[发明专利]一种基于事件相关电位的图片语义分类搜索方法

说明书

技术领域

本发明涉及图片分类方法，具体涉及一种基于事件相关电位的图片语义分类搜索方法。

背景技术

图片语义分类即从一个图片集中找出相同语义的图片，传统的方法有两种：第一种是通过对图片添加元数据(例如：字幕、关键词或图像的说明等)，利用元数据中的注释词来完成图片分类；第二种是利用计算机视觉相关技术以图片内容(图片包含的语义)为基底来完成图片的分类。

这两种方法都存在一个问题，即都需要为图片添加注解或标签。第二种方法需要利用图片的标签来训练相关的学习算法，人工对图片进行注解费时、费力而且代价昂贵，现有技术中利用计算机视觉进行图片注解的方法虽然可以提高注解效率，但是计算机算法的学习过程需要精确的图片模板，并且图片内容的模糊、图片与模板的巨大差异都会对计算机图片分类系统的运行稳定性产生影响。

人类视觉系统在图片处理方面被认为具有天然的鲁棒性和良好的泛化处理能力，即使图片被呈现的时间非常短，如几十毫秒或者几百毫秒，人类的视觉系统也可以“捕捉”到大量有用的信息，从而识别图片中的特定内容(参考文献：ProceedingsoftheIEEE，Vol.98，No.3，March2010，462-463)，比如人们可以扫视一幅图片而立即得出其中有没有人，更为重要的是，人可以在图片内容呈现出各种变化的情况下都做到很好识别。

为了创造出与人类视觉系统具有相同信息处理能力的计算机视觉系统，投入了大量的努力，但是鲜有成功，不具备普遍适用性。

事件相关电位(Event Related Potential，ERP)(参考文献：StevenJ.Luck，事件相关电位基础，华东师范大学出版社，2009年)是一种与心理认知和记忆相关的脑电电位，反应了在人类认知过程中的大脑的状态。事件相关电位的产生需要具备两个条件：第一，目标事件的出现必须是一个小概率事件；第二，相对于所有事件的出现而言，目标事件的出现应该是随机的。

事件相关电位P300尤其是视觉诱发的P300已经得到广泛而深入的研究和应用，当一组事件(包含目标事件和非目标事件)连续出现时，目标事件的出现可以诱发脑电信号产生P300，利用P300的成分可以推断目标事件的出现。

现有技术中，基于事件相关电位的脑机接口系统通常包括：向用户施加刺激的脑电信号诱发系统，采集用户脑电信号的脑电信号采集系统以及对采集到的脑电信号进行分析的脑电信号分析系统。

基于脑机接口系统可以实现人脑与计算机的交互，因此，可以考虑直接利用人类视觉系统进行图片的分类以及搜索。

发明内容

本发明提供了一种基于事件相关电位的图片语义分类搜索方法，直接采集人对于不用语义图片的脑电信号，依据脑电信号的不同对图片迅速进行分类搜索，提高了图片分类搜索的效率。

一种基于事件相关电位的图片语义分类搜索方法，包括以下步骤：

(1)向用户依次呈现各类语义相关的图片，使用户对各类语义相关的图片产生相应的原始脑电信号；

(2)在呈现图片的同时采集用户对所呈现的图片产生的原始脑电信号，并对原始脑电信号进行放大以及数字化处理；

(3)将步骤(2)中处理得到的脑电信号进行ERP检测分析，依据ERP检测分析的结果，在步骤(1)中的呈现的语义相关的图片中确定用户需要搜索的图片。

本发明中用户要搜索的图片并非指某一张图片，而是含有相同内容的一类图片，也即相同语义的图片，例如，用户需要搜索老虎的图片，则包含老虎的图片都为搜索目标。

依据用户的需要以及应用环境的不同，可以对图片出现的顺序，图片出现的次数以及图片出现的图片等参数进行修改，以到达最佳的图片搜索结果。

作为优选，所述步骤(1)中向用户依次呈现各类语义相关的图片之前，设置用于让用户集中注意力的倒计时时间。用户集中注意力，有助于得到最佳的图片语义分类搜索结果。

如果相同语义的图片连续出现，则脑电信号中的ERP信息强度会有所降低，因此，为了保证脑电信号中的ERP信息强度满足要求，优选地，所述步骤(1)中向用户依次呈现各类语义相关的图片时，各类语义相关的图片随机出现且相同语义的图片非连续出现。

作为优选，所述步骤(1)中各类语义相关的图片的时间间隔为500ms，同种语义的图片出现10次。同种语义的图片出现10次，即可达到最佳的图片语义分类搜索结果。