Similarity-based image retrieval method using wavelet transformation and its application to image database of historical objects in Japan

基于相似性的小波变换图像检索方法及其在日本历史文物图像数据库中的应用

• 批准号: 07680424
• 负责人: HOSHI Mamoru
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 1996
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07680424/
• 关键词: Wavelet transform; Content-based image retrieval; texture analysis; similarity-based image searak; 画像データベース; 類似画検索; 部分画検索; 縮小画像; テクスチャ

The aim of this project is to provide a unifying scheme based on wavelet transform for content-based retrieval of image database. Two main components of the scheme are as follows :1)Hierarchical decomposition of images using orthogonal discrete wavelet transform (DWT) : DWT decomposes an image into three orientation selective detail images and an approximate image. The decomposition process can recursively be applied to the approximate image to produce the next level of the resolution. Thus we can obtain a pyramid structure of subimages with various resolutions corresponding to the different scales. It should be noted that the pyramid structure is the basis for image processing such as edge extraction, texture extraction, texture segmentation, shape extraction, and so on.2)Feature extraction : We extract features of an image from the subimages obtained by DWT.For example, we use the higher-order local autocorrelation as features for retrieval by example image, shape, user-constructed sketches and drawings. For retrieval by texture, we proposed new features computed from the wavelet coefficients of detailed subimages. These features are stored in the database.Based on this scheme, we have developed a prototype system of an image database of the historical objects of various places in Japan. This database includes classical pictures, patterns, and instruments, which are Japanese heritages and/or legacy objects collected in the National Museum of Japanese History.The system allows similarity retrieval based on example images, user-constructed sketches and drawings, textures, and interactive combinations of these. Then the system supports retrieval by browsing which is needed when users are vague about their retrieval needs or unfamiliar with the information available in the database. Experiment with hundreds of images showed good performance.

本课题旨在为基于小波变换的图像数据库内容检索提供一种统一的方案。该方案的两个主要组成部分如下：1)利用正交离散小波变换（DWT）对图像进行分层分解：DWT将图像分解为三个方向选择性细节图像和一个近似图像。分解过程可以递归地应用于近似图像，以产生下一级的分辨率。因此，我们可以得到不同尺度对应的不同分辨率的子图像的金字塔结构。需要注意的是，金字塔结构是进行边缘提取、纹理提取、纹理分割、形状提取等图像处理的基础。2)特征提取：从DWT得到的子图像中提取图像的特征。例如，我们使用高阶局部自相关作为特征，通过示例图像、形状、用户构建的草图和图纸进行检索。对于纹理检索，我们提出了从详细子图像的小波系数计算的新特征。这些特征存储在数据库中。在此基础上，我们开发了一个日本各地历史文物图像数据库的原型系统。该数据库包括日本国家历史博物馆收藏的日本遗产和/或遗产物品的经典图片，图案和乐器。该系统允许基于示例图像、用户构建的草图和图纸、纹理和这些的交互组合的相似性检索。当用户对检索需求不明确或对数据库中的信息不熟悉时，系统支持浏览式检索。数百张图片的实验显示了良好的性能。

项目成果

中田雄一郎、星守、大森匡、小早川倫〓: "ウェーブレット変換を用いたテクスチャ解析と類似テクスチャ画像検索への応用" 電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会資料(PRMU). 1997.3月(発表予定). (1997)

Yuichiro Nakata、Mamoru Hoshimori、Tadashi Omori、Rin Kobayakawa：“使用小波变换进行纹理分析及其在相似纹理图像检索中的应用”IEICE 模式识别和媒体理解研究组材料 (PRMU)，1997 年 3 月（发表）（1997 年）。

本谷 佳代, 小早川 倫広, 星 守, 大森 匡: "ウェーブレット変換を用いた画像データベースにおける対話的類似画像検索方式" 電子情報通信学会データ工学研究会資料. DE-97-3. 13-18 (1997)

Kayo Motoya、Michihiro Kobayakawa、Mamoru Hoshi、Tadashi Omori：“使用小波变换的图像数据库中的交互式相似图像搜索方法”IEICE 数据工程研究组材料 DE-97-3（1997）。

Y.Nakada, M.Hoshi, T.Ohmori, N.Kobayakawa: "Texture Analysis of Image by Wavelet transformation and its Application to Similarity-based retrieval of texture image" Technical Report of Pattern Recognition and Media Understornding (PRMU) , (Inst.EICE). PRMU

Y.Nakada、M.Hoshi、T.Ohmori、N.Kobayakawa：“通过小波变换对图像进行纹理分析及其在基于相似性的纹理图像检索中的应用”模式识别和媒体理解 (PRMU) 技术报告，（Inst

中田 雄一郎, 星 守, 大森 匡, 小早川 倫広: "ウェーブレット変換を用いたテクスチャ解析と類似テクスチャ画像検索への応用" 電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会資料(PRMU). 1997.3月(PRMU69-166発売予定). 45-52 (1997)

Yuichiro Nakata、Mamoru Hoshi、Tadashi Omori、Michihiro Kobayakawa：《使用小波变换的纹理分析及其在相似纹理图像检索中的应用》IEICE 模式识别和媒体理解研究组资料（PRMU）1997 年 3 月（PRMU69）-166。发布）45-52（1997）。

今村寧、中田雄一郎、星守、大森匡: "ウェーブレット変換を用いた画像のテクスチャ解析" 情報処理学会第52回全国大会予稿集. 2G-1. 2-197-2-198 (1996)

Yasushi Imamura、Yuichiro Nakata、Mamoru Hoshimori、Tadashi Omori：“使用小波变换的图像纹理分析”日本信息处理学会第 52 届全国会议记录 2G-1 (1996)。