[发明专利]一种利用圆锥坐标实现图像颜色相似对比的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及图像颜色相似对比领域，尤其涉及建筑石材颜色相似搜索对比方法。

背景技术：

随着因特网和数码技术高速发展，Web图像资源日益丰富，据中国互联网络信息中心发布的2005年中国互联网络信息资源数量调查报告显示，我国中文网页已达24亿，平均每个网页嵌入6.4个图像，中文网页图像文件数已超100亿个。因此，图像搜索成为Web图像资源有效利用的瓶颈问题。目前的Web图像搜索引擎主要采用关键词搜索，即从图像所在网页的相关文本中提取与图像主题可能相关的关键词，保存在Web图像索引数据库中，用户利用关键词在索引库中检索，实现Web图像搜索(如Google、Yahoo等，都采用此类技术)。基于关键词的Web图像搜索准确率太低，用户须从大量的搜索结果中通过浏览选择需要的图片，工作仍然繁重。另一类则是基于内容的图像检索技术，此类技术代表了图像搜索技术的前沿。20世纪90年代后基于内容的图像检索方法得到快速发展，利用图像内容的视觉特征(主要是颜色、形状、纹理、位置等)检索图像，极大地提高了图像检索的准确率。基于内容检索技术还很不成熟，且不同的应用领域对图像内容的视觉特征要求和分类标准还没有形成，也很难形成统一的图像相似度标准。

由于现有的相关技术，如特征提取技术、相关性匹配技术等还不够完善，目前的图像搜索引擎的搜索性能还不尽人意。但随着多媒体信息处理技术的日益发展，图像搜索引擎领域的研究将主要集中在以下的几个方面。

1)连续的色彩空间离散化产生的断层问题。在HSL色彩空间中，图像的色彩、色饱和度、亮度在一圆锥体内呈现连续变化态势。而在计算机处理中必须将其离散化，在离散子空间的边缘，微小的颜色变化则可导致划分到不同的子空间中，从而引起图像颜色对比的失真。

2)不能正确反映不同颜色间的相似程度。在对HSL色彩空间进行离散化后，现有的算法主要是对相同颜色子空间的频率进行比较得出图像相似的程度。但现实色彩空间中，很多颜色不完全相同，但在某种程度上相似。现有的算法不能很好地处理该类问题。

3)大批量的图像搜索中计算时间过长的问题。现有的算法大多集中精力研究两张图像的某种相似度，而忽略图像的快速处理方法研究。但在互联网中，尤其是针对石材领域的图像搜索对比中，图像库存在数万甚至更多。逐个比较将会使这些算法失去实用性，也不会被用户接受。

4)用户接口智能化问题。目前图像搜索引擎的用户接口比较单一，交互能力较差，并且有的还只能提供描述查询接口，即关键词提问框。而在理想的图像搜索引擎中，人应该是主动的，用户接口不仅能使用户方便地获取所需资源，还能充分考虑为用户的不同需求提供个性化的服务。因此未来的图像搜索引擎的一个重要特征便是用户接口的智能化，除了提供示例和描述查询等基本接口之外，还能为用户查询提供丰富的交互能力，使用户能够在主动交互过程中通过调整检索参数，表达对图像的语义感知，最终获取满意的结果。不仅如此，用户接口还是界面友好、直观易用的。

发明内容：

针对现有图像颜色相似对比中的不足，本发明的目的在于提供一种利用圆锥坐标实现图像颜色相似对比的方法，该方法引入图像颜色圆锥坐标的概念，有效地提取了图像的相应颜色特征，在此基础上，定义了一种基于圆锥坐标的图像距离和图像相似的标准；同时针对图像数据库中的样本图像建立特征数据库，使得描述图像颜色相似更准确、更有效、更方便，大幅度地提高了图像对比速度。在与主题和内容特征等条件相结合时，本发明可实现石材图像的更有效查找。

本发明的目的是这样实现的，本发明所述的技术方案，包括如下步骤：

步骤1)将样本图像由RGB色彩空间转换为HSL色彩空间；

步骤2)将由HSL色彩空间表示的样本图像离散化；

步骤3)对离散化后的HSL色彩空间求各子空间的重心坐标，统计各子空间出现的概率；

步骤4)将各子空间的重心坐标变换为圆锥坐标，所述的圆锥锥面的半径与子空间的重心坐标亮度成正比；

步骤5)按步骤1)～步骤4)提取的样本图像的特征存入特征数据库；

步骤6)将待对比图像按步骤1)～步骤4)方法，提取相应颜色特征；

步骤7)按基于圆锥坐标和子空间概率的两图像距离及相似度定义设定相似度，将待对比图像按步骤6)所提取的相应颜色特征与样本图像特征数据库中的上万张图片进行一一比对，从样本图像特征数据库中找出符合相似度要求的所有相似图像并显示，即找出与该待对比图像最相似的前若干张图片，并按相似度排序显示排序结果。