[发明专利]一种基于颜色特征和纹理特征的快速图像检索方法

说明书

本发明涉及一种基于颜色特征和纹理特征的快速图像检索方法,该方法包括：去除待检索图像中的背景；对数据库中的每一幅图像的RGB颜色空间压缩；提取数据库中的每一幅图像的直方图；对待检索图像的RGB颜色空间压缩；提取待检索图像的直方图；对待检索图像的直方图特征提取，将所提取直方图特征稀疏化；计算稀疏化后的对应直方图特征的距离；将数据库中所有图像进行第一次基于直方图特征距离的排序；在第一次排序结果中选出前一部分图像进行纹理特征的提取，计算纹理特征之间的最小距离，进行基于纹理特征距离的第二次排序并获得最终检索结果。该快速图像检索方法能够在极短的时间内完成大量图像的匹配检索，并且具有很高的精确度。

技术领域

本发明涉及一种基于颜色特征和纹理特征的快速图像检索方法。

背景技术

图像检索技术在搜索引擎、大数据挖掘、图像理解方面具有重要的应用价值。研究者们从图像信号处理、模式分类等诸多角度提出了一系列图像检索方法，这些方法都是基于对图像内容的理解来判断两幅图像的相似程度。然而，目前很多检索方法的运算速度缓慢，不能满足诸多实际应用的需求，限制了图像检索技术的发展。

图像内容的理解可以通过对颜色或者灰度的直方图统计来进行，这类方法具有计算量小的优点，但是对内容理解的程度有限，仅仅停留在整体图像层面，对图像细节内容的感知能力较弱。另外一类方法通过提取图像的纹理特征，反映两幅图像细节的相似程度。这类方法的优点是能够较为精确的区分内容的差别，但其往往需要消耗较大的计算资源，运行效率较低。

目前，研究者们解决图像检索运算速度问题的途径主要是通过加速图像特征的提取速度，或者是提高处理器的运算效率。前者在一定程度上局限于图像的细节内容的表征，忽视了不同图像之间全局特征的差异，后者则过度依赖硬件性能，导致设备的成本增加。综合利用上文所述的整体颜色特征和内容细节特征的检索方法，有可能解决精度和速度之间的矛盾，满足实际应用的需求。

中国专利CN104899326A中提出了一种基于二进制多索引哈希技术的图像检索方法，该方法主要利用主分量分析来区别图像之间的差异和相似程度，虽然哈希索引具有较高的运算效率，但是这种方法需要依赖一个固定的图像数据库进行训练，通用性能较差，当图像受到光照等因素干扰时，主分量方法不能正确判断图像之间的相似程度。中国专利CN104899280A中提出了一种基于彩色直方图和NSCT的模糊相关异步图像检索方法，该方法直接利用颜色直方图的特征进行图像内容的区分，所用的模糊函数依赖于经验数据而确定，检索性能表现不稳定，该方法还利用纹理特征进行图像检索，其运算效率不高。中国专利CN104850644A中提出了一种基于Lucene的高光谱图像检索方法及检索引擎，该方法忽略了图像内容的区别，不能用于图像内容的检索。中国专利CN104834748A中提出了一种利用基于深度语义排序哈希编码的图像检索方法，该方法利用卷积神经网络进行了图像语义的深入挖掘，具有较高的图像理解能力，但是其检索算法浪费了计算资源，在海量图片的检索中，对区别明显的图片进行了过度深入的分析，该方法有进一步加速的空间。中国专利CN104834732A中提出了一种纹理图像检索方法，该方法利用了传统的纹理特征进行匹配，其算法受到图像旋转、几何形变的影响较大，且运算量较高。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提供的一种基于颜色特征和纹理特征的快速图像检索方法，包括以下步骤：

步骤1：将待检索图像进行预处理，去除待检索图像中的背景，保留去除背景后待检索图像；

步骤2：对数据库中存储的每幅图像，压缩其颜色空间；

步骤3：对数据库中压缩颜色空间后得到的每幅图像，提取其颜色直方图

步骤4：对待检索图像，提取出彩色RGB空间像素，压缩其颜色空间；

步骤5：对待检索图像，提取每种颜色的计数器值，对计数器值进行归一化，得到待检索图像的颜色直方图(Hq)；