像,忽略了手绘图像的细粒度特征。对此,提出了一种新的结合细粒度特征与深度卷积网络的手绘图像检索方法,既注重通过深度跨域实现整体匹配,也实现细粒度细节匹配。方法 首先构建多通道混合卷积神经网络,对手绘图像和自然图像分别进行不同的处理;其次通过在网络中加入注意力模型来获取细粒度特征;最后将粗细特征融合,进行相似性度量,得到检索结果。结果 在不同的数据库上进行实验,与传统的尺度不变特征（SIFT）、方向梯度直方图（HOG）和深度手绘模型Deep SaN（sketch-a-net）、Deep 3DS（sketch）、Deep TSN（triplet sketch net）等5种基准方法进行比较,选取了Top-1和Top-10,在鞋子数据集上,本文方法Top-1正确率提升了12%,在椅子数据集上,本文方法Top-1正确率提升了11%,Top-10提升了3%,与传统的手绘检索方法相比,本文方法得到了更高的准确率。在实验中,本文方法通过手绘图像能在第1幅检索出绝大多数的目标图像,达到了实例级别手绘检索的目的。结论 提出了一种新的手绘图像检索方法,为手绘图像和自然图像的跨域检索提供了一种新思路,进行实例级别的手绘检索,与原有的方法相比,检索精度得到明显提升,证明了本文方法的可行性。     

基于全卷积神经网络的肝脏CT影像分割研究

针对腹部CT影像邻近器官对比度较低及因个体肝脏形状差异较大等引起肝脏分割困难的问题,提出了全卷积神经网络肝脏分割模型。首先通过卷积神经网络提取图像深层、抽象的特征,再通过反卷积运算对提取到的特征映射进行插值重构后得到分割结果。由于单纯进行反卷积得到的分割结果往往比较粗糙,因此,在反卷积之前,先融合高层与低层的特征,并且通过增加反卷积的层数、减少反卷积步长,得到了更为精确的分割结果。与传统卷积神经网络的分割方法相比,该模型可以充分利用CT影像的空间信息。实验数据表明该模型能够使腹部CT影像肝脏分割具有较高的精度。     

基于t-SNE卷积编码的图像检索方法

为了提高基于内容图像检索系统的速度和精度,提出了一种基于t-SNE卷积编码的图像检索方法。该方法首先采用一个高精度卷积神经网络模型提取图像特征,然后通过定量分析模型不同层特征的检索性能,选择出最佳特征。其次将选择出的最佳特征使用t-SNE方法进行编码,降低特征维度的同时进一步减少图像特征中的噪声。最后,利用降维后的编码特征,实现基于内容的图像检索系统。实验结果表明：随着特征维度的降低,卷积编码方法不但不会降低检索精度,反而在某些情况下会提高检索精度。采用16维卷积编码特征,就可以超过传统方法128维编码特征的检索精度。而一旦特征维度降低8倍,可以使得特征的存储空间缩小8倍,图像检索效率大幅提高。因此,该方法可以有效提高基于内容图像检索系统的速度和精度。     

采用融合卷积网的图像分类算法

目前,卷积神经网络已成为视觉对象识别的主流机器学习方法。有研究表明,网络层数越深,所提取的深度特征表征能力越强。然而,当数据集规模不足时,过深的网络往往容易过拟合,深度特征的分类性能将受到制约。因此,提出了一种新的卷积神经网络分类算法：并行融合网FD-Net。以网络融合的方式提高特征的表达能力,并行融合网首先组织2个相同的子网并行提取图像特征,然后使用精心设计的特征融合器将子网特征进行多尺度融合,提取出更丰富、更精确的融合特征用于分类。此外, 采用了随机失活和批量规范化等方法协助特征融合器去除冗余特征,并提出了相应的训练策略控制计算开销。最后,分别以经典的ResNet、InceptionV3、DenseNet和MobileNetV2作为基础模型,在UECFOOD-100和Caltech101等数据集上进行了深入的研究和评估。实验结果表明,并行融合网能在有限的训练样本上训练出识别能力更强的分类模型,有效提高图像的分类准确率。     

多媒体工程：2016——图像检索研究进展与发展趋势

目的 基于内容的图像检索方法利用从图像提取的特征进行检索,以较小的时空开销尽可能准确的找到与查询图片相似的图片。方法 本文从浅层特征、深层特征和特征融合3个方面对图像检索国内外研究进展和面临的挑战进行介绍,并对未来的发展趋势进行展望。结果 尺度下不变特征转换（SIFT）存在缺乏空间几何信息和颜色信息,高层语义的表达不够等问题;而CNN （convolutional neural network）特征则往往缺乏足够的底层信息。为了丰富描述符的信息,通常将SIFT与CNN等特征进行融合。融合方式主要包括：串连、核融合、图融合、索引层次融合和得分层（score-level）融合。"融合"可以有效地利用不同特征的互补性,提高检索的准确率。结论 与SIFT相比,CNN特征的通用性及几何不变性都不够强,依然是图像检索领域面临的挑战。