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JP2017188063A - Image search system, image search method, and image search program - Google Patents

Image search system, image search method, and image search program Download PDF

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Publication number
JP2017188063A
JP2017188063A JP2016202429A JP2016202429A JP2017188063A JP 2017188063 A JP2017188063 A JP 2017188063A JP 2016202429 A JP2016202429 A JP 2016202429A JP 2016202429 A JP2016202429 A JP 2016202429A JP 2017188063 A JP2017188063 A JP 2017188063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
feature vector
database
histogram
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016202429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆 鳥生
Takashi Toriu
隆 鳥生
裕光 濱
Hiromitsu Hama
裕光 濱
超史 宮崎
Takashi Miyazaki
超史 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Jimu Management Center Kk
Osaka Metropolitan University
University of Osaka NUC
Original Assignee
Miyazaki Jimu Management Center Kk
Osaka University NUC
Osaka City University PUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyazaki Jimu Management Center Kk, Osaka University NUC, Osaka City University PUC filed Critical Miyazaki Jimu Management Center Kk
Publication of JP2017188063A publication Critical patent/JP2017188063A/en
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Abstract

【課題】クエリ画像と類似するデータベース内の画像の部分画像を検索することができる画像検索システムを提供する。【解決手段】特徴ベクトルの集合を所定の数のクラスにクラスタリングし、それぞれのクラスの代表特徴ベクトルを算出し、データベースの画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の代表特徴ベクトルを検出し、各画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成し、前記各画像の各点におけるラベル画像の累積ヒストグラムを算出する累積ヒストグラム算出すること等により解決する。【選択図】図1An image search system capable of searching for a partial image of an image in a database similar to a query image. A set of feature vectors is clustered into a predetermined number of classes, a representative feature vector of each class is calculated, and a representative feature vector nearest to the feature vector calculated at each point of a database image This is solved by creating a label image having a class name to which a representative feature vector belongs to each point of each image and calculating a cumulative histogram for calculating a cumulative histogram of the label image at each point of each image. . [Selection] Figure 1

Description

本発明は、画像検索システム、画像検索方法、及び画像検索用プログラムに関し、詳しくは、利用者が提示した例示画像と類似した部分を含む画像をデータベースから幅広く検索することができる画像検索システム、画像検索方法、および画像検索用プログラムに関する。   The present invention relates to an image search system, an image search method, and an image search program. More specifically, the present invention relates to an image search system and an image search system that can widely search an image including a portion similar to an example image presented by a user from a database. The present invention relates to a search method and an image search program.

従来、画像で画像を検索する類似画像検索としては、様々な手法が提案されており、例えば、特許文献1や特許文献2などのものがある。   Conventionally, various methods have been proposed as a similar image search for searching for an image using an image, such as Patent Document 1 and Patent Document 2.

特開2010−113429号公報JP 2010-113429 A 特開2014−092909号公報JP 2014092909 A 特開2012−226429号公報JP 2012-226429 A

従来の手法は、利用者が提示された画像と全体として類似した画像をデータベースから検索できるが、利用者が提示した画像を部分画像として持つような画像は検索できないという問題点がある。この問題に対して、特許文献3はデータベース内のそれぞれの画像において顕著性の高いところを検出することで検索と対象となる可能性がある部分領域を予め求めておくことでこの問題を解決しようとしている。しかし、顕著性が高いことと検索の対象となり得るということが必ずしも一致しないという問題がある。
また、従来の手法ではデータベースに含まれる画像に利用者が提示した画像が部分として含まれるが、部分画像の向きが異なる時には適切に検索できなかった。
本発明に係る画像検索システム、画像検索方法、及び画像検索用プログラムは、画像の顕著性の有無に関わらず、利用者が提示した画像を部分画像として持つような画像を検索できる技術を提案することを目的とする。また、部分画像の向きが異なる時にも適切に検索できるようにすることを目的とする。
The conventional method has a problem that an image similar to the image presented by the user as a whole can be searched from the database, but an image having the image presented by the user as a partial image cannot be searched. In order to solve this problem, Patent Document 3 tries to solve this problem by obtaining a partial area that can be searched and searched in advance by detecting a place with high saliency in each image in the database. It is said. However, there is a problem that the high saliency does not necessarily coincide with the possibility of being a search target.
Further, in the conventional method, the image presented by the user is included as a part in the image included in the database, but it cannot be properly searched when the orientation of the partial image is different.
The image search system, the image search method, and the image search program according to the present invention propose a technique capable of searching for an image having a partial image of a user presented image regardless of the presence or absence of the image. For the purpose. It is another object of the present invention to enable appropriate searching even when the orientation of partial images is different.

本発明に係る画像検索システムは、
多数の画像を蓄積したデータベースと、
前記データベースの画像の各点において局所的な特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出部と、
前記特徴ベクトルの集合を所定の数のクラスにクラスタリングし、それぞれのクラスの代表特徴ベクトルを算出し、前記データベースに該代表特徴ベクトルを登録する代表特徴ベクトル算出部と、
前記データベースの画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の代表特徴ベクトルを検出し、各画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成するラベル画像作成部と、
前記各画像の各点におけるラベル画像の累積ヒストグラムを算出する累積ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像と該画像に対して算出されたラベル画像の累積ヒストグラムとを関連づけて前記データベースに登録する学習部と、を備え、
前記特徴ベクトル算出部は、クエリ画像の各点おいても局所的な特徴ベクトルを算出し、
前記ラベル画像作成部は、前記クエリ画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の前記データベースに登録された代表特徴ベクトルを検出し、該クエリ画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成し、
前記クエリ画像により算出されたラベル画像のヒストグラムを算出するクエリ画像ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像と関連づけてデータベースに登録した累積ヒストグラムに基づいて、該画像の任意の部分矩形領域についてヒストグラムを算出する矩形領域ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像に対して算出された矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度をそれぞれ算出し、該画像に含まれる矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度のうち、最大の類似度を出力する類似度算出部と
クエリ画像とデータベースに含まれる各画像の類似度を算出し、類似度が高い順に所定の個数提示する順位付部と、を備えた。
An image search system according to the present invention includes:
A database of many images,
A feature vector calculator that calculates a local feature vector at each point of the database image;
Clustering the set of feature vectors into a predetermined number of classes, calculating representative feature vectors of each class, and registering the representative feature vectors in the database;
Label image creation for detecting the representative feature vector nearest to the feature vector calculated at each point of the image in the database and creating a label image with the class name to which the representative feature vector belongs to each point of each image And
A cumulative histogram calculator for calculating a cumulative histogram of the label image at each point of each image;
A learning unit that associates an image in the database with a cumulative histogram of a label image calculated for the image and registers the image in the database,
The feature vector calculation unit calculates a local feature vector at each point of the query image;
The label image creating unit detects a representative feature vector registered in the nearest database with respect to a feature vector calculated at each point of the query image, and the representative feature vector belongs to each point of the query image. Create a label image with a class name,
A query image histogram calculation unit for calculating a histogram of the label image calculated by the query image;
A rectangular area histogram calculation unit that calculates a histogram for an arbitrary partial rectangular area of the image based on a cumulative histogram registered in the database in association with an image in the database;
The similarity between the rectangular area histogram calculated for the image in the database and the histogram of the query image is calculated, and the maximum similarity among the similarities between the rectangular area histogram and the query image histogram included in the image is calculated. And a ranking unit that calculates the similarity of each image included in the query image and the database, and presents a predetermined number in descending order of similarity.

また、好ましくは、前記画像検索システムにおける前記局所的な特徴ベクトルは回転不変なことである。   Preferably, the local feature vector in the image search system is rotation invariant.

また、好ましくは、前記特徴ベクトル算出部は、
画像に対してガウシアンフィルタを施すガウシアンフィルタ部と、
ガウシアンフィルタ処理後の画像にx方向の微分フィルタとy方向の微分フィルタを漸次的に所定の回数施す漸次的微分フィルタ部と、
漸次的微分フィルタの各出力を画素ごとに所定の演算処理により複数の回転不変な局所的特徴ベクトルを算出する回転不変ベクトル算出部と、
から構成されることである。
Preferably, the feature vector calculation unit includes
A Gaussian filter for applying a Gaussian filter to the image;
A gradual differential filter unit that gradually applies a x-direction differential filter and a y-direction differential filter to the image after the Gaussian filter processing a predetermined number of times;
A rotation-invariant vector calculation unit that calculates a plurality of rotation-invariant local feature vectors by performing a predetermined calculation process for each output of the gradual differentiation filter;
It is composed of

また、本発明に係る画像検索方法は、
多数の画像を蓄積したデータベースを有し、
前記データベースの画像の各点において局所的な特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、
前記特徴ベクトルの集合を所定の数のクラスにクラスタリングし、それぞれのクラスの代表特徴ベクトルを算出する代表特徴ベクトル算出ステップと、
前記データベースの画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の代表特徴ベクトルを検出し、各画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成するラベル画像作成ステップと、
前記各画像の各点におけるラベル画像の累積ヒストグラムを算出する累積ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像と該画像に対して算出されたラベル画像の累積ヒストグラムとを関連づけて前記データベースに登録する学習ステップと、
クエリ画像の各点おいて局所的な特徴ベクトルを算出し、該特徴ベクトルに対して最近傍の前記代表特徴ベクトルを検出し、該クエリ画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成し、該ラベル画像のヒストグラムを算出するクエリ画像ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像と関連づけてデータベースに登録した累積ヒストグラムに基づいて、該画像の任意の部分矩形領域についてヒストグラムを算出する矩形領域ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像に対して算出された矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度をそれぞれ算出し、該画像に含まれる矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度のうち、最大の類似度を出力する類似度算出ステップと
クエリ画像とデータベースに含まれる各画像の類似度を算出し、類似度が高い順に所定の個数提示する順位付ステップと、を含むものである。
The image search method according to the present invention includes:
It has a database that stores a large number of images,
A feature vector calculating step of calculating a local feature vector at each point of the database image;
Clustering the set of feature vectors into a predetermined number of classes and calculating a representative feature vector of each class; and
Label image creation for detecting the representative feature vector nearest to the feature vector calculated at each point of the image in the database and creating a label image with the class name to which the representative feature vector belongs to each point of each image Steps,
A cumulative histogram calculation step of calculating a cumulative histogram of the label image at each point of each image;
A learning step of registering the image in the database and the cumulative histogram of the label image calculated for the image in association with the database;
A local feature vector is calculated at each point of the query image, the representative feature vector nearest to the feature vector is detected, and a class name to which the representative feature vector belongs is assigned to each point of the query image A query image histogram calculation step of creating a label image and calculating a histogram of the label image;
A rectangular area histogram calculation step of calculating a histogram for an arbitrary partial rectangular area of the image based on a cumulative histogram registered in the database in association with an image in the database;
The similarity between the rectangular area histogram calculated for the image in the database and the histogram of the query image is calculated, and the maximum similarity among the similarities between the rectangular area histogram and the query image histogram included in the image is calculated. And a ranking step of calculating a similarity between the query image and each image included in the database and presenting a predetermined number in descending order of similarity.

また、好ましくは、前記画像検索方法における前記局所的な特徴ベクトルは回転不変なことである。 Preferably, the local feature vector in the image search method is rotation invariant.

また、好ましくは、前記特徴ベクトル算出ステップは、
画像に対してガウシアンフィルタを施すガウシアンフィルタステップと、
ガウシアンフィルタ処理後の画像にx方向の微分フィルタとy方向の微分フィルタを漸次的に所定の回数施す漸次的微分フィルタステップと、
漸次的微分フィルタの各出力を画素ごとに所定の演算処理により複数の回転不変な局所的特徴ベクトルを算出する回転不変ベクトル算出ステップと、
から構成されることである
Preferably, the feature vector calculation step includes:
A Gaussian filter step for applying a Gaussian filter to the image;
A gradual differential filter step of gradually applying a x-direction differential filter and a y-direction differential filter to the image after the Gaussian filter processing a predetermined number of times;
A rotation-invariant vector calculating step of calculating a plurality of rotation-invariant local feature vectors by a predetermined calculation process for each output of the gradual differentiation filter for each pixel;
Is composed of

そして、本発明に係る画像検索プログラムは、
上記記載の画像検索装置を、コンピュータにより実現させるものである。
And the image search program according to the present invention is:
The image search apparatus described above is realized by a computer.

本発明に係る画像検索システム、画像検索方法、及び画像検索用プログラムは、データベース内の画像の任意の矩形領域についてヒストグラムを算出し、クエリ画像のヒストグラムの類似度を算出するため、クエリ画像と類似するデータベース内の画像の部分画像を検索することができる。   The image search system, the image search method, and the image search program according to the present invention calculate a histogram for an arbitrary rectangular area of an image in a database and calculate the similarity of the histogram of the query image. The partial image of the image in the database can be searched.

さらに、局所的な特徴ベクトルが回転不変であれば、クエリ画像とデータベース内の部分画像が回転して類似するときは類似度が高くなり、より直観に近い類似画像を検索することができる。   Furthermore, if the local feature vector is rotation invariant, when the query image and a partial image in the database are rotated and similar, the degree of similarity is high, and a similar image closer to intuition can be searched.

また、具体的には、上述した漸次的微分フィルタを演算処理すれば、回転不変な局所的特徴ベクトルを算出できるため、部分画像の向きが異なるときにも適切に検索できるようになる。   Specifically, if the above-described gradual differentiation filter is processed, a rotation-invariant local feature vector can be calculated, so that it is possible to search appropriately even when the orientation of partial images is different.

本発明に係る画像検索システムの第一実施の形態のブロック図である。1 is a block diagram of a first embodiment of an image search system according to the present invention. 矩形領域ヒストグラム算出を示す図である。It is a figure which shows rectangular area histogram calculation. 本発明に係る画像検索システムの第二実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of 2nd embodiment of the image search system which concerns on this invention. ウィーン図形分類表の説明図である。It is explanatory drawing of a Vienna figure classification table. 分類コード指示部の説明図である。It is explanatory drawing of a classification code instruction | indication part. 特徴ベクトル算出部の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing the example of a structure of the feature vector calculation part.

本発明に係る画像検索システムの構成を以下に説明する。   The configuration of the image search system according to the present invention will be described below.

図1は、本発明に係る画像検索システムの実施の形態のブロック図を示す。   FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of an image search system according to the present invention.

画像検索システム1は、例えば、パーソナルコンピュータ(パソコン)によって構成されており、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置(CPU)と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となる主メモリと、液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイ等のモニタ装置の表示を制御するグラフィックボードと、ネットワーク網と接続される通信インターフェース(通信I/F)と、パソコンのオペレーティングシステム(OS)、パソコンに接続された周辺機器のデバイスドライバ、本発明に係る画像検索システム1を含む各種のアプリケーションソフト等が格納されるハードディスク装置と、CD−ROMドライブと、キーボードのキー操作を検出して指示入力としてCPUに出力するキーボードコントローラと、位置入力装置としてのマウスの状態を検出してモニタ装置上のマウスポインタの位置やマウスの状態等の信号をCPUに出力するマウスコントローラとから構成されている。   The image search system 1 is constituted by, for example, a personal computer (personal computer), and mainly stores a central processing unit (CPU) that controls the operation of each component and a control program for the device, and works when the program is executed. Main memory that is an area, a graphic board that controls the display of a monitor device such as a liquid crystal display or a liquid crystal display, a communication interface (communication I / F) connected to a network, a PC operating system (OS), a PC As an instruction input by detecting key operations on a keyboard device device, a hard disk device storing various application software including the image search system 1 according to the present invention, a CD-ROM drive, and a keyboard operation Keyboard keyboard output to CPU And controller, and a mouse controller which detects and outputs the mouse state of the position input signals, such as a state position and a mouse the mouse pointer on the monitor device to the CPU.

なお、上記構成のパソコンは、ハードディスク装置に格納されている、本発明に係る画像検索システム1を除いて周知のものであるため、各構成要素の詳細な説明については省略する。   The personal computer having the above-described configuration is well-known except for the image search system 1 according to the present invention, which is stored in the hard disk device, and a detailed description of each component will be omitted.

本発明に係る画像検索システム1には学習部20があり、そこではあらかじめデータベース10のそれぞれの画像11に対してその画像11を特徴付ける累積ヒストグラム(定義は後述)を対応させる。また、検索時にクエリ画像40を特徴付けるヒストグラムを作成するために必要な代表特徴の組みを作成する。詳細は以下の通りである。   The image search system 1 according to the present invention includes a learning unit 20 in which a cumulative histogram (definition will be described later) that characterizes each image 11 in the database 10 is associated in advance. In addition, a set of representative features necessary for creating a histogram that characterizes the query image 40 at the time of search is created. Details are as follows.

学習部20ではまず、データベース10内のそれぞれの画像11の各画素においてその画素を中心とするk×kの局所領域の特徴を表す特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出部21を設ける。特徴ベクトルの算出法は多種あるが、ここで、その一例を示す。
あらかじめk×kの大きさを持つ特徴パターンを所定の個数(たとえばN個)用意しておく。それをf1(u, v), f2(u, v), …, fN(u,v)とする。ここでkは奇数であるものとし、u,vは-(k-1)/2 から(k-1)/2まで動く整数である。
これらの特徴パターンはたとえば、あらかじめデータベース10内の多数の画像11内の多数のk×kの局所領域の画素値からなる多数のk×k次元のベクトルに対して主成分分析を施し、固有値が大きいほうからN個の固有ベクトルを抽出することによって得られる。
別の例としては、Hp(u)をエルミート多項式であるとして、

fi(u,v) = 1/√(2p+qp!q!π)Hp(u) Hq(v)exp(-(u2+v2)/2)

のようにして得られる。ここで、p, qはiに応じて定まる整数である。
これらの特徴パターンを使って特徴ベクトルのi番目の成分は画像をI(x, y)として
vi(x, y) = Σu,vI(x+u, y + v)fi(u, v)
によって得られる。
First, the learning unit 20 includes a feature vector calculation unit 21 that calculates a feature vector representing a feature of a k × k local region centered on each pixel of each image 11 in the database 10. There are various methods for calculating feature vectors. Here, an example is shown.
A predetermined number (for example, N) of feature patterns having a size of k × k is prepared in advance. Let it be f 1 (u, v), f 2 (u, v),…, f N (u, v). Here, k is an odd number, and u and v are integers that move from-(k-1) / 2 to (k-1) / 2.
These feature patterns are obtained by, for example, performing principal component analysis on a large number of k × k dimensional vectors consisting of pixel values of a large number of k × k local regions in a large number of images 11 in the database 10 in advance. It is obtained by extracting N eigenvectors from the largest.
As another example, assuming H p (u) is a Hermitian polynomial,

f i (u, v) = 1 / √ (2 p + q p! q! π) H p (u) H q (v) exp (-(u 2 + v 2 ) / 2)

It is obtained as follows. Here, p and q are integers determined according to i.
Using these feature patterns, the i-th component of the feature vector is the image I (x, y)
v i (x, y) = Σ u, v I (x + u, y + v) f i (u, v)
Obtained by.

また、特徴ベクトル算出部21は、図6のように構成することもできる。つまり、ガウシアンフィルタ部21aで入力された画像に対してガウシアンフィルタを施し、漸次的微分フィルタ部21bでガウシアンフィルタ処理後の画像にx方向の微分フィルタとy方向の微分フィルタを漸次的に所定の回数施す。その後、回転不変ベクトル算出部21cで、漸次的微分フィルタの各出力を画素ごとに所定の演算処理により複数の回転不変な局所的特徴ベクトルを算出することができる。
この構成は、クエリ画像40からの入力に対する特徴ベクトル算出部21においても、学習部20内の特徴ベクトル算出部21においても両方適用することができる。
Further, the feature vector calculation unit 21 can also be configured as shown in FIG. In other words, a Gaussian filter is applied to the image input by the Gaussian filter unit 21a, and an x-direction differential filter and a y-direction differential filter are gradually applied to the image after the Gaussian filter processing by the progressive differential filter unit 21b. Apply several times. Thereafter, the rotation-invariant vector calculation unit 21c can calculate a plurality of rotation-invariant local feature vectors by performing predetermined calculation processing for each output of the gradual differentiation filter for each pixel.
This configuration can be applied to both the feature vector calculation unit 21 for the input from the query image 40 and the feature vector calculation unit 21 in the learning unit 20.

具体的な回転不変な特徴ベクトルを算出する方法は下記に示す。
まず画像をexp(-(x2+y2)/2σ2)の形のガウシアンフィルタで平滑化する。結果をJ(x,y)とする。
T00(x,y)=J(x,y)によって、最初の特徴を表す画像T00(x,y)が得られる。
T10(x,y)=∂T00(x,y)/∂x = ∂J(x,y)/∂xによって2番目の特徴T10(x,y)が得られる。
T01(x,y)=∂T00(x,y)/∂y = ∂J(x,y)/∂yによって3番目の特徴T01(x,y)が得られる。
次に、さらに微分を繰り返すと
T20(x,y)=∂T10(x,y)/∂x = ∂2J(x,y)/∂x2
T11(x,y)=∂T10(x,y)/∂y = ∂2J(x,y)/∂x∂y
T02(x,y)=∂T02(x,y)/∂y = ∂2J(x,y)/∂y2
これらは、改めて2階微分を行わずに、上記の結果に対してもう一度微分すれば得られるので効率的である。
A specific method for calculating a rotation-invariant feature vector is shown below.
First, the image is smoothed with a Gaussian filter of the form exp (-(x 2 + y 2 ) / 2σ 2 ). The result is J (x, y).
An image T 00 (x, y) representing the first feature is obtained by T 00 (x, y) = J (x, y).
The second feature T 10 (x, y) is obtained by T 10 (x, y) = ∂T 00 (x, y) / ら れ る x = ∂J (x, y) / ∂x.
T 01 (x, y) = ∂T 00 (x, y) / ∂y = ∂J (x, y) / ∂y gives the third feature T 01 (x, y).
Next, if you repeat the differentiation further
T 20 (x, y) = ∂T 10 (x, y) / ∂x = ∂ 2 J (x, y) / ∂x 2
T 11 (x, y) = ∂T 10 (x, y) / ∂y = ∂ 2 J (x, y) / ∂x∂y
T 02 (x, y) = ∂T 02 (x, y) / ∂y = ∂ 2 J (x, y) / ∂y 2
These are efficient because they can be obtained by differentiating the above result once again without performing second order differentiation.

さらに、微分を繰り返すと
T30(x,y)=∂T20(x,y)/∂x = ∂3J(x,y)/∂x3
T21(x,y)=∂T20(x,y)/∂y = ∂3J(x,y)/∂x2∂y
T12(x,y)=∂T11(x,y)/∂y = ∂3J(x,y)/∂x∂y2
T03(x,y)=∂T02(x,y)/∂y = ∂3J(x,y)/∂y3
このように漸次的に次々と微分していくことによっていくらでも必要な個数だけTpq(x,y)を構成できる。
これらの特徴はこのままでは回転不変ではない。しかし、式を少し変形して、
のようにすると、回転に対するふるまいの見通しが良くなり、これらから回転不変な特徴が以下のように構成できる(証明略)。
上記の式は虚数単位が含まれており複素数であるが、計算機上では実数部分と虚数部分に分けて計算すればよい。
ここで、以下の性質に注意する。
このとき、下記の数3は回転不変であることが証明できる。

以上のように、pとqを一ずつ増やしながら漸次的に計算していくと、以下が得られる。
Q00 = T00
Q10 = T10 + iT01
Q20 = T20 − T02 + 2iT11
Q11 = T20 + T02
Q30 = T30 − 3T12 + i(3T21 − T03)
Q21 = T30 + T12 + i(T21 + T03)
Q40 = T40 − 6T22 + T04 + i(4T31 − 4T13)
Q31 = T40 − T04 + i(2T31 + 2T13)
Q22 = T40 + 2T22 + T04
Q50 = T50 − 10T32 + 5T14 + i(5T41 − 10T23 + T05)
Q41 = T50 − 2T32 − 3T14 + i(3T41 + 2T23 − T05)
Q32 = T50 + 2T32 + T14 + i(T41 + 2T23 + T05)
Q60 = T60 − 15T42 + 15T24 − T06 + i(6T51 − 20T33 + 6T15)
Q51 = T60 − 5T42 − 5T24 + T06 + i(4T51 − 4T15)
Q42 = T60 + T42 − T24 − T06 + i(2T51 + 4T33 + 2T15)
Q33 = T60 + 3T42 + 3T24 + T06
これらの画像は実数部と虚数部からなる複素数の画像であるが、n=p+q,l=p-q とおき、
とすると、Rnlは回転に不変である。
Furthermore, if differentiation is repeated,
T 30 (x, y) = ∂T 20 (x, y) / ∂x = ∂ 3 J (x, y) / ∂x 3
T 21 (x, y) = ∂T 20 (x, y) / ∂y = ∂ 3 J (x, y) / ∂x 2 ∂y
T 12 (x, y) = ∂T 11 (x, y) / ∂y = ∂ 3 J (x, y) / ∂x∂y 2
T 03 (x, y) = ∂T 02 (x, y) / ∂y = ∂ 3 J (x, y) / ∂y 3
In this way, by gradually differentiating one after another, as many T pq (x, y) as necessary can be constructed.
These characteristics are not rotation invariant as they are. However, a little transformation of the formula,
In this way, the visibility of the behavior with respect to rotation is improved, and from these, rotation invariant features can be configured as follows (not shown).
The above formula is a complex number including an imaginary unit. However, on the computer, it may be divided into a real part and an imaginary part.
Note the following properties.
At this time, it can be proved that the following Equation 3 is rotation invariant.

As described above, if p is gradually increased while increasing q by one, the following is obtained.
Q 00 = T 00
Q 10 = T 10 + iT 01
Q 20 = T 20 − T 02 + 2iT 11
Q 11 = T 20 + T 02
Q 30 = T 30 − 3T 12 + i (3T 21 − T 03 )
Q 21 = T 30 + T 12 + i (T 21 + T 03 )
Q 40 = T 40 − 6T 22 + T 04 + i (4T 31 − 4T 13 )
Q 31 = T 40 − T 04 + i (2T 31 + 2T 13 )
Q 22 = T 40 + 2T 22 + T 04
Q 50 = T 50 −10T 32 + 5T 14 + i (5T 41 −10T 23 + T 05 )
Q 41 = T 50 − 2T 32 − 3T 14 + i (3T 41 + 2T 23 − T 05 )
Q 32 = T 50 + 2T 32 + T 14 + i (T 41 + 2T 23 + T 05 )
Q 60 = T 60 − 15T 42 + 15T 24 − T 06 + i (6T 51 − 20T 33 + 6T 15)
Q 51 = T 60 − 5T 42 − 5T 24 + T 06 + i (4T 51 − 4T 15 )
Q 42 = T 60 + T 42 − T 24 − T 06 + i (2T 51 + 4T 33 + 2T 15 )
Q 33 = T 60 + 3T 42 + 3T 24 + T 06
These images are complex numbers consisting of real and imaginary parts, but n = p + q, l = pq
Then R nl is invariant to rotation.

このようにして、データベース10内のそれぞれの画像11の各画素において特徴ベクトルが算出されるが、代表特徴ベクトル算出部22ではこれらの特徴ベクトルからなる集合をM個のクラスにクラスタリングする。
ここでは代表的なクラスタリング手法であるk-means法によってクラスタリングする。ただし、本発明は、このクラスタリング手法に限定するものではない。その結果、それぞれのクラスに一つずつ代表特徴が定まり、M個の代表特徴ベクトルの組みが求まる。これをデータベース10内に保存しておく。
In this way, feature vectors are calculated for each pixel of each image 11 in the database 10, and the representative feature vector calculation unit 22 clusters a set of these feature vectors into M classes.
Here, clustering is performed by the k-means method, which is a typical clustering method. However, the present invention is not limited to this clustering method. As a result, one representative feature is determined for each class, and a set of M representative feature vectors is obtained. This is stored in the database 10.

次にラベル画像作成部23ではデータベース10内のそれぞれの画像11のそれぞれの画素から特徴ベクトルを算出し、それとM個の代表特徴ベクトルのそれぞれとの距離を算出し、最近傍の代表特徴ベクトルを検出する。そして、その代表特徴ベクトルが属するクラスのクラス名をその画素に書き込む。
このようにして、各画素にクラス名が付されたラベル画像を作成するラベル画像作成部23を設ける。ここでは簡単にクラス名として、0からM-1の整数を各画素に書き込むこととする。ラベル画像の各画素にはその画素を中心とするk×kの局所領域の特徴を示すラベル(0からM-1までの整数)が付されることになる。ラベル画像をL(x, y)で表すこととする。
Next, the label image creation unit 23 calculates a feature vector from each pixel of each image 11 in the database 10, calculates a distance between each of the M representative feature vectors and the nearest representative feature vector. To detect. Then, the class name of the class to which the representative feature vector belongs is written in the pixel.
In this way, a label image creation unit 23 is provided that creates a label image in which a class name is assigned to each pixel. Here, an integer from 0 to M-1 is simply written to each pixel as the class name. Each pixel of the label image is given a label (an integer from 0 to M-1) indicating the characteristics of a k × k local region centered on that pixel. A label image is represented by L (x, y).

図2は、矩形領域ヒストグラム算出を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating rectangular area histogram calculation.

次に累積ヒストグラム算出部では以下で定まる累積ヒストグラムF(x, y; l)を算出する。
x = -1 または y = -1 であるとき、F(x, y; l) =0
そうでないとき、F(x, y; l) = “0 <= x’<= x, 0 <= y’ <= y である矩形領域においてL(x’, y’)= l である画素の数。
たとえば、F(x2, y2; l)は図2で網掛けした領域においてラベルの値がlである画素の数である。
データベース10内のすべての画像を対象として、すべてのx, y, に対してF(x, y; l)を算出し、データベース10に登録する。これを累積ヒストグラムと呼ぶことにする。画像の大きさがX×Yであるとき、F(X-1, Y-1;l)は画像全体におけるヒストグラムを表す。
ここまでが学習部20における処理内容である。
Next, the cumulative histogram calculation unit calculates a cumulative histogram F (x, y; l) determined as follows.
F (x, y; l) = 0 when x = -1 or y = -1
Otherwise, F (x, y; l) = “0 <= x '<= x, 0 <= y'<= y in the rectangular region where L (x ', y') = l number.
For example, F (x2, y2; l) is the number of pixels whose label value is l in the shaded area in FIG.
For all images in the database 10, F (x, y; l) is calculated for all x, y, and registered in the database 10. This is called a cumulative histogram. When the size of the image is X × Y, F (X−1, Y−1; l) represents a histogram in the entire image.
This is the content of processing in the learning unit 20.

次に、ユーザが検索したいクエリ画像40として提示したとき、まず、特徴ベクトル算出部21では学習部20での処理と同様に、各画素においてその画素を中心とするk×kの局所領域の特徴を表す特徴ベクトルを算出する。
ラベル画像作成部23では、学習部20での処理と同様に、各画素における特徴ベクトルとデータベースに保持されているM個の代表特徴ベクトルのそれぞれとの距離を算出し、最近傍の代表特徴ベクトルを検出する。そして、その代表特徴ベクトルが属するクラスのクラス名をその画素に書き込む。
Next, when presented as a query image 40 that the user wants to search, first, the feature vector calculation unit 21 performs the feature of the k × k local region centered on the pixel in each pixel as in the processing in the learning unit 20. Is calculated.
In the label image creation unit 23, as in the processing in the learning unit 20, the distance between the feature vector in each pixel and each of the M representative feature vectors held in the database is calculated, and the nearest representative feature vector is calculated. Is detected. Then, the class name of the class to which the representative feature vector belongs is written in the pixel.

クエリ画像ヒストグラム算出部30では、クエリ画像40においてラベルの値がlである画素の数を表すクエリ画像ヒストグラムHq(l)を算出する。   The query image histogram calculation unit 30 calculates a query image histogram Hq (l) representing the number of pixels whose label value is 1 in the query image 40.

次に、矩形領域ヒストグラム算出部31では、データベース10内のそれぞれの画像において始点が(x1, y1)、終点が(x2, y2)である矩形領域におけるヒストグラムH(x1, y1; x2, y2; l)を次式で算出する(図2参照)。

H(x1, y1; x2, y2; l)
= F(x2, y2; l) ‐ F(x2, y1 -1; l) - F(x1 -1, y2) + F(x1-1, y1-1; l)
Next, in the rectangular area histogram calculation unit 31, the histogram H (x1, y1; x2, y2; in the rectangular area where the start point is (x1, y1) and the end point is (x2, y2) in each image in the database 10. l) is calculated by the following equation (see FIG. 2).

H (x1, y1; x2, y2; l)
= F (x2, y2; l)-F (x2, y1 -1; l)-F (x1 -1, y2) + F (x1-1, y1-1; l)

類似度算出部32では、クエリ画像ヒストグラムHq(l)と矩形領域ヒストグラムH(x1, y1; x2, y2; l)の類似度Rを以下のようにして算出する。
まず、クエリ画像40の大きさをP×Qとして、クエリ画像40の正規化ヒストグラム
ql = Hq(l)/(P×Q)
を算出する。
The similarity calculation unit 32 calculates the similarity R between the query image histogram Hq (l) and the rectangular area histogram H (x1, y1; x2, y2; l) as follows.
First, the normalized histogram of the query image 40 is set with the size of the query image 40 being P × Q.
q l = Hq (l) / (P × Q)
Is calculated.

次に、同様にデータベース10内の画像の矩形領域の正規化ヒストグラム
pl = H(x1, y1; x2, y2; l)/((x2 - x1 + 1)×(y2 - y1 + 1))
を算出する。
Next, the normalized histogram of the rectangular area of the image in the database 10 in the same manner
p l = H (x1, y1; x2, y2; l) / ((x2-x1 + 1) x (y2-y1 + 1))
Is calculated.

qlとplはそれぞれすべてのlで和をとると1となるので、確率を表すと考えることができる。qlはクェリー画像においてある画素のラベルがlである確率を表す。同様に、plはデータベース内の画像の始点が(x1, y1)、終点が(x2, y2)である矩形領域においてある画素のラベルがlである確率を表す。
qlとplの両者の確率が近ければ近いほどクエリー画像とデータベース内の画像の始点が(x1, y1)、終点が(x2, y2)である矩形領域の画像が似ていると考えられる。
一般に、二つの確率分布の相違の度合いはカルバック・ライブラの情報量で評価される。

D = Σl ql log(ql/pl)

矩形領域を様々に変化させて最も距離が近い矩形領域がクエリ画像に最も類似すると判断し、その時のDの逆数を類似度として算出する。二つのヒストグラムの類似度を評価する方法はこれに限られるものではない。
q l and p l can be considered to represent probabilities because each l takes the sum of 1 and becomes 1. q l represents the probability that the label of a pixel in the query image is l. Similarly, p l represents the probability that the label of a pixel is l in a rectangular area where the start point of the image in the database is (x1, y1) and the end point is (x2, y2).
The closer the probabilities of both q l and p l are, the closer the images in the rectangular area with the start point (x1, y1) and the end point (x2, y2) of the query image and the image in the database are more similar .
In general, the degree of difference between two probability distributions is evaluated by the information amount of the Cullback library.

D = Σ l q l log (q l / p l )

By changing the rectangular area in various ways, it is determined that the rectangular area closest to the distance is most similar to the query image, and the reciprocal of D at that time is calculated as the similarity. The method for evaluating the similarity between two histograms is not limited to this.

順位付部33ではクエリ画像40とデータベース10に含まれる各画像の類似度を算出し、類似度が高い順に所定の個数提示する。   The ranking unit 33 calculates the similarity between the query image 40 and each image included in the database 10, and presents a predetermined number in descending order of similarity.

図3は、本発明に係る画像検索システムの第二実施の形態のブロック図を示す。また、図4は、ウィーン図形分類表の説明図を示す。さらに、図5は、分類コード指示部の説明図を示す。   FIG. 3 shows a block diagram of a second embodiment of the image search system according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the Vienna figure classification table. FIG. 5 is an explanatory diagram of the classification code instruction unit.

第二の実施例は図形商標検索に応用する例である。図形商標検索はこれまでに登録された図形商標のデータベースから、ユーザが提示する新しい図形商標と類似したものを検索するものである。   The second embodiment is an example applied to graphic trademark retrieval. The graphic trademark search is a search for a similar graphic trademark to be presented by the user from a database of graphic trademarks registered so far.

一般に図形商標は複数の図形の組み合わせで作成されるので、ユーザはあらかじめ検索したい対象である部分図形を切り出してクエリ画像としてシステムに提示する。従って、第一の実施例の構成を基本とするが、それに領域指示を追加する。
また、図形商標のデータベースでは、図4に示すようにウィーン図形分類表のコードがそれぞれの図形に付与されている。
Generally, since a graphic trademark is created by a combination of a plurality of graphics, the user cuts out a partial graphic to be searched in advance and presents it as a query image to the system. Therefore, although the basic configuration of the first embodiment is used, an area instruction is added thereto.
In the graphic trademark database, codes of the Vienna graphic classification table are given to each graphic as shown in FIG.

一般にそれぞれの図形には複数個のコードが付される。例えば、男性と女性の両者が図形に含まれていれば、”男性”のコードも”女性”のコードも付く。円の中に、星があれば”円”のコードも”星”のコードも付く。一つの図形要素が複数のコードを持つこともある。たとえは、太陽を表す図形は”太陽”でもあるし”円”でもある。ある図形にあるコードが付けられたとき、その図形がそのコードが指し示す要素図形(部分図形)を含んでいることを意味する。
もし、検索時に分類コードが既知であれば、データベース10内のすべての画像11を対象として類似したものを探す必要はなく、その分類コードが付与されている画像だけを対象とすれば良い。
そこで、本実施例では新たに分類コード指示も追加し、そこで指示された分類コードを持つ画像だけを対象にするようにした。
図3において、領域指示部51はクエリ画像40から図5に示すように検索したい部分図形の領域を指示する。
また、分類コード指示部52ではその部分図形に対応する分類コード(図5の例では、3.9.1「魚、魚のような形の動物」)を指示する。
In general, a plurality of codes are attached to each figure. For example, if both men and women are included in the figure, the code for “male” and the code for “female” are attached. If there is a star in the circle, the "circle" code and the "star" code are attached. One graphic element may have multiple codes. For example, the figure representing the sun is both "sun" and "circle". When a certain code is attached to a certain figure, it means that the figure includes an element figure (partial figure) indicated by the code.
If the classification code is known at the time of the search, it is not necessary to search for similar images for all the images 11 in the database 10, and only the image to which the classification code is assigned may be targeted.
Therefore, in this embodiment, a new classification code instruction is also added, and only an image having the specified classification code is targeted.
In FIG. 3, an area instruction unit 51 instructs an area of a partial graphic to be searched from the query image 40 as shown in FIG.
Further, the classification code instruction unit 52 instructs a classification code (3.9.1 “fish, fish-like animal” in the example of FIG. 5) corresponding to the partial figure.

以上のように、本発明の画像検索システムは、従来の方法と比べ、クエリ画像と類似するデータベース内の画像の部分画像を検索することができる。   As described above, the image retrieval system of the present invention can retrieve a partial image of an image in a database similar to a query image, as compared with the conventional method.

1 画像検索システム
10 データベース
11 画像
12 代表特徴ベクトルの組
13 累積ヒストグラム
20 学習部
21 特徴ベクトル算出部
22 代表特徴ベクトル算出部
23 ラベル画像作成部
24 累積ヒストグラム算出部
30 クエリ画像ヒストグラム算出部
31 矩形領域ヒストグラム算出部
32 類似度算出部
33 順位付部


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image search system 10 Database 11 Image 12 Set of representative feature vector 13 Cumulative histogram 20 Learning part 21 Feature vector calculation part 22 Representative feature vector calculation part 23 Label image creation part 24 Cumulative histogram calculation part 30 Query image histogram calculation part 31 Rectangular area Histogram calculation unit 32 Similarity calculation unit 33 Ranking unit


Claims (7)

多数の画像を蓄積したデータベースと、
前記データベースの画像の各点において局所的な特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出部と、
前記特徴ベクトルの集合を所定の数のクラスにクラスタリングし、それぞれのクラスの代表特徴ベクトルを算出し、前記データベースに該代表特徴ベクトルを登録する代表特徴ベクトル算出部と、
前記データベースの画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の代表特徴ベクトルを検出し、各画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成するラベル画像作成部と、
前記各画像の各点におけるラベル画像の累積ヒストグラムを算出する累積ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像と該画像に対して算出されたラベル画像の累積ヒストグラムとを関連づけて前記データベースに登録する学習部と、を備え、
前記特徴ベクトル算出部は、クエリ画像の各点おいても局所的な特徴ベクトルを算出し、
前記ラベル画像作成部は、前記クエリ画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の前記データベースに登録された代表特徴ベクトルを検出し、該クエリ画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成し、
前記クエリ画像により算出されたラベル画像のヒストグラムを算出するクエリ画像ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像と関連づけてデータベースに登録した累積ヒストグラムに基づいて、該画像の任意の部分矩形領域についてヒストグラムを算出する矩形領域ヒストグラム算出部と、
前記データベース内の画像に対して算出された矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度をそれぞれ算出し、該画像に含まれる矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度のうち、最大の類似度を出力する類似度算出部と
クエリ画像とデータベースに含まれる各画像の類似度を算出し、類似度が高い順に所定の個数提示する順位付部と、
を備えることを特徴とする画像検索装置。
A database of many images,
A feature vector calculator that calculates a local feature vector at each point of the database image;
Clustering the set of feature vectors into a predetermined number of classes, calculating representative feature vectors of each class, and registering the representative feature vectors in the database;
Label image creation for detecting the representative feature vector nearest to the feature vector calculated at each point of the image in the database and creating a label image with the class name to which the representative feature vector belongs to each point of each image And
A cumulative histogram calculator for calculating a cumulative histogram of the label image at each point of each image;
A learning unit that associates an image in the database with a cumulative histogram of a label image calculated for the image and registers the image in the database,
The feature vector calculation unit calculates a local feature vector at each point of the query image;
The label image creating unit detects a representative feature vector registered in the nearest database with respect to a feature vector calculated at each point of the query image, and the representative feature vector belongs to each point of the query image. Create a label image with a class name,
A query image histogram calculation unit for calculating a histogram of the label image calculated by the query image;
A rectangular area histogram calculation unit that calculates a histogram for an arbitrary partial rectangular area of the image based on a cumulative histogram registered in the database in association with an image in the database;
The similarity between the rectangular area histogram calculated for the image in the database and the histogram of the query image is calculated, and the maximum similarity among the similarities between the rectangular area histogram and the query image histogram included in the image is calculated. A similarity calculation unit that outputs a query image, a ranking unit that calculates the similarity of each image included in the database, and presents a predetermined number in descending order of similarity;
An image search apparatus comprising:
前記局所的な特徴ベクトルは回転不変の特徴ベクトルからなることを特徴とする請求項1記載の画像検索装置。   The image search apparatus according to claim 1, wherein the local feature vector is a rotation-invariant feature vector. 前記特徴ベクトル算出部は、
画像に対してガウシアンフィルタを施すガウシアンフィルタ部と、
ガウシアンフィルタ処理後の画像にx方向の微分フィルタとy方向の微分フィルタを漸次的に所定の回数施す漸次的微分フィルタ部と、
漸次的微分フィルタの各出力を画素ごとに所定の演算処理により複数の回転不変な局所的特徴ベクトルを算出する回転不変ベクトル算出部と、
から構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の画像検索装置。
The feature vector calculation unit includes:
A Gaussian filter for applying a Gaussian filter to the image;
A gradual differential filter unit that gradually applies a x-direction differential filter and a y-direction differential filter to the image after the Gaussian filter processing a predetermined number of times;
A rotation-invariant vector calculation unit that calculates a plurality of rotation-invariant local feature vectors by performing a predetermined calculation process for each output of the gradual differentiation filter;
The image search device according to claim 1, wherein the image search device comprises:
多数の画像を蓄積したデータベースを有し、
前記データベースの画像の各点において局所的な特徴ベクトルを算出する特徴ベクトル算出ステップと、
前記特徴ベクトルの集合を所定の数のクラスにクラスタリングし、それぞれのクラスの代表特徴ベクトルを算出し、前記データベースに該代表特徴ベクトルを登録する代表特徴ベクトル算出ステップと、
前記データベースの画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の代表特徴ベクトルを検出し、各画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成するラベル画像作成ステップと、
前記各画像の各点におけるラベル画像の累積ヒストグラムを算出する累積ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像と該画像に対して算出されたラベル画像の累積ヒストグラムとを関連づけて前記データベースに登録する学習ステップと、
クエリ画像の各点おいて局所的な特徴ベクトルを算出するクエリ画像特徴ベクトル算出ステップと、
前記クエリ画像の各点において算出された特徴ベクトルに対して最近傍の前記データベースに登録された代表特徴ベクトルを検出し、該クエリ画像の各点に代表特徴ベクトルが属するクラス名を付したラベル画像を作成するクエリ画像ラベル画像作成ステップと、
前記クエリ画像により算出されたラベル画像のヒストグラムを算出するクエリ画像ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像と関連づけてデータベースに登録した累積ヒストグラムに基づいて、該画像の任意の部分矩形領域についてヒストグラムを算出する矩形領域ヒストグラム算出ステップと、
前記データベース内の画像に対して算出された矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度をそれぞれ算出し、該画像に含まれる矩形領域ヒストグラムとクエリ画像のヒストグラムの類似度のうち、最大の類似度を出力する類似度算出ステップと
クエリ画像とデータベースに含まれる各画像の類似度を算出し、類似度が高い順に所定の個数提示する順位付ステップと、
を含む画像検索方法。
It has a database that stores many images,
A feature vector calculating step of calculating a local feature vector at each point of the database image;
Clustering the set of feature vectors into a predetermined number of classes, calculating representative feature vectors for each class, and registering the representative feature vectors in the database; and
Label image creation for detecting the representative feature vector nearest to the feature vector calculated at each point of the image in the database and creating a label image with the class name to which the representative feature vector belongs to each point of each image Steps,
A cumulative histogram calculation step of calculating a cumulative histogram of the label image at each point of each image;
A learning step of registering the image in the database and the cumulative histogram of the label image calculated for the image in association with the database;
A query image feature vector calculating step for calculating a local feature vector at each point of the query image;
A label image in which a representative feature vector registered in the database nearest to the feature vector calculated at each point of the query image is detected, and a class name to which the representative feature vector belongs is assigned to each point of the query image A query image label image creation step to create a
A query image histogram calculation step of calculating a histogram of the label image calculated by the query image;
A rectangular area histogram calculation step of calculating a histogram for an arbitrary partial rectangular area of the image based on a cumulative histogram registered in the database in association with an image in the database;
The similarity between the rectangular area histogram calculated for the image in the database and the histogram of the query image is calculated, and the maximum similarity among the similarities between the rectangular area histogram and the query image histogram included in the image is calculated. A similarity calculation step for outputting a query image and a ranking step for calculating a similarity between each image included in the database and presenting a predetermined number in descending order of the similarity;
Image search method including
前記局所的な特徴ベクトルは回転不変の特徴ベクトルからなることを特徴とする請求項4記載の画像検索方法。   The image search method according to claim 4, wherein the local feature vector is a rotation-invariant feature vector. 前記特徴ベクトル算出ステップは、
画像に対してガウシアンフィルタを施すガウシアンフィルタステップと、
ガウシアンフィルタ処理後の画像にx方向の微分フィルタとy方向の微分フィルタを漸次的に所定の回数施す漸次的微分フィルタステップと、
漸次的微分フィルタの各出力を画素ごとに所定の演算処理により複数の回転不変な局所的特徴ベクトルを算出する回転不変ベクトル算出ステップと、
から構成されることを特徴とする請求項4又は5記載の画像検索方法。
The feature vector calculation step includes:
A Gaussian filter step for applying a Gaussian filter to the image;
A gradual differential filter step of gradually applying a x-direction differential filter and a y-direction differential filter to the image after the Gaussian filter processing a predetermined number of times;
A rotation-invariant vector calculating step of calculating a plurality of rotation-invariant local feature vectors by a predetermined calculation process for each output of the gradual differentiation filter for each pixel;
The image search method according to claim 4, wherein the image search method comprises:
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像検索装置を、コンピュータにより実現させる画像検索プログラム。


The image search program which implement | achieves the image search device of any one of Claims 1-3 with a computer.


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