基于分块潜在语义的场景分类方法

提出了一种基于分块潜在语义的场景分类方法。该方法首先对图像进行均匀分块并使用分块内视觉词汇的出现频率来描述每一个分块,然后利用概率潜在语义分析（PLSA）方法从图像的分块集合中发现潜在语义模型,最后利用该模型提取出潜在语义在图像分块中的出现情况来进行场景分类。在13类场景图像上的实验表明,与其他方法相比,该方法具有更高的分类准确率。     

目标语义概率模型在类目标识别和地物场景分析中的算法研究

基于文本分析统计模型提出了图像类目标的语义概率模型,并且将这种概率模型应用于目标识别和复杂场景下的地物分析.首先将图像表示成多个特征局部区域的集合,然后根据目标语义概率模型得到图像、特征局部和目标语义之间的概率关系,通过计算后验概率可以实现目标语义类别的识别.目标概率模型通过EM算法获得模型估计参数.实验结果显示,在识别复杂背景中的目标达到了很好的效果.场景分析中根据图像中各局部区域与目标语义的概率分布可以实现场景中感兴趣区域的标注,实验结果说明此方法有可行性.     

基于潜在语义分析的场景分类优化决策方法

针对传统pLSA模型中语义建模和参数求解不足的问题,提出一种基于先验信息的pLSA场景分类方法.首先对概率模型中的参数矩阵增加同类场景数据的低秩性及单幅图像相对语义主题的稀疏性约束,建立基于先验信息的优化决策模型;然后采用非精确增广拉格朗日乘子法给出模型参数求解算法;最后将基于潜在语义分析的场景分类方法应用到较大规模的场景分类任务中.与其他基于pLSA模型的分类算法进行比较的实验结果表明,文中方法便于产生低维空间中紧致有效的场景语义表示,避免了EM算法收敛性欠佳引起的局部最优问题,具有更好的场景分类性能.     

基于MPEG-7和MM混合模型的图像自动标注算法

为了弥补图像低层视觉特征和高层语义之间的"语义鸿沟",改善图像自动标注的性能,提出了基于多媒体描述接口(MPEG-7)和MM(Mixture Model)混合模型的图像标注算法。该算法采用MPEG-7标准推荐的颜色和纹理描述子提取图像的低层视觉特征,通过MM混合模型建立低层特征到高层语义空间的映射,实现了基于图像整体低层特征的多标签图像自动标注。通过在corel图像数据集上的一系列实验测试验证了该方法的可行性和有效性。     

基于稀疏编码多尺度空间潜在语义分析的图像分类

传统潜在语义分析方法无法利用图像中区域语义构成的上下文信息来获得图像目标空间分布信息,因此它丢掉了局部特征之间的空间关系信息.而基于最近邻矢量量化来构造共生矩阵具有较大的量化误差,使得特征描述缺乏鲁棒性,影响后续潜在语义分析获得特征的精确性.为了弥补这些不足,文中提出了一种基于稀疏编码的多尺度空间潜在语义分析的图像分类方法.首先通过空间金字塔方法对图像进行空间多尺度划分,然后利用稀疏编码对每个局部块特征进行软量化以形成共生矩阵,之后结合概率潜在语义分析(PLSA)获得每个局部块的潜在语义信息,再利用权值串接每个特定局部块中的语义信息得到图像多尺度空间潜在语义信息,最后用支持向量机(SVM)分类器完成图像的场景分类.在常见图像库上的实验表明,本文提出的基于稀疏编码的多尺度空间潜在语义分析方法平均分类精度比现有诸多方法均有明显提高,验证了其有效性和鲁棒性.实验还表明,空间金字塔匹配、稀疏编码共生矩阵以及PLSA降维这3个模块在该文方法中缺一不可,共同提升图像表征和分类性能.     

多尺度空间判别性概率潜在语义分析的场景分类

传统潜在语义分析(Latent Semantic Analysis, LSA)方法无法获得场景目标空间分布信息和潜在主题的判别信息。针对这一问题提出了一种基于多尺度空间判别性概率潜在语义分析(Probabilistic Latent Semantic Analysis, PLSA)的场景分类方法。首先通过空间金字塔方法对图像进行空间多尺度划分获得图像空间信息,结合PLSA模型获得每个局部块的潜在语义信息;然后串接每个特定局部块中的语义信息得到图像多尺度空间潜在语义信息;最后结合提出的权值学习方法来学习不同图像主题间的判别信息,从而得到图像的多尺度空间判别性潜在语义信息,并将学习到的权值信息嵌入支持向量基(Support Vector Machine, SVM)分类器中完成图像的场景分类。在常用的三个场景图像库(Scene-13、Scene-15和Caltech-101)上的实验表明,该方法平均分类精度比现有许多state-of-art方法均优。验证了其有效性和鲁棒性。     

图像情感语义规则抽取的研究

针对图像视觉特征和情感语义之间的语义鸿沟,以图像纹理为低层特征,通过使用BP神经网络完成了图像低层特征到情感语义的映射;并在精度保持不变的前提下,对训练好的网络模型进行剪枝,最后通过神经网络规则抽取算法将隐含在神经网络模型中的知识转化为易于理解的IF-THEN规则形式。实验验证了方法的有效性和规则的可理解性。     

利用空间金字塔分块与PLSA的场景分类方法

提出一种基于空间金字塔分块与PLSA方法相结合的场景分类方法.该方法首先通过空间金字塔分块的方式来构建图像区域集合,然后利用概率潜在语义分析(PLSA)从图像的区域集合中发现潜在语义模型,最后根据潜在语义模型找出所有图像区域中潜在语义出现概率来构建区域潜在语义特征,并使用该特征构建SVM模型进行场景分类.在13类场景图像上的试验表明,和其他方法相比,该方法中不需要进行大量的手工标注,而且具有更高的分类准确率.     

基于显著语义模型的机场与油库目标的识别方法

采用与传统的利用特征匹配方法进行地物目标识别不同的思路,提出一种基于显著语义模型的机场与油库目标的识别方法.该方法在低层特征空间利用视觉关注模型将航拍图像分解成若干个视觉显著性子图,提取出目标可能存在的候选区域;对训练图像集构建基于SIFT局部特征的特征袋语义模型,并利用模型中的特征字典提取出显著性子图所包含的显著语义特征,以实现对机场和油库目标的快速检测识别.利用Google Earth构建了多种不同成像条件下的典型目标数据库,对文中方法的有效性进行验证.实验的结果表明,该方法比传统的特征匹配方法具有更好的识别性能和更高的运算效率,同时对于光照、视点和尺度变化等干扰具有较强的鲁棒性.     

一种视频局部高层语义特征提取算法

准确提取视频高层语义特征,有助于更好地进行基于内容的视频检索。视频局部高层语义特征描述的是图像帧中的物体。考虑到物体本身以及物体所处的特定场景所具有的特点,我们提出一种将图像帧的局部信息和全局信息结合起来提取视频局部高层语义特征的算法。在TRECVID2005数据集上的实验结果表明,与单独基于局部或者单独基于全局的方法相比,此方法具有较好的性能。     

一种基于图像高层语义信息的图像检索方法

由于基于图像高层语义信息的图像检索与传统的图像特征匹配检索相比，在检索的准确性、结果相关性以及降低误检率等方面具有明显的优势，因此高效的图像检索方法应该充分利用图像蕴涵的高层语义信息。为了利用图像的高层语义信息来进行图像检索，在深入研究图像高层语义的低层特征描述的基础上，提出了图像语义的层次划分，并对每个高层语义层提出了语义抽取和检索算法。实验结果表明，该检索算法可以有效地对图像高层语义信息进行提取，并可作为新型高效图像检索系统的一个模型。     

Learning semantic concepts from image database with hybrid generative/discriminative approach

Semantic gap has become a bottleneck of content-based image retrieval in recent years. In order to bridge the gap and improve the retrieval performance, automatic image annotation has emerged as a crucial problem. In this paper, a hybrid approach is proposed to learn the semantic concepts of images automatically. Firstly, we present continuous probabilistic latent semantic analysis (PLSA) and derive its corresponding Expectation–Maximization (EM) algorithm. Continuous PLSA assumes that elements are sampled from a multivariate Gaussian distribution given a latent aspect, instead of a multinomial one in traditional PLSA. Furthermore, we propose a hybrid framework which employs continuous PLSA to model visual features of images in generative learning stage and uses ensembles of classifier chains to classify the multi-label data in discriminative learning stage. Therefore, the framework can learn the correlations between features as well as the correlations between words. Since the hybrid approach combines the advantages of generative and discriminative learning, it can predict semantic annotation precisely for unseen images. Finally, we conduct the experiments on three baseline datasets and the results show that our approach outperforms many state-of-the-art approaches.     

基于改进粗糙集概率模型的鲁棒医学图像分割算法*

基于参数化模型的图像分割算法对复杂的医学图像分割精度较低,对此提出一种基于改进粗糙集概率模型的鲁棒医学图像分割算法。首先,将粗糙集的上下逼近与概率边界区引入最大期望算法中,表征每个类簇;然后,将图像的灰度分布建模为一个有限数量的混合粗糙集概率分布;最终,通过马尔可夫随机场引入图像的空间信息,提高图像分割算法的鲁棒性。基于合成脑部MR(核磁共振)图像库与真实脑部MR图像库的分割实验结果显示,本算法的分割精度与鲁棒性均优于其他参数化模型的分割算法及其他专门的脑部MR图像分割算法。     

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.     

基于语义相似度的自动文摘评价方法

针对现有自动文摘内部评价方法存在主观性强,无法体现深层语义的缺陷,提出利用概率潜在语义分析计算原文和待评价摘要在潜在语义上的贡献,通过相似度的比较,得出符合原文语义的文摘。整个评价方法无需人为干预,实验表明,基于语义相似度的评价方法实现简单、效果稳定,是一种更接近自然模型的评价方法。     

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.     

基于EM算法的混合模型医学图像分割

医学图像分割中的期望最大化(EM)算法在求解混合模型参数时存在局限性。为此,提出一种模糊约束的混合模型图像分割算法。该算法以像素的独立性假设为前提,在采用EM算法对模型参数进行求解的过程中,通过模糊集合论方法,引入像素空间信息。实验结果表明,该算法没有引入新的模型参数,能够保持独立混合模型的简单性,且具有自动模型选择能力,可以获得较理想的分割结果。     

结合相关反馈日志与语义网络的图像标注

连接高层语义和低层视觉特征的图像语义标注技术能够很好地表示图像的语义,提出并实现了一种结合相关反馈日志与语义网络的图像标注方法。该方法以收集的用户相关反馈日志为基础获得图像的语义信息,通过计算图像间的语义相似度进行语义聚类并采用语义传播的方式实现图像的语义标注。实验结果表明,随着相关反馈日志库的不断扩充,图像库中越来越多的图像会在反馈的过程中得到标注且标注的准确率会随着反馈次数的增加而趋于稳定。