一種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，該方法對圖像進行分色二值化，通過自相關(guān)求出每種顏色的行列周期，并進行歸一化處理，得到特征向量；將該特征向量與特征庫中的特征向量通過相似度檢測進行匹配運算，得到檢索的結(jié)果。采用本發(fā)明方法能夠?qū)Α八姆竭B續(xù)”的領(lǐng)帶花型圖案進行有效的檢索，對于花型相同顏色不同的圖案也能夠檢測出來；同時以歸一化顏色周期作為檢索特征，可以避免因顏色不同而花型一致產(chǎn)生的誤檢。
【專利說明】-種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字圖像檢索【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花 型圖案檢索方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著領(lǐng)帶生產(chǎn)和設(shè)計的自動化程度的提高，領(lǐng)帶生產(chǎn)企業(yè)對領(lǐng)帶設(shè)計資源的管理 逐步從原來的人工管理進化為自動化管理，許多領(lǐng)帶生產(chǎn)企業(yè)積累了大量的領(lǐng)帶圖片，為 了在生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)中有效的挖掘利用這些領(lǐng)帶資源，迫切需要一個領(lǐng)帶圖形檢索系統(tǒng) 對領(lǐng)帶圖形的進行自動、有效的檢索。目前許多領(lǐng)帶生產(chǎn)企業(yè)對領(lǐng)帶花型的檢索主要有兩 種方式：
[0003] 對領(lǐng)帶花型采用實樣存儲領(lǐng)帶樣品的方式，通過樣品庫中領(lǐng)帶樣品進行人工分類 和編號以方便檢索，主要用于領(lǐng)帶產(chǎn)品的設(shè)計、產(chǎn)品管理等用途。該種方式需要存儲大量的 產(chǎn)品樣品，還需要占用存儲空間以及樣品管理及保存的耗費，會造成不必要的資源浪費，并 且人工在大量樣品中進行檢索會受到檢索者的主觀因素影響，檢索的效率和速度都會很 低。
[0004] 建立基于產(chǎn)品分類的領(lǐng)帶檢索系統(tǒng)，通過領(lǐng)帶產(chǎn)品的數(shù)字圖像進行分類，由用戶 按照預(yù)先分類進行查找所需要的領(lǐng)帶花型，以半手工查詢的方式來實現(xiàn)對領(lǐng)帶花型的檢 索，這一方式已經(jīng)在一些領(lǐng)帶生產(chǎn)企業(yè)的電子商務(wù)中開始應(yīng)用。該種方式雖然可以一定程 度上解決了上述不利因素，但是以半手工的方式在圖像庫中查找，檢索方式單一，并且難以 充分滿足不同檢索人員和客戶的不同檢索需求和對一些檢索特征需求進行精確描述，速度 和效率都還是比較低。因此需要充分利用各種圖像檢索技術(shù)建立高效準確的領(lǐng)帶產(chǎn)品檢索 系統(tǒng)，以提高領(lǐng)帶生產(chǎn)企業(yè)的自動化程度，和提高電子商務(wù)的應(yīng)用。
[0005] 目前針對領(lǐng)帶花型的圖案檢索研究并不多，多采用顏色、紋理及結(jié)構(gòu)等特征 進行檢索。如丁穎等在"基于領(lǐng)帶花形圖像檢索算法研究"（杭州電子科技大學學報， 2005, Vol. 25 (1) : 33, 43, 53, 63) -文中提出在對布樣掃描圖像提取花型區(qū)域的基礎(chǔ)上，運 用Gabor小波變換提取花型特征，采用多角度旋轉(zhuǎn)不變性的相似度計算進行檢索。該方法 對于方向性反應(yīng)較強的條紋、格狀、點狀花型能夠做出較好的描述。對于不能將方向信息作 為主要描述方式的花類花型，容易與具有相似紋理方向信息的其他花型混淆，對于素面花 型檢索精度亦不高。朱華建等在"基于區(qū)域特征及相對空間關(guān)系的領(lǐng)帶圖案的識別"（浙江 大學碩士學位論文，2005) -文中提出了基于區(qū)域特征及空間關(guān)系的領(lǐng)帶圖案花型識別方 法，避開對圖像形狀和結(jié)構(gòu)分析，減少運算量，但該算法對輸入的花樣圖案有嚴格的要求， 必須是花樣的單位循環(huán)。程守遠等在"基于圖像檢索技術(shù)的領(lǐng)帶花型檢索的研究"（東華大 學碩士學位論文，2006) -文中提出根據(jù)顏色組合直方圖特征和紋理特征的方法來實現(xiàn)領(lǐng) 帶花型的檢索，該方法圖像特征向量的維數(shù)高，檢索計算量大，影響檢索性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于歸一化顏色周期的 領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，根據(jù)領(lǐng)帶主體花型"四方連續(xù)"排列的特點，選用每種顏色的周期 作為特征向量進行檢索。
[0007] -種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，包括如下步驟：
[0008] (1)獲取待檢索領(lǐng)帶圖像，并建立該圖像的顏色信息矩陣；
[0009] (2)對于待檢索領(lǐng)帶圖像中的任一類顏色，若該類顏色的顏色值為vk，則將顏色信 息矩陣中所有為v k的元素值重置為1,其余元素值重置為0,從而得到顏色標記矩陣Ik, k為 自然數(shù)且I < k < K，K為待檢索領(lǐng)帶圖像中顏色的總類別數(shù)；
[0010] (3)對顏色標記矩陣Ik沿行方向進行逐像素循環(huán)偏移，偏移量為i，得到顏色標 記矩陣I rowjti并使其與顏色標記矩陣Ik進行相關(guān)運算得到相關(guān)值Cratjti, i為自然數(shù)且 1彡i彡N，N為顏色信息矩陣的行數(shù)；依此遍歷所有偏移量1?N，得到行相關(guān)值向量Cratk I-^row klJ Crow-k2，? ? ?，Crow-kN] ?
[0011] 對顏色標記矩陣Ik沿列方向進行逐像素循環(huán)偏移，偏移量為j，得到顏色標記矩陣 U ju并使其與顏色標記矩陣Ik進行相關(guān)運算得到相關(guān)值cMl w，j為自然數(shù)且1彡j彡M，M 為顏色信息矩陣的列數(shù)；依此遍歷所有偏移量1?M，得到列相關(guān)值向量Cralk = [CMlJd，cMl_ k2，? ? ?，Ccol-kM」；
[0012] (4)確定行相關(guān)值向量Cratk和列相關(guān)值向量Cralk中相關(guān)值元素的峰值周期，對應(yīng) 得到行周期列周期T ralk;
[0013] (5)根據(jù)步驟（2)至（4)，遍歷待檢索領(lǐng)帶圖像中所有顏色類別，得到行周期特征 向量T" w = [Tratl, Tmw2,…，TmwJt和列周期特征向量Tm1 = [TMll, Tm12,…，TralK]T ;分別對 行周期特征向量Trat和列周期特征向量Tral中的元素按遞減順序重新排列并進行歸一化處 理后，得到待檢索領(lǐng)帶圖像基于歸一化的行顏色周期向量TN mw和列顏色周期向量TNm1 ;
[0014] (6)使待檢索領(lǐng)帶圖像與圖案庫中各領(lǐng)帶圖像關(guān)于行顏色周期向量和列顏色周期 向量進行相似度計算，使圖案庫中符合相似度要求的領(lǐng)帶圖像作為待檢索領(lǐng)帶圖像的檢索 結(jié)果。
[0015] 所述顏色信息矩陣的維度對應(yīng)為待檢索領(lǐng)帶圖像的像素尺寸，顏色信息矩陣中每 個元素的元素值對應(yīng)為每個像素的顏色值。
[0016] 所述的步驟（3)中對顏色標記矩陣Ik沿行方向進行逐像素循環(huán)偏移即使顏色標 記矩陣I k中各行元素均向下偏移i位且將顏色標記矩陣Ik最下邊的i行元素循環(huán)填補到 最上邊；對顏色標記矩陣I k沿列方向進行逐像素循環(huán)偏移即使顏色標記矩陣Ik中各行元素 均向右偏移j位且將顏色標記矩陣I k最右邊的j行元素循環(huán)填補到最左邊。
[0017] 所述的步驟（3)中根據(jù)以下算式計算相關(guān)值Cmw ki和cMl kj :
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于歸一化顏色周期的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，包括如下步驟： (1) 獲取待檢索領(lǐng)帶圖像，并建立該圖像的顏色信息矩陣； (2) 對于待檢索領(lǐng)帶圖像中的任一類顏色，若該類顏色的顏色值為vk，則將顏色信息矩 陣中所有為Vk的元素值重置為1，其余元素值重置為〇,從而得到顏色標記矩陣I k，k為自然 數(shù)且1 < k < K，K為待檢索領(lǐng)帶圖像中顏色的總類別數(shù)； (3) 對顏色標記矩陣Ik沿行方向進行逐像素循環(huán)偏移，偏移量為i，得到顏色標記矩陣 Irowjti并使其與顏色標記矩陣Ik進行相關(guān)運算得到相關(guān)值cMwJd，i為自然數(shù)且1彡i彡N，N 為顏色信息矩陣的行數(shù)；依此遍歷所有偏移量1?N，得到行相關(guān)值向量CMwk = [cMwJd，cMW_ ? T k2，· · ·，Crow_kN」 ^ 對顏色標記矩陣Ik沿列方向進行逐像素循環(huán)偏移，偏移量為j，得到顏色標記矩陣IMl_ kj并使其與顏色標記矩陣Ik進行相關(guān)運算得到相關(guān)值Cm1 w，j為自然數(shù)且1彡j彡M，M為 顏色信息矩陣的列數(shù)；依此遍歷所有偏移量1?M，得到列相關(guān)值向量Cralk = [cMl_kl，Cc;()1_ ? T k2，· · ·，Ccol-kM」； (4) 確定行相關(guān)值向量Cratk和列相關(guān)值向量CMlk中相關(guān)值元素的峰值周期，對應(yīng)得到 行周期T Mwk和列周期Tralk ; (5) 根據(jù)步驟（2)至（4)，遍歷待檢索領(lǐng)帶圖像中所有顏色類別，得到行周期特征向量 Tmw = [TMwl，Τ_ ...，TMwK]T和列周期特征向量TMl = [TMll，Tral2, ...，Tm1Jt ;分別對行周期 特征向量Irow和列周期特征向量Iral中的元素按遞減順序重新排列并進行歸一化處理后， 得到待檢索領(lǐng)帶圖像基于歸一化的行顏色周期向量TN mw和列顏色周期向量TNm1 ; (6) 使待檢索領(lǐng)帶圖像與圖案庫中各領(lǐng)帶圖像關(guān)于行顏色周期向量和列顏色周期向 量進行相似度計算，使圖案庫中符合相似度要求的領(lǐng)帶圖像作為待檢索領(lǐng)帶圖像的檢索結(jié) 果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述顏色信息矩陣的 維度對應(yīng)為待檢索領(lǐng)帶圖像的像素尺寸，顏色信息矩陣中每個元素的元素值對應(yīng)為每個像 素的顏色值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的步驟（3)中對 顏色標記矩陣Ik沿行方向進行逐像素循環(huán)偏移即使顏色標記矩陣I k中各行元素均向下偏 移i位且將顏色標記矩陣Ik最下邊的i行元素循環(huán)填補到最上邊；對顏色標記矩陣I k沿列 方向進行逐像素循環(huán)偏移即使顏色標記矩陣Ik中各行元素均向右偏移j位且將顏色標記 矩陣I k最右邊的j行元素循環(huán)填補到最左邊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的步驟（3)中根 據(jù)以下算式計算相關(guān)值cMwJd和C ralj5j :

其中：Ik(X，y)為顏色標記矩陣Ik中第X行第y列的元素值,Imw ki (X，y)為顏色標記矩 陣Irawjd中第X行第y列的元素值，Lud (X，y)為顏色標記矩陣Ujti中第X行第y列的元 素值，X和y均為自然數(shù)且1彡X彡N, 1彡y彡M。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的步驟（5)中的 歸一化處理，即使重排列后的行周期特征向量I row和列周期特征向量Iral中各元素值除以 對應(yīng)向量中的最大元素值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的步驟￠)中根 據(jù)以下算式進行相似度計算：
其中：SIMmw和SIMral分別為待檢索領(lǐng)帶圖像與圖案庫中任一領(lǐng)帶圖像關(guān)于行顏色周 期向量和列顏色周期向量的相似度，TNratGO和TNMl(k)分別為待檢索領(lǐng)帶圖像的行顏色周 期向量TN mw和列顏色周期向量TNm1中的第k個元素值，QNmw (k)和QNm1 (k)分別為圖案庫 中任一領(lǐng)帶圖像的行顏色周期向量QNmw和列顏色周期向量QNm1中的第k個元素值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的步驟￠)中若 圖案庫中任一領(lǐng)帶圖像與待檢索領(lǐng)帶圖像關(guān)于行顏色周期向量或列顏色周期向量的相似 度大于等于預(yù)設(shè)的門限值，則該領(lǐng)帶圖像即作為待檢索領(lǐng)帶圖像的檢索結(jié)果。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的領(lǐng)帶花型圖案檢索方法，其特征在于：所述的門限值設(shè)定為 0. 7 ?0. 9。
【文檔編號】G06F17/30GK104376080SQ201410652849
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】胡潔, 張華熊, 屠永堅, 康鋒 申請人:浙江巴貝領(lǐng)帶有限公司, 浙江理工大學