【文章內容簡介】 置模塊，該模塊主要提供使用 者輸入需要檢索的圖像、參與檢索的圖像和圖庫的路徑接口建立，建立兩 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 13 個全局變量 CString strfile 和 CString m_strPath 分別作為需要檢索圖像和檢索庫的保存路徑，還需對檢索庫圖像進行掃描設置。 重要的兩個標志位以及五個常用全局變量： 1） 需要檢索的用戶圖像標志位 bool open_pic 2）檢索庫圖像標志位 bool_dir 3）需要檢索的用戶圖像路徑和檢索庫路徑： CString strfile 和 CString m_strPath 4）檢索庫中所有圖像的路徑： CString *temp[100] 5）檢索庫圖像計數器和臨時的檢索庫圖像計數器： int counts 和 int tempi 需要檢索用戶圖像模塊設置 通過點擊按鈕 進入函數 CImagetrievalDlg::on open()對輸入圖像進行設置的。 void CImagetrievalDlg::OnOpen() { CFileDialog fileOpenDlg(TRUE)。 if ( () != IDOK) return。 open_pic=true。 //標志位設置為 true，表示待檢索圖像已設置 CWnd* pWnd = GetDlgItem(IDC_VIEW)。 CDC* pDC = pWndGetDC()。 pWndInvalidate()。 pWndUpdateWindow()。 POSITION pos = ()。//對于選擇了多個文件的情況得到第一個文件位置 strfile = (pos)。//得到待檢索圖像的路徑 ShowPic(strfile,IDC_VIEW)。//顯示待檢索圖像 } 本模塊中調用了顯示待檢索用戶圖像函數 CImagetrievalDlg::ShowPic(CString pathfile, int idc) ， 函 數 的 參 數pathfile 為待顯示的文件路徑， idc 為圖像顯示控件的 ID號 檢索庫掃描模塊設置 輸入用戶待檢索圖 像 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 14 點擊按鈕 進入函數 CImagetrievalDlg::OnPath() 實現該模塊設置 ： 本模塊主要向用戶提供設置檢索庫的接口的功能，通過掃描檢索庫得到庫中的圖像個數和每個圖像的保存的詳細路徑，為了方便其他模塊使用，將它們分別保存在 counts、 temp[100]中。 void CImagetrievalDlg::OnPath() { //打開通用對話框， BROWSEINFO結構中包含有用戶選中目錄的重要信息 BROWSEINFO browse。 ZeroMemory(amp。browse,sizeof(browse))。//fills a block of memory with zeros. = NULL。 = (MAX_PATH)。 = 請選擇一個圖像目錄 。 //SHBrowseForFolder 函數返回一個 ITEMIDLIST 結構的指針，包含了用戶選擇文件夾的信息 LPITEMIDLIST lpItem = SHBrowseForFolder(amp。browse)。 if(lpItem == NULL) return 。 ()。 //SHGetPathFromIDList 把項目標志符列表轉換為文檔系統(tǒng)路徑 if(SHGetPathFromIDList(lpItem,(MAX_PATH)) == false) return。 ()。 dir=true。 //標志位設置為 true，表示待檢索圖像已設置 AfxMessageBox(您選擇的目錄為 :+m_strPath,MB_ICONINFORMATION|MB_OK)。 //掃描檢索庫，得到圖像目錄下文件的路徑 CString tempath。 CString temps。 tempath=m_strPath。 ()。()。 //去除前后多余 CString strfilepath=tempath。 tempi=0。 counts=0。//計數器清零 //檢索庫中圖像個數放入 counts 中，其路徑放入 temp[100]中 StartDir(strfilepath)。 (該目錄下共有 %d 幅圖像 !,counts)。 AfxMessageBox(temps,MB_ICONINFORMATION|MB_OK)。 } 圖像檢索模塊 （系統(tǒng)核心部分） 主要涉及兩個核心技術：圖像特征提取技術、相似度計算技術 選擇檢索庫路徑 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 15 包括三種檢索模式：顏色特征提取模式、形狀特征提取模式、顏色和形狀綜合特征提取模式。 其中，顏色特征模式有三種方法：顏色直方圖、累計直方圖、顏色矩；基于形狀特征模式采用不變矩的方法；系統(tǒng)中所有的特征的相似度計算均 采用歐氏距離。 1）本模塊中兩個重要標志位：如果標志位值為 true，說明此方法在當前檢索庫、待檢索圖像下已經使用過。 基于顏色特征模式檢索的狀態(tài)標志位： bool_color 基于形狀特征模式檢索的狀態(tài)標志位： bool_shape 2)主要的全局變量如下： [1] 圖像特征提取模式 int method：值為 3 分別對應三種檢索模式 [2] 顏色特征模式 int c_method：值為 3 分別表示采用顏色直方圖、累計值直方圖、顏色矩 double pix[1000][1000] ：當前分析圖像的像素 double feature_shape[8] ：待檢索圖像的形狀特征 double feature_shape_1[8]：當前分析圖像的形狀特征 double feature_color[3][12]：待檢索圖像的顏色特征 double feature_color_1[3][12]：當前分析圖像的顏色特征 picture image_color_1：基于顏色特征顏色直方圖模式下的檢索信息 picture image_color_2：基于顏色特征累計直方圖模式下的檢索信息 picture image_color_3：基于顏色特征顏色矩模式下的檢索信息 picture image_color_temp：臨時的基于顏色特征模式下的檢索信息 picture image_shape：基于形狀特征模式下的檢索信息 picture image_shape_temp：臨時的基于形狀特征模式下的檢索信息 picture image：基于顏色和形狀綜合特征模式下的檢索信息 檢索引導模塊 點擊按鈕 進入函數 CImagetrievalDlg::OnStart() ， 首先檢查是否設置了待檢索圖 像和檢索庫路徑，其次設置待檢索圖像及其檢索庫路徑，再根據所選擇的的具體模式，先調用特征提取函數，得到待檢索圖像開始檢索 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 16 的特征，然后調用所提取特征的相似度計算函數。 特征提取模塊 （包括 4 個特征函數） 每個函數都含有兩個傳遞參數： CString pathfile 圖像路徑 、 int mode模式狀態(tài)，當 mode=1 時，說明計算的是待檢索圖像，并且，將提取出來的顏色特征值、形狀特征值分別保存在 feature_color[3][12]、 feature_shape[8]中，當 mode=2 時，說明計算的是檢索庫 中的圖像，并且，將提取出來的顏色特征值、形狀特征值分別保存在 feature_color[3][12]、 feature_shape[8] 中 feature_color_1[3][12]、 feature_shape_1[8]中。 由于所有顏色特征均是在 HSV 空間中進行的，因此，首先要將 RAB 顏色空間轉換成 HSV 顏色空間模型，利用函數： RGBToHSV(GetRValue(color),GetGValue(color),GetBValue(color),amp。h,amp。s,amp。v)。 void CImagetrievalDlg::RGBToHSV(int r,int g,int b,double *h,double *s,double *v) { *h=acos((rg+rb)/(*sqrtf((float)(rg)*(rg)+(float)(rb)*(gb))))。 if(bg) *h=2*PI*h。 *s=(mymax(r,g,b)mymin(r,g,b))/(float)mymax(r,g,b)。 *v=mymax(r,g,b)/。 } int CImagetrievalDlg::mymax(int a,int b,int c)//尋找最大 int CImagetrievalDlg::mymin(int a,int b,int c)//尋找最小 （ 1） 顏色直方圖提取函數 計算顏色直方圖： pathfile 為圖像的路徑， mode 為模式狀態(tài)位，為 1 時，表示計算的是待檢索圖像，為 2 時，表示計算的是檢索庫中的圖像 void CImagetrievalDlg::general(CString pathfile,int mode) (2)累計直方圖提取函數 計 算累計直方圖： pathfile 為圖像的路徑， mode=1，表示計算的是待檢索圖像 。mode=2,表示計算的是檢索庫中的圖像 。 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 17 void CImagetrievalDlg::succession(CString pathfile,int mode) (3)顏色矩提取函數 計算顏色矩 :pathfile 為圖像的路徑， mode 為模式狀態(tài)位，為 1時，表示計算的是待檢索圖像 。為 2時，表示計算的是檢索庫中的圖像 。 void CImagetrievalDlg::centerM(CString pathfile,int mode) (4)形狀不變矩提取函數 CImagetrievalDlg::torque(CString pathfile,int mode) 本系統(tǒng)基于圖像的區(qū)域分割，函數采用基于 OTSU 的閾值分割法： 基本原理：通過設定不同的特征閾值 K，將圖像的像素點進行分類，其中，大于K的像素為 0，小于 K的像素為 1，使圖像成為二值圖像，主要是利用 OTSU 計算出最佳的 K值，再對圖像進行分割。 OTSU 重要式子， g 值意義在于，從最小灰度值遍歷閾值 K，使得 g值取到最大時的 K 值，找到了最佳分割閾值： 21010211200)(.2)()(.1uuguuuug?????????????? 最佳 K值把圖像分割成了兩部分，前景：平均灰度值為 0u ，像素所占比例 0? ； 背景：平均灰度值為 1u ，像素所占比例 1? ；總平均 灰度值為 u 。 相似度計算模塊 本模塊有兩個相似度計算函數： 基于顏色特征的相似度計算函數： void CImagetrievalDlg::Color_SeekImage() 基于形狀特征的相似度計算函數： void CImagetrievalDlg::Shape_SeekImage() 它們是逐一對檢索庫里的圖像進行處理的，詳細步驟如下 。 1） 提取分析圖像的特征向量 2） 計算圖像特征向量與待檢索圖像的相似度 3） 保存圖像檢 索信息 4） 在控件中顯示當前正在分析的圖像 圖像檢索系統(tǒng)設計與研究 18 根據當前模式下的檢索，將相似度計算結果保存在相應的 picture 類文件中，在用戶圖像和檢索庫不變的情況下，若需要再次調用同樣的檢索模式，就不再重復計算了，可以直接從之前保存好的 picture 類文件中讀出，因此，需要建立一個標志來說明當前檢索是否已經用過當前檢索模式，在 picture 類中strile_old、 m_strPath_old 同全局變量 strile、 m_strPath 對比，如果不一致，將使標志位 color=0 或者 shape=0，說明當前檢索未 使用過當前檢索模式。 結果處理和顯示模塊 系統(tǒng)經過上述模塊之后，得到了相關檢索信息的 picture 類文件，再調用函數 CImagetrievalDlg::sort() 進行結果處理及顯示，其中，基于顏色和形狀這兩種模式下的檢索結果只要進行相似度排序，得到前十個的結果，第三種基于顏色形狀綜合的模式檢索的結果處理，需要根據兩種特征設定的權值計算出結果，再對綜合相似度排序處理。 ①