マルチメディア電子図書館のための視覚的検索システムの実現とその評価

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本研究では、マルチメディアデータを対象とする検索システムの実現を目標として、実験用データベースの作成と、検索システムの実装を行った。実験用データベースは、アメリカ航空宇宙局(NASA)がインターネット上で公開しているスペースシャトルの静止画像と動画像を用い、およそ4万枚の画像を得ることができた。そして、色の出現頻度情報を求め、その類似性に基づいて画像を検索するシステムを実装した。システムの実装に当たっては、類似検索に適したインデックス構造であるSR-tree(Sphere/Rectangle-tree)を採用し、静的構築法に拡張した上で実装した。静的構築法とは与えられたデータの集合に対して最適なインデックスを構築する手法のことであり、データが逐次追加される動的構築法と対になる構築法である。SR-treeはこれまで動的に構築されるインデックス構造として提案されており、静的構築法については検討が行われていなかった。また、動的構築法についても、直観的な考察に基づいて設計されており、その理論的根拠が明らかではなかった。そこで、本研究では、まず、動的構築法の理論的根拠を解析し、次に、その結果を応用することで静的構築法を実現した。そして、その妥当性を実験用データベースで評価した結果、検索時の処理コストが、動的構築法の70〜80%に減少することが明かになった。また、対話的な検索システムにおいては、システムの応答性が重要であることに着目し、応答性を高める手法として、新しい類似検索アルゴリズムを考案した。このアルゴリズムの特徴は、類似したものが必要以上に多数存在する状況を自動検出できることであり、そのような状況を検出した場合に不要な処理を削減することによって応答性の向上が可能となる。上記の画像データベースを使った実験において、およそ50%の改善が実現され、アルゴリズムの有効性が確認された。