[發明專利]基于顏色矩的連續快速視覺演示非目標圖片最優排序方法

有效

• 申請號: 202010038131.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111259186B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李甫;王沖;吳昊;冀有碩;牛毅
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F16/583
• 分類號: G06F16/583;G06T7/90;G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明公開了一種基于顏色矩的連續快速視覺演示非目標圖片最優排序方法，主要解決現有連續快速視覺演示RSVP呈現時由于非目標圖片相鄰圖片相似度過低，導致錯誤誘發出事件相關電位ERP的問題。其實現方案是：將RGB圖片轉換成HSV圖片，在HSV圖片各通道上提取像素的顏色矩作為特征；對一張HSV圖片各通道像素值做變換生成簡單變換圖片，手動完成簡單變換圖片的排序，同時根據簡單變換圖片的相似度進行排序，結合兩種排序結果確定各通道權值參數；對所有非目標圖片，利用各通道權值參數計算圖片相似度，完成排序。本發明可實現RSVP非目標圖片的最優排序，能夠有效改善ERP的質量，可用于腦機接口。

技術領域

本發明屬于電子信息技術領域，主要涉及一種連續快速視覺演示中非目標圖片排序的方法，可用于腦機接口。

背景技術

隨著社會信息技術的不斷進步，導致信息超載問題日益嚴重。由于圖片和視頻數據存儲庫正在以指數級別的速度增長，這些數據存儲庫的規模、多樣性以及“感興趣目標”的潛在稀疏性給目標的有效檢索帶來了困難。連續快速視覺演示RSVP是在近年來腦機接口BCI技術不斷發展的環境下，結合人類視覺系統與大腦皮層的事件相關電位ERP而衍生出的一種BCI范式，常用于幫助專業人員，如衛星圖片偵察人員對大量圖片進行有效的分類。

目前的RSVP范式通過處理圖片刺激誘發出的ERP信號完成對圖片分類，該ERP信號一般在目標圖片刺激出現后被誘發出。存在的問題在于忽視了相鄰非目標圖片之間的相似度過低的情況，導致容易錯誤地誘發出ERP信號，對分類結果造成了影響。為了解決此問題，需計算非目標圖片之間的相似度并將其按相似度由高到低的順序進行排序。

目前計算圖片之間相似度時大多使用感知哈希算法Phash，其首先將圖片壓縮后進行離散余弦變換，隨后提取低頻成分對其進行散列化處理，即使用與均值進行比較的方法實現哈希編碼；最后通過求不同圖片之間的漢明距離來計算圖片的相似度，這種方法在很多任務上取得了很好的效果。但是此方法存在的問題在于Phash為了容忍圖片的一些形變而只取了圖片的低頻部分，從而造成了特征捕獲不到圖片的細節部分這一問題，這使得對純色圖片或近似純色圖片的處理效果很差。顏色差異過大的純色相鄰非目標圖片很容易被Phash算法判別為相似圖片，造成ERP的誘發，進而可能將該非目標圖片判為目標圖片，形成虛警。

發明內容

本發明的目的在于針對傳統連續快速視覺演示RSVP序列在非目標圖片呈現順序上的不足，提出一種基于顏色矩的連續快速視覺演示非目標圖片最優排序方法，根據計算不同圖片間的相似度，通過配合手動排序確定權值參數，實現RSVP中非目標圖片的最優排序。

本發明的技術技術方案是這樣實現的：

一.技術原理

RGB顏色空間利用三個相關性很強的顏色分量的線性組合來表示顏色，其均勻性較差，在此顏色空間進行特征提取時產生的結果往往與人眼視覺有較大的偏差，這會對ERP的誘發產生影響。而HSV顏色空間比RGB顏色空間更接近人們對彩色的感知經驗，直觀地使用色調、飽和度和明暗程度來表示圖片，便于人眼直接對圖片相似度進行比較。顏色矩是一種簡單有效的圖片特征表示方法，其一階矩用來表示像素的均值、二階矩表示像素的方差、三階矩表示像素的斜度，由于圖片的顏色信息主要分布于低階矩中，所以使用一階矩、二階矩和三階矩足以表達圖片的顏色分布特征，利用這些特征可以通過計算對比不同圖片的相似度。

本發明的技術思路是：首先將圖片由RGB顏色空間表示轉換為HSV顏色空間表示，隨后在HSV圖片的各通道上對其顏色矩的低階矩進行特征提取，最后基于哈希的思想，結合手動排序確定權值參數，根據比較不同圖片的相似度進行排序。

二.實現方案

根據上述原理，本發明的技術方案包括如下步驟：

(1)對圖片進行特征提取：