[发明专利]基于HTM算法的图像检索系统及其图像检索方法

说明书

技术领域

本发明属于智能信息处理技术，具体是指一种基于层次时间记忆算法(以下简称为HTM算法)的图像检索系统及其图像检索方法。

背景技术

随着智能移动终端的普及，各种具有拍照功能的智能移动设备每天都会获得大量的图像文件，如何对这些图像文件进行高效的检索成为当前信息时代面临的挑战之一，因此，基于内容的图像检索技术应运而生。

基于内容的图像检索，属于图像分析的一个研究领域。基于内容的图像检索目的是在给定查询图像的前提下，依据内容信息或指定查询标准，在图像数据库中搜索并查找出符合查询条件的相应图片。

基于内容的图像检索指的是查询条件本身就是一个图像，或者是对于图像内容的描述，目前采用的建立索引的方式主要是通过提取底层特征，比如色彩、纹理和形状等，然后通过计算比较这些特征和查询条件之间的距离，来决定两个图像的相似程度。

然而采用底层特征对图像进行匹配会引起语义鸿沟的问题，即用户在检索图像时主要关注的是图像的上层语义理解，而图像的底层特征与上层语义理解之间有时会有较大的差异。比如，用户在检索图像时主要关注的是图像的分类问题，而不太在意底层特征的差异。

HTM算法是一种新型的算法模型，模仿了人类新大脑皮层的相关结构和信息处理方式，作为一种新的算法模型，HTM算法模型以其分类识别准确度高、自适应和容错能力强等特点受到研究人员的重视，在模式识别领域中得到探索性的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于HTM算法的图像检索系统及其实现方法，该系统和方法在一定程度上避免了图像的底层特征与上层分类之间的语义鸿沟问题，实现了基于内容的图像检索，而且其检索准确率较高，具有很大的实用价值。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于HTM算法的图像检索系统，包括：用户交互模块、包含图像库的图像库管理模块、基于HTM算法的图像分类识别模块、分类索引数据库、匹配计算模块，其连接关系是：

用户交互模块的第一输入端接收用户查询图像，用户交互模块的第二输入端与图像库管理模块的第二输出端相连，用户交互模块的输出端与分类识别模块的第一输入端相连，图像库管理模块的第一输出端与分类识别模块的第二输入端相连，分类识别模块的第一输出端与分类索引数据库的输入端相连，分类识别模块的第二输出端与匹配计算模块的第一输入端相连，分类索引数据库的输出端与匹配计算模块的第二输入端相连，匹配计算模块的输出端与图像库管理模块的输入端相连。

利用所述的基于HTM算法的图像检索系统的图像检索方法，该方法包括以下步骤：

(1)更新分类索引数据库；

(2)从图像库管理模块的图像库中检索出与用户输入的查询图像相匹配的图像。

所述的更新分类索引数据库的过程如下：

(1-1)图像库管理模块检查图像库中是否有新的图像存入或有图像被删除，如果有新的图像存入，转到步骤(1-2)，若有图像被删除，则转到步骤(1-3)；

(1-2)如果图像库管理模块的图像库中有新图像存入，图像库管理模块的第一输出端将新存入的图像P发送到分类识别模块的第二输入端，分类识别模块对接收的图像P进行分类识别计算后，得到图像P与N个类别符合程度的分类概率向量A＝[a₁，…a_i…a_N]，其中a_i代表与第i个类别相符合程度的分类概率值，分类识别模块(3)将此图像的文件名P及其分类概率向量A通过分类识别模块的第一输出端发送到分类索引数据库的输入端，分类索引数据库将接收到的图像名P及其分类概率向量A存储在其数据库中；

(1-3)如果图像库管理模块中有图像被删除，图像库管理模块的第一输出端将被删除的图像文件名DP发送到分类识别模块，分类识别模块的第一输出端将图像文件名DP转发至分类索引数据库的输入端，分类索引数据库将其数据库中图像文件名为DP的索引记录删除；

(1-4)等待用户输入查询图像。

所述的从图像库管理模块的图像库中检索出与用户输入的查询图像相匹配的图像，包括以下步骤：

(2-1)用户通过用户交互模块的第一输入端输入查询图像B以及需要检索的图像个数E，用户交互模块将接收到的查询图像B和检索个数E通过其输出端发送至分类识别模块的第一输入端；