【正文】 ....................................... 11 軟硬件環(huán)境的介紹 ....................................................................................... 12 .............................................................................................. 13 情感圖像數(shù)據(jù)庫的建立 ............................................................................... 13 線條方向直方圖的改進(jìn)算法與原始算法的分類正確率的比較 ............... 15 程序的運(yùn)行和結(jié)果分析 ............................................................................... 16 ........................................................................................................................... 27 致謝 .............................................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 29 I 摘要 研 究表明，許多圖像中里都包含著一定的感情色彩， 不同的圖像會(huì)喚起人類不同的情感。 (4)20xx 年 10 月 28 日 11 月 12 日：開題報(bào)告答辯。 完成本課題的工作方案 ： （ 1）學(xué)習(xí)圖像處理、圖像檢索、模式識(shí)別中和本畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)； （ 2）熟練掌握 Matlab 語言程序設(shè)計(jì)方法； （ 3）構(gòu)建好測(cè)試用的“情感語義圖像數(shù)據(jù)庫”； （ 4）完成“線條方向直方圖”算法； （ 5）完成《開題報(bào)告》； （ 6）完成外文翻譯。做為一種建立非線性映射的一個(gè)強(qiáng)有力的工具，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在圖像情感研究中得到了廣泛的應(yīng)用。 對(duì)于不符合分類的要求，有必要對(duì)直方圖進(jìn)行修正。 α∈ (0176。 （ 3） “線條方向直方圖 ”算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)； 動(dòng)感和靜感是一對(duì)人類常有的情感，根據(jù)線條與圖像動(dòng)感感覺之間的聯(lián)系，使用圖像的低層特征來對(duì)藝術(shù)圖像進(jìn)行 “動(dòng)感 ”和 “靜感 ”的分類，采用了改進(jìn)的邊緣方向直方圖作為特征，并使用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ PNN）進(jìn)行分類，達(dá)較高的準(zhǔn)確率，是對(duì)圖像情感語義分類研究的有益探索。北京航空航天大學(xué)的陳斌證明了圖象的分形維數(shù)與情感特性具有一定關(guān)系，并根據(jù)這種關(guān)系，提出了用計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生和諧分布圖案的算法。因此 情感圖像檢索將從用戶的情感需求出發(fā)，探索高層次的用戶情感和低層次的圖像特征之間的聯(lián)系，建立交互式動(dòng)態(tài)的情感圖像檢索模型。而當(dāng)今的絕大多數(shù)基于內(nèi)容的圖像檢索系統(tǒng)主要是對(duì)圖像的多維物理特征進(jìn)行相似性匹配查詢，對(duì)于用戶的愛好、情感等主觀或感性化的因素考慮較少。其目的是在給定查詢參數(shù)（如查詢圖像）的前提下，依據(jù)內(nèi)容信息或指定查詢標(biāo)準(zhǔn)，在圖像數(shù)據(jù)庫中搜索并查找出符合查詢條件的相應(yīng)圖像。即根據(jù)圖像而不是文字來搜索圖片。基于內(nèi)容的圖像檢索問題正是在這樣一個(gè)背景下提出。 12) 20xx 年 6 月 4 日：終期驗(yàn)收。 8) 20xx 年 11 月 2 日 下學(xué)期開學(xué)前兩周：準(zhǔn)備資料，迎接中期檢查。 3) 20xx 年 10 月 1 日 27 日：課題調(diào)研，文獻(xiàn)查閱，完成開題報(bào)告。 二、參考資料 [1] Rafael C. Gonzalez 等著，阮秋琦等譯 . Digital Image Processing（中文版名：數(shù)字圖像處理） [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [2] Kherfi M L， Ziou D， Bernardi A. Image Retrieval From the World Wide Web：Issues， Techniques， and Systems[J]. ACM Computing Surveys， 20xx， 36（ 1）： 3567. [3] 章毓晉 . 基于內(nèi)容的視覺信息檢索 [M]. 北京：科學(xué)出版社， 20xx. [4] 莊越挺等著 . 網(wǎng)上多媒體信息分析與檢索 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [5] 劉偉 . 圖像檢索中若干問題的研究 [D]. 杭州：浙江大學(xué)， 20xx. [6] 王上飛，王煦法 . 圖像情感檢索研究的進(jìn)展與展望 [J]. 電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)，20xx， 10（ 4）： 102110. [7] 王偉凝，余英林 . 圖像的情感語義研究進(jìn)展 [J]. 電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 20xx， 8（ 5）：101109. [8] 王偉凝，余英林，張劍超 . 基于線條方向直方圖的圖像情感語義分類 [J]. 計(jì)算機(jī)工程， 20xx， 31（ 11）： 79. 三、主要儀器及材料 所需硬件設(shè)備為安裝有 Windows XP 及以上操作系統(tǒng)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)一臺(tái)。（ 3）采用 KNN 和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于圖像語義分類。本題目是基于內(nèi)容的圖像檢索（ CBIR）應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，目標(biāo)是用 Matlab（或其他開發(fā)平臺(tái)，如 C、 Java）開發(fā)出能夠滿足用戶提出的情感色彩檢索要求的檢索算法以及對(duì)應(yīng)的圖像檢索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 西 安 郵 電 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目： 基于情感圖像檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 （系） ： 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專 業(yè) ： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 計(jì)科 1004 班 學(xué)生姓名： 任寧寧 導(dǎo)師姓名： 劉偉 職稱： 副教授 起止時(shí)間： 20xx 年 09 月 25 日至 20xx 年 06 月 02 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信聲明書 本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文《 基于情感圖像檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注；對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。將圖像情感語義特征應(yīng)用到圖像檢索中，使圖像檢索的結(jié)果更加符合人類對(duì)圖像的自然描述、理解和需求，是一個(gè)有著學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值的問題。（ 2）采用“線條方向直方圖”作為特征描述情感語義（“靜感”和“動(dòng)感”兩類語義）。要求同學(xué)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)后應(yīng)提交相應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)文檔（如畢業(yè)設(shè)計(jì)論文等）以及可在Windows 平臺(tái)下運(yùn)行的情感圖像檢索原型系統(tǒng)程序。 2) 20xx 年 10 月 12 日：啟動(dòng)科研訓(xùn)練，明確要求。 7) 11 月 15 日前（第十二周）學(xué)生將《開題報(bào)告》（定稿）上傳至畢設(shè)管理系統(tǒng)中。 11) 20xx 年 5 月 30 日：畢業(yè)論文查重。如何從浩如煙海的圖像信息中及時(shí)、高效地尋找 所需要的圖像成為一個(gè)需要迫切解決的問題。因?yàn)楹陀脩糨斎氲年P(guān)鍵字匹配的網(wǎng)頁圖像標(biāo)簽文字并不一定能很好地描述圖像本身的 “內(nèi)容 ”；（ 2）無法實(shí)現(xiàn) “以圖搜圖 ”功能。圖像檢索是屬于圖像分析的一個(gè)研究領(lǐng)域。 “動(dòng)感 ”和 “靜感 ”是一對(duì)人類常有的情感，本設(shè)計(jì)使用圖像的低層特征來對(duì)藝術(shù)圖像進(jìn)行 “動(dòng)感 ”和 “靜感 ”的分類，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)情感圖像檢索，這是一個(gè)有益的探索工作。隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字圖象處理中的一 個(gè)重要研究方向是使計(jì)算機(jī)能夠模仿人的感覺和需求來處理和理解圖像。 除此之外， 圖像的情感研究在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中也得到了應(yīng)用，日本色彩與設(shè)計(jì)研究所推出的 Image Analyst LE 系統(tǒng)，能根據(jù)用戶的性別、年齡、職業(yè)及用戶性格的調(diào)查，運(yùn)用已有的顏色研究成果，找到的適合用戶的風(fēng)格（如自然的 ural、優(yōu)雅的 elegant、別致的 chic）和 色彩搭配（米黃、草綠、淺褐色、淺灰等），最后給出用戶所需的服裝、居住環(huán)境、消費(fèi)用品的顏色設(shè)計(jì)方案；南京航空航天大學(xué)苑寅秋根據(jù)配色方案評(píng)判模型以及色彩情感效應(yīng)的量化研究，將針對(duì)機(jī)電產(chǎn)品色彩構(gòu)成，本著“回歸人本”的現(xiàn)代設(shè)計(jì)主題，將專家系統(tǒng)技術(shù)引入到幾點(diǎn)產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)領(lǐng)域，研制了面向機(jī)電產(chǎn)品的色彩設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（ MCSES），實(shí)現(xiàn)了推薦配色方案及方案預(yù)覽功能。這些實(shí)現(xiàn)起來工作量比較大，需要細(xì)心認(rèn) 真，總體來時(shí)比較容易構(gòu)建。)，而邊緣像素點(diǎn)的方向梯度相角與該點(diǎn)的邊緣線條方向垂直， 所以線條方向?yàn)椋?α (x, y) =θ (x, y) + 90176。 在計(jì)算直方圖矢量之間的距離時(shí)，我們使用了 歐式距離度量，如式 (2)所示： ? ? ? ? ? ?? ? 2nE Q I Q Ij= 1d H H = H j H j?， (2) 圖像人工分類結(jié)果表明，具有較多垂直線條的圖像與具有較多水平線條的圖像一樣都給人以寧靜的感覺，進(jìn)行分類的依據(jù)是不同圖像的直方圖向量之間的距離，根據(jù)分類的原則，同類向量之間的距離應(yīng)該較小，異類向量之間的距離應(yīng)該較大，即類內(nèi)距離要小，類間距離要大。余英林等就采用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)圖像的的紋理的特征進(jìn)行分類取得了良好的效果，還對(duì)基于模糊感知器的模糊神經(jīng)分類 器進(jìn)行過詳細(xì)的討論。搞懂 KNN 算法設(shè)計(jì)，仔細(xì)思考算法細(xì)節(jié)問題，以及各種實(shí)際中遇到的問題。 (3)20xx 年 10 月 1 日 27 日：課題調(diào)研，文獻(xiàn)查閱，完成開題報(bào)告。 參考文獻(xiàn)： [1] 陳斌 . 基于分形與小波的圖像和諧情感特性研究 [D]. 北京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 20xx. [2] Rafael C. Gonzalez 等著，阮秋琦等譯 . Digital Image Processing(中文版名：數(shù)字圖像處理 )[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [3] Kherfi M L， Ziou D， Bernardi A. Image Retrieval From the World Wide Web： Issues，Techniques， and Systems[J]. ACM Computing Surveys， 20xx， 36(1)： 3567. [4] 章毓晉 . 基于內(nèi)容的視覺信息檢索 [M]. 北京：科學(xué)出版社， 20xx. [5] 莊越挺等著 . 網(wǎng)上多媒體信息分析與檢索 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [6] 劉偉 . 圖像檢索中若干問題的研究 [D]. 杭州：浙江大學(xué)， 20xx. [7] 王上飛，王煦法 . 圖像情感檢索研究的進(jìn)展與展望 [J]. 電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 20xx，10(4)： 102110. [8] 王偉凝，余英林 . 圖像的情感語義研究進(jìn)展 [J]. 電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 20xx， 8(5)：101109. [9] 王偉凝，余英林，張劍超 . 基于線條方向直方圖的圖像情感語義分類 [J]. 計(jì)算機(jī)工程， 20xx， 31(11)： 79. 4． 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 年 月 日 說明： 本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )課題任務(wù)的學(xué)生在畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 正式開始的第 1周周五之前獨(dú) 立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 本文研究圖像的低層視覺特征與高層語義之間的關(guān)系，例如 情感的“靜態(tài)”“動(dòng)態(tài)”與圖像之間的關(guān)系。然后請(qǐng) 3位同學(xué)對(duì)圖像的動(dòng)感作出評(píng)估，進(jìn)行打分，最后得到包含 200幅“靜感”類和“動(dòng)感”類圖像的數(shù)據(jù)庫。 通 過本次實(shí)驗(yàn)證明，相對(duì)于 kNN、 Weighted kNN分類器， BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 分類器的分類正確率是比較高的，分 類率為 。 關(guān)鍵詞： 視覺特征計(jì)算 情感圖像檢索 線條方向直方圖 分類器 II Abstract Research shows that many images are included in a certain emotional colors, different images will evoke different human emotions. How to effectively simu