基于內(nèi)容的中草藥植物圖像檢索關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、論文工作針對(duì)基于內(nèi)容的中草藥植物圖像檢索問題，在系統(tǒng)分析已有關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)基礎(chǔ)上，對(duì)中草藥植物葉子圖像的領(lǐng)域特征提取、層次化檢索策略、基于顯著輪廓曲線的圖像檢索、基于視覺注意的花卉圖像檢索等問題進(jìn)行了系統(tǒng)、深入和較為全面的研究。這些研究?jī)?nèi)容不但是基于內(nèi)容的中草藥植物圖像檢索亟待解決的關(guān)鍵問題，也是圖像處理和信息檢索領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。論文的主要工作和貢獻(xiàn)如下： (1)對(duì)基于內(nèi)容圖像檢索領(lǐng)域的一些

2、關(guān)鍵技術(shù)作了深入的研究分析，包括：顏色、形狀、紋理等常用的圖像底層視覺特征和高層語(yǔ)義特征的描述，圖像相似性度量準(zhǔn)則，圖像數(shù)據(jù)庫(kù)特征索引，檢索系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)，相關(guān)反饋等；并對(duì)基于內(nèi)容圖像檢索領(lǐng)域的主要研究方向進(jìn)行了闡述；最后還給出了部分原型系統(tǒng)的比較分析結(jié)果。 (2)葉子作為植物的重要器官，它的識(shí)別與分類在整株植物的識(shí)別與分類過程中占有重要的地位。使用顏色、紋理、形狀等通用的視覺特征并不能取得很好的檢索效果，因此論文從植物形態(tài)學(xué)角度

3、，分析并提取了中草藥植物葉片的葉形、葉脈、葉齒等領(lǐng)域視覺特征，并且將所提取的特征歸類為全局特征和局部特征，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)層次化檢索策略，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)表明：應(yīng)用領(lǐng)域特征的檢索較傳統(tǒng)的檢索更有效，并且，層次化檢索策略在提高系統(tǒng)檢索速度的同時(shí)，又保證具有較高的檢索精度。 (3)非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下采集到的中草藥植物葉子圖像，一般具有復(fù)雜的背景，遮擋現(xiàn)象普遍存在，這都極大地影響著檢索的效果。受到神經(jīng)心理學(xué)中形狀感知研究的啟發(fā)，

4、我們將非經(jīng)典感受野抑制機(jī)制引入到圖像邊緣檢測(cè)中，保留圖像中葉子的輪廓，同時(shí)抑制復(fù)雜背景中的短小邊緣，并且使用獲取的輪廓曲線的特征來(lái)代表圖像的形狀特征。然后采用“綜合多對(duì)多”的匹配策略來(lái)度量圖像間的相似性，取得了良好的匹配效果。 (4)一般情況下，非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下采集到的中草藥植物花卉圖像，花卉區(qū)域具有比背景更加突出的特征屬性。利用人類視覺選擇性注意機(jī)制研究的成果，首先對(duì)圖像進(jìn)行分析，綜合視覺注意模型和傳統(tǒng)的區(qū)域生長(zhǎng)法，來(lái)定義和獲取用

5、戶感興趣的區(qū)域，然后采用一種新的“一對(duì)一”的匹配策略來(lái)度量圖像間的相似性，解決了圖像的注意性匹配問題。實(shí)驗(yàn)證明：上述方法簡(jiǎn)單有效，降低了信息處理的計(jì)算量，提高了系統(tǒng)的效率。 總之，我們?cè)诨趦?nèi)容的中草藥植物圖像檢索方面，首次運(yùn)用比較先進(jìn)的圖像匹配與檢索方法與技術(shù)，對(duì)中草藥圖譜檢索問題做了有開拓性意義的研究工作，特別是提出的“植物葉子圖像的領(lǐng)域特征提取與層次化檢索"、“圖像顯著輪廓提取與綜合輪廓匹配”、“基于視覺注意的感興趣區(qū)域提