快速JPEG圖像檢索方法

本文給出了一種基于歸一化化轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Normalized Moment Inertia， NMI )的JPEG
圖像快速檢索方法，其特點(diǎn)是直接在壓縮域中利用DCT 系數(shù)進(jìn)行塊分類，每一類分塊形成一個(gè)二值索引圖，統(tǒng)計(jì)該索引圖的NMI 值作為該類的一個(gè)特征，所有類的NMI 特征構(gòu)成了圖像的一個(gè)特征序列，以此進(jìn)行圖像檢索。本方法不需要完全解壓縮，降低了計(jì)算復(fù)雜度，對(duì)圖像的平移，旋轉(zhuǎn)和尺度變換有較好的魯棒性。試驗(yàn)結(jié)果表明這種圖像檢索方法具有良好的檢索性能。
為了降低存儲(chǔ)需要和加快傳輸速度, 大量的圖像和視頻數(shù)據(jù)都是以一定的壓縮格式存貯和傳輸?shù)?。直接在壓縮域進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理和分析，無需解壓縮操作，無疑能夠減少系統(tǒng)的處理時(shí)間和計(jì)算復(fù)雜度?；趬嚎s域的圖像分析處理技術(shù)已成為多媒體研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。
基于內(nèi)容的壓縮域圖像檢索(CBIR)是當(dāng)前多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)字圖書館研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。壓縮域圖像檢索技術(shù)的主要是根據(jù)壓縮域數(shù)據(jù)的特點(diǎn)提取圖像特征，壓縮格式中的數(shù)據(jù)對(duì)于描述圖像的特征有著不同于象素域的獨(dú)有的特性。若特征提取速度快，則它可以不需要特征庫的支持，在一定程度上能適合互聯(lián)網(wǎng)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫的圖像檢索。
目前 80%的圖像與視頻資源都采用了基于DCT 變換的壓縮格式， 如 JPEG MPEG1/2，
H.261/263 等，因此研究ＤＣＴ壓縮域的圖像檢索技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。事實(shí)上，基于DCT 壓縮域的圖像檢索方法已有很多， 既可以用ＤＣＴ域的各個(gè)濾波通道的方差與均值作為圖像的匹配特征，也可用ＤＣＴ前幾個(gè)ＡＣ系數(shù)的方差作為檢索特征。黃祥林通過重組DCT 系數(shù)得到對(duì)應(yīng)于三級(jí)小波分解的具有方向性的多分辨率形式，從而提取圖像輪廓用于圖像檢索。Fan 等直接在DCT 域提取有方向性的圖像特征進(jìn)行圖像檢索。Jose 等直接統(tǒng)計(jì)DC 系數(shù)直方圖進(jìn)行JPEG 圖像的檢索。許多基于DCT 壓縮域的檢索算法都在一定程度上增強(qiáng)了圖像檢索的效果。
本文是在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上給出的一種基于 NMI 的快速JPEG 圖像檢索方法。該方法直接在壓縮域中利用DCT 系數(shù)進(jìn)行塊分類，每一類分塊形成一個(gè)二值索引圖，統(tǒng)計(jì)該索引圖的NMI值作為該類的一個(gè)特征，所有類的NMI 特征構(gòu)成了圖像的一個(gè)特征矢量，以此進(jìn)行圖像檢索，方法極其方便簡(jiǎn)單，不需要完全解壓縮，大大降低了計(jì)算復(fù)雜度。文中第2 節(jié)介紹了有關(guān)二值圖像的歸一化轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（NMI）的概念；第3 節(jié)詳細(xì)敘述了本文的方法；第4 節(jié)給出了試驗(yàn)結(jié)果；最后對(duì)本文作了總結(jié)。