1.一种基于图像信息提取与改进EMD距离的图像检索方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤a、对待检索图像以及图像库图像进行降维处理;
步骤b、网络结构设置并提取降维之后的图像语义信息;
步骤c、改进EMD距离;
步骤d、将改进的EMD距离用于图像相似性度量中;
步骤a的具体步骤如下:
步骤a1:得到标准化数据矩阵 ;
根据图像的数据 ,得到特征空间的标准化数据矩阵,;
其中,是样本数, 是得到的标准数据矩阵, 是原始数据在特征空间H的像;
标准数据化矩阵的特征方程可表示为: ;
其中,是标准数据化矩阵的特征值,是标准数据化矩阵的特征向量;
步骤a2:计算核矩阵;
将标准数据化矩阵获得的最大特征值 所对应的特征向量 生成特征空间中第一个主成分,得到特征向量 ,在标准数据化矩阵的两边同时点乘映射向量,进行内积运算,并得到核矩阵 ;
步骤a3:得到降维数据;
步骤b的具体步骤如下:
步骤b1:网络结构设置;
卷积神经网络主要由四层结构组成,一至三层为卷积神经网络的基本,每一层都由卷积层和池化层组成,最后一层为全连接层,选用softmax分类器;在该网络结构中,激活函数选择激活函数选择“Relu”,池化层选择最大池化;第一层到第三层卷积核的个数依次为10,
60,100,全连接层神经单元个数设置为500;
步骤b2:提取降维之后的图像语义信息将步骤a获得的降维之后的图像作为卷积神经网络的原始数据,输入的影像块大小为,第一层到第三层的卷积核大小依次设置为 、 、 ,池化尺寸都选择为,最后的输出层的个数为输入数据类别的个数,与训练样本中类别个数一致,最后得到图像的语义信息;
步骤c的具体步骤如下:
步骤c1:写出代价函数的方程形式:;
其中, 是代价函数, 为设计参数阈值;x是代价函数中与参数阈值相比较的未知量;t是代价函数中变量参数的标识;
步骤c2:用改进的EMD距离代替传统EMD距离:改进的陆地移动距离为:
;
其中,N为待检索图像特征中的最大值;
M为图像数据库中某幅图像特征的最大值;
H(X,Y)为待检索图像与图像数据库中某幅图像之间的改进的陆地移动距离;
X为待检索图像特征集合;
Y为图像数据库中某幅图像特征集合;
h(xi,yi)的含义是: 为图像特征集合 中的特征分量 到图像数据库中某幅图像特征集合 中特征分量 的欧式距离;
其中,约束条件如下:
,
,
,
;
其中, 为特征分量 和特征分量 间的最优权重系数;
为集合中 特征分量 的权重值;
为集合 中特征分量 的权重值;
步骤d的具体步骤如下:
根据步骤b得到的图像语义信息,用改进的EMD距离作为图像特征的相似性度量距离函数,将得到的相似性度量结果按照降序排列,得出检索结果;在步骤a3中,求解核矩阵 的特征值和特征向量, 的特征值满足 ,对应的特征向量为 ,当前个特征值累加和与特征值总和的比值大于阈值0.85时,即 ,完成原始图像的特征降维;
其中, 为图像特征集合 中的特征分量 到图像数据库中某幅图像特征集合中特征分量 的欧式距离; 为集合中 特征分量 的权重值; 为集合 中特征分量 的权重值; 是归一化因子; 是特征分量 和特征分量 间的最优权重系数。