[發明專利]一種基于事件相關電位的圖片語義分類搜索方法

無效

• 申請號: 201210583395.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103077206A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王怡雯;肖思遠;蔣磊;蔡邦宇;張嘉璐;陳衛東;鄭筱祥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及圖片分類方法，具體涉及一種基于事件相關電位的圖片語義分類搜索方法。

背景技術

圖片語義分類即從一個圖片集中找出相同語義的圖片，傳統的方法有兩種：第一種是通過對圖片添加元數據(例如：字幕、關鍵詞或圖像的說明等)，利用元數據中的注釋詞來完成圖片分類；第二種是利用計算機視覺相關技術以圖片內容(圖片包含的語義)為基底來完成圖片的分類。

這兩種方法都存在一個問題，即都需要為圖片添加注解或標簽。第二種方法需要利用圖片的標簽來訓練相關的學習算法，人工對圖片進行注解費時、費力而且代價昂貴，現有技術中利用計算機視覺進行圖片注解的方法雖然可以提高注解效率，但是計算機算法的學習過程需要精確的圖片模板，并且圖片內容的模糊、圖片與模板的巨大差異都會對計算機圖片分類系統的運行穩定性產生影響。

人類視覺系統在圖片處理方面被認為具有天然的魯棒性和良好的泛化處理能力，即使圖片被呈現的時間非常短，如幾十毫秒或者幾百毫秒，人類的視覺系統也可以“捕捉”到大量有用的信息，從而識別圖片中的特定內容(參考文獻：ProceedingsoftheIEEE，Vol.98，No.3，March2010，462-463)，比如人們可以掃視一幅圖片而立即得出其中有沒有人，更為重要的是，人可以在圖片內容呈現出各種變化的情況下都做到很好識別。

為了創造出與人類視覺系統具有相同信息處理能力的計算機視覺系統，投入了大量的努力，但是鮮有成功，不具備普遍適用性。

事件相關電位(Event?Related?Potential，ERP)(參考文獻：StevenJ.Luck，事件相關電位基礎，華東師范大學出版社，2009年)是一種與心理認知和記憶相關的腦電電位，反應了在人類認知過程中的大腦的狀態。事件相關電位的產生需要具備兩個條件：第一，目標事件的出現必須是一個小概率事件；第二，相對于所有事件的出現而言，目標事件的出現應該是隨機的。

事件相關電位P300尤其是視覺誘發的P300已經得到廣泛而深入的研究和應用，當一組事件(包含目標事件和非目標事件)連續出現時，目標事件的出現可以誘發腦電信號產生P300，利用P300的成分可以推斷目標事件的出現。

現有技術中，基于事件相關電位的腦機接口系統通常包括：向用戶施加刺激的腦電信號誘發系統，采集用戶腦電信號的腦電信號采集系統以及對采集到的腦電信號進行分析的腦電信號分析系統。

基于腦機接口系統可以實現人腦與計算機的交互，因此，可以考慮直接利用人類視覺系統進行圖片的分類以及搜索。

發明內容

本發明提供了一種基于事件相關電位的圖片語義分類搜索方法，直接采集人對于不用語義圖片的腦電信號，依據腦電信號的不同對圖片迅速進行分類搜索，提高了圖片分類搜索的效率。

一種基于事件相關電位的圖片語義分類搜索方法，包括以下步驟：

(1)向用戶依次呈現各類語義相關的圖片，使用戶對各類語義相關的圖片產生相應的原始腦電信號；

(2)在呈現圖片的同時采集用戶對所呈現的圖片產生的原始腦電信號，并對原始腦電信號進行放大以及數字化處理；

(3)將步驟(2)中處理得到的腦電信號進行ERP檢測分析，依據ERP檢測分析的結果，在步驟(1)中的呈現的語義相關的圖片中確定用戶需要搜索的圖片。

本發明中用戶要搜索的圖片并非指某一張圖片，而是含有相同內容的一類圖片，也即相同語義的圖片，例如，用戶需要搜索老虎的圖片，則包含老虎的圖片都為搜索目標。

依據用戶的需要以及應用環境的不同，可以對圖片出現的順序，圖片出現的次數以及圖片出現的圖片等參數進行修改，以到達最佳的圖片搜索結果。

作為優選，所述步驟(1)中向用戶依次呈現各類語義相關的圖片之前，設置用于讓用戶集中注意力的倒計時時間。用戶集中注意力，有助于得到最佳的圖片語義分類搜索結果。

如果相同語義的圖片連續出現，則腦電信號中的ERP信息強度會有所降低，因此，為了保證腦電信號中的ERP信息強度滿足要求，優選地，所述步驟(1)中向用戶依次呈現各類語義相關的圖片時，各類語義相關的圖片隨機出現且相同語義的圖片非連續出現。

作為優選，所述步驟(1)中各類語義相關的圖片的時間間隔為500ms，同種語義的圖片出現10次。同種語義的圖片出現10次，即可達到最佳的圖片語義分類搜索結果。