网络图像搜索中的图像摘要技术研究(3)
2.1.1 全局特征提取
1）64文基于LAB的颜色直方图
LAB颜色空间是由国际照明委员会制定的一种色彩模式。在自然界中，任何颜色都可以在LAB颜色空间中表达出来，它的色彩空间比RGB颜色空间还要大。LAB颜色空间是以数字化方式来描述人类的视觉感应，所以与设备的特性无关。而RGB和CMYK颜色空间需依赖于设备色彩特性，LAB颜色空间弥补了这个不足。LAB颜色空间取坐标LAB，L是亮度，A 和B是两个颜色通道。A包括的颜色是从深绿色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮粉红色（高亮度值）；B是从亮蓝色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）。
颜色直方图这种颜色特征是在许多图像检索系统中被广泛使用的。它所描述的是不同颜色在图像中所占的比例。直方图中的数值都是通过统计而来，描述了该图像中关于颜色的数量特征，并反映了图像中颜色的统计分布和基本色调，但是直方图只包含了该图像中某一颜色在全部像素点中出现的频数，而丢失了像素的空间位置信息。一般情况下，如果图像上的背景和前景物体颜色分布明显不同，在直方图上会出现双峰特性；但如果图像的背景和前景颜色较为接近，则不具有这个特性。颜色直方图的定义公式如下：
（1）其中，i=1,2,...,K；ni表示颜色为第i种颜色的像素点个数；N为图像像素点的总数；K为颜色的种类个数。本文设K=4，则基于LAB的颜色直方图为64文（4×4×4）。
2）144文基于HSV的颜色相关图
HSV颜色模型是依据人类对于色泽、明暗和色调的直观感觉来定义颜色,如图2.1.1-1所示，其中H(Hue)代表色相,是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等；S(Saturation)代表色饱和度,是指色彩的纯度，越高色彩越纯，越低则逐渐变灰，取0-100%的数值；V(Value)代表明度，是指色彩的明暗程度，取0-100%的数值。该颜色系统比RGB系统更接近于人们的经验和对彩色的感知,因而被广泛应用于计算机视觉领域。
颜色相关图其主要思想是用颜色对相对于距离的分布来描述信息，它反映了像素对的空间相关性，以及局部像素分布和总体像素分布的相关性，并且容易计算，特征范围小，效果好。它的定义公式如下：
（2）其中，I表示整体的像素集；Ic(i)代表像素点的颜色为c(i)颜色的像素集； ， ；|p1-p2|表示像素点p1和p2之间的距离。该公式表示在 及 的条件下， 时p1与p2之间的距离为d的概率。因为本实验中的颜色相关图只获取同颜色之间的空间关系，文数将从O(N2d)减小到O(Nd)。本文将HSV颜色空间量化到36个组成部分，并且取距离d为四个奇数d={1,3,5,7},所以颜色相关图的文数为144（36×4）。
3）73文边缘方向直方图
边缘方向直方图( Edge Direction Histogram,EDH)是描述图像形状的一种方法。图像中目标的形状是由边缘勾勒出来的。边缘是图像灰度变化的地方,对应目标或目标和背景的边界,所以对边缘方向进行统计得到的直方图的形状将在一定程度上反映图像中的形状信息。如果图像中有比较规则的目标,则边缘方向直方图会有明显的周期性;否则,边缘方向直方图会显得比较随机。
图像边缘检测的方法很多,主要有Robert算子、Sobel算子、Prewitt算子和LOG(Lap lace Of Gauss)算子等。本文使用的是Sobel算子，我们精确的计算了梯度梯度幅值和梯度方向。在给定的图像内,各个像素点的梯度幅值在某种程度上反映了区域的边缘锐度,而梯度方向反映了各个点处的边缘方向，两者结合表征了完整的特征信息。
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