[發明專利]一種圖像檢索中基于文本的查詢擴展與排序方法

無效

• 申請號: 201010184725.2
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101901249A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 張玥杰;金城;薛向陽;岑磊;彭琳
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 包兆宜

技術領域

本發明屬于多媒體信息檢索領域，涉及一種特定媒體-圖像的檢索方法，具體涉及一種在圖像檢索中實現基于義類詞典的查詢擴展與排序的方法。該方法可用于配合基于內容的圖像檢索方法，提高圖像搜索質量，改善用戶搜索體驗。

背景技術

近年來，隨著Internet和社會信息化的發展，數字圖像的容量正快速增長，每天都有海量的圖像數據產生。如何快速而準確地查找、訪問圖像，并有效利用這些圖像成為迫切需要解決的問題，這就是所謂的圖像檢索技術。最早主要采用基于文本的圖像檢索技術(Text-based?Image?Retrieval，TBIR)；20世紀90年代以來，基于內容的圖像檢索(Content-based?Image?Retrieval，CBIR)的研究與應用得到長足的發展，進而又發展出基于語義的圖像檢索、基于反饋的圖像檢索以及基于知識的圖像檢索^[1]。TBIR作為一種早期的技術，十分依賴于圖像的標注結果，這是受限之處所在，但是基于文本的檢索作為一種較為成熟的技術，其快速可靠的特點至今仍然十分突出。因此，TBIR仍然是一個值得研究的方面，如果能吸取其他方法的一些特點或是和其他幾種方法交互使用，可以有不錯的效果。

從圖像數據本身來看，可分為兩類。一類具有相關的文本說明信息，如新聞圖像，通常記者在發回圖像的同時附有簡短的文字描述；而另一類則是無文字說明。對于“具有文本說明信息”的圖像庫，一般檢索系統都是從圖像的文本說明中提取關鍵詞作為索引來實現圖像檢索。由于多年來針對文本檢索的研究已取得不少成果，與單純基于圖像底層特征的檢索系統相比，這類圖像檢索系統往往能更好地支持基于高級語義的檢索。但是，有關圖像的文本說明是圖像作者從自身的理解與喜好角度出發對圖像所做的簡短描述，與針對檢索目的對圖像所進行的標注信息不同，則兩者所描述的內容也必然存在差異。因此，從文本說明中提取出的關鍵詞不同于專門用于檢索目的的手工標注的關鍵詞，不僅導致查準率下降，而且可能返回用戶許多不相關的查詢結果，使用戶無所適從^[2]。同時，在圖像檢索應用中，用戶的真實信息需求到用戶提交的查詢請求之間、以及查詢請求到系統理解的查詢請求之間存在一定的偏差。這些偏差導致查詢出來的相關圖像與用戶查詢之間、乃至用戶希望得到的信息之間存在不匹配。通過查詢擴展優化用戶查詢，更準確、客觀地表達用戶的查詢需求，幫助用戶快速準確地獲得所需要的信息，已經成為信息檢索領域，特別是圖像檢索領域的重要研究熱點^[3，4]。

目前的查詢擴展方法大致可分成三類，即基于義類詞典、基于全局分析以及基于局部分析^{[5，6，7]}?；诹x類詞典的方法一般借助于語義知識詞典^{[8，9，10]}，選擇出與查詢用詞存在一定語義關聯性的詞來進行擴展，選擇的依據通常為詞之間的上下位關系與同義關系等^{[11，12，13，14，15，16]}。該方法依賴于完備的語義體系，獨立于待檢索對象集^{[17，18，19]}?；谌址治龅姆椒ㄆ浠舅枷胧菍θ繖z索對象中的詞或者詞組進行相關分析，將與查詢用詞關聯程度最高的詞或者詞組加入初始查詢以生成新的查詢^[20]。該方法雖然可以最大限度地探求詞間關系，但在檢索對象集合改變后的更新代價巨大，而且隨著檢索對象集合規模的遞增在時空代價上也會存在不可行性。而基于局部分析的方法為兩階段查詢，也就是首先對使用者的初始查詢做第一次檢索，根據檢索結果選取前N個檢索對象進行分析，找出其中重要性較高的詞，與初始查詢組成新的查詢，然后利用新的查詢進行第二次檢索^[20]。該方法容易存在“查詢漂移”問題，當第一次檢索結果不佳時，可能會選擇與查詢主題不相關的詞而加入至初始查詢，會嚴重降低查詢精度，甚至低于未做查詢擴展的情形。