[發(fā)明專利]一種基于高階圖結(jié)構(gòu)p?Laplacian稀疏編碼的數(shù)字圖像標(biāo)記方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510632014.X
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105260741B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計一種數(shù)字圖像標(biāo)記方法，特別涉及一種基于高階圖結(jié)構(gòu)信息p-Laplacian的數(shù)字圖像標(biāo)記方法。

背景技術(shù)

隨著計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力的不斷提高以及便攜智能設(shè)備(例如智能手機(jī)數(shù)碼相機(jī))的普及，大數(shù)據(jù)量的數(shù)字圖像的獲取也變得越來越容易。數(shù)字圖像標(biāo)記技術(shù)便是利用已有標(biāo)記圖像信息對圖像數(shù)據(jù)庫中未標(biāo)記圖像進(jìn)行標(biāo)記。一種有效的圖像標(biāo)記策略是將圖像標(biāo)記過程看作一個學(xué)習(xí)過程，利用已有訓(xùn)練圖像作為學(xué)習(xí)所需的樣本，使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)學(xué)習(xí)得到圖像的表示方法，進(jìn)而獲得一個預(yù)測模型實(shí)現(xiàn)對未標(biāo)記圖像的標(biāo)記。

目前的圖像標(biāo)記技術(shù)中對于圖像的表示主要側(cè)重于圖像的特征提取，或者只涉及圖像樣本分布低階圖結(jié)構(gòu)信息。由于目前圖像標(biāo)記技術(shù)中圖像表示方法沒有考慮到圖像樣本分布高階圖結(jié)構(gòu)信息，因此無法更精確的表示圖像樣本的內(nèi)在聯(lián)系，不利于有效的進(jìn)行圖像標(biāo)記。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種一種基于高階圖結(jié)構(gòu)p-Laplacian稀疏編碼的數(shù)字圖像標(biāo)記方法，所采用的技術(shù)方案為：

(1)生成圖像特征；

(2)結(jié)合圖像特征計算數(shù)字圖像庫中圖像樣本的高階結(jié)構(gòu)信息p-Laplacian進(jìn)行字典學(xué)習(xí)；

(3)根據(jù)得到的字典計算圖像的稀疏編碼作為圖像表示；

(4)對得到圖像稀疏編碼使用預(yù)設(shè)的分類方法進(jìn)行訓(xùn)練得到所需的預(yù)測模型；

(5)根據(jù)訓(xùn)練得到的預(yù)測模型對數(shù)字圖像中待標(biāo)記的數(shù)字圖像和用戶新輸入的圖像進(jìn)行標(biāo)記；

(6)結(jié)束。

特別的，所述圖像標(biāo)記裝置包括數(shù)字圖像存儲設(shè)備、已標(biāo)記圖像庫和用戶圖像輸入設(shè)備。

優(yōu)選的，所述待標(biāo)記數(shù)字圖像存儲于數(shù)字圖像存儲設(shè)備內(nèi)。

優(yōu)選的，所述已標(biāo)記圖像庫中的每個數(shù)字圖像均對應(yīng)了一組人工標(biāo)注的概念標(biāo)記。

下面具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案：

數(shù)字圖像存儲設(shè)備中存放了待標(biāo)記的數(shù)字圖像，此外還存在一個已標(biāo)記的數(shù)字圖像庫，該圖像庫中包含一些已經(jīng)標(biāo)記好的數(shù)字圖像，每個數(shù)字圖像均對應(yīng)了一組人工標(biāo)注的概念標(biāo)記，用戶亦可以增加圖像庫中不存在的未標(biāo)記數(shù)字圖像。可以使用數(shù)字圖像處理的經(jīng)典方法生成適當(dāng)?shù)膱D像特征，由此每幅圖像可由一個特征向量進(jìn)行表示，比如SIFT特征等。得到圖像的特征表示后，使用預(yù)設(shè)的分類方法支持向量機(jī)訓(xùn)練得到相應(yīng)的預(yù)測模型支持向量模型，基于預(yù)測模型對圖像存儲設(shè)備中的待標(biāo)記圖像和用戶輸入的新圖像進(jìn)行標(biāo)記。

對用戶輸入的新圖像進(jìn)行標(biāo)記后，生成圖像特征，然后結(jié)合圖像庫中圖像樣本的高階圖結(jié)構(gòu)信息p-Laplacian進(jìn)行字典學(xué)習(xí)。

結(jié)合圖像庫中圖像樣本的高階圖結(jié)構(gòu)信息p-Laplacian進(jìn)行字典學(xué)習(xí)時，假設(shè)X代表圖像特征矩陣，D代表學(xué)習(xí)字典，W代表圖像稀疏編碼，Δ_pW代表圖像樣本高階圖結(jié)構(gòu)p-Laplacian信息：

a.先初始化操作，設(shè)定用來平衡目標(biāo)函數(shù)中的后面兩項(xiàng)的比重的γ₁，γ₂，設(shè)定字典元素數(shù)目并生成D。

b.固定字典D，通過求解問題

minW12||X-DW||F2+γ1(W,ΔpW)+γ2||W||1]]>

計算圖像對應(yīng)的稀疏編碼W。