论文总字数：26223字

摘 要

近几年来，随着科学和社会的快速发展，计算机互联网越来越普及，人们对信息检索的要求越来越高，基于内容的图像检索技术迅速成为国内外关注的焦点。许多研究和学者都致力于图像检索技术的研究，从而产生了许多优秀的检索系统，并在很多的领域得到了广泛应用。在科学计算、天气预报、医疗系统、通信系统、公安系统等都有涉及，所以对于基于内容的图像检索系统仍然需要作进一步的研究和发展。

本文主要研究了基于内容的图像检索，设计了一种结合了颜色和形状这两个特征的检索方法。开篇主要讲述了本次课题的研究背景和意义，然后介绍了国际上和国内一些最新的科研成果。接着简单描述一下基于内容的图像检索系统的一般模型，它主要由交互层、处理层、数据层组成，并说明各层的功能。然后重点阐述了图像检索的一些理论基础，包括图像的预处理、特征提取和匹配过程进行了详细的描述。最后简介了一下自己设计的检索系统。同时也对检索系统的检索效果进行分析总结，指出不足和改进的一些想法。

本文设计的结合了颜色和形状特征的检索，使用2015版Matlab作为开发环境，运行系统为Win7。

关键词：图像检索 颜色特征 形状特征 相似度匹配

Abstract

In recent years, with the rapid development of science and society, computer Internet is becoming more and more popular, increasingly high demands of people for information retrieval, content based image retrieval technology is rapidly becoming the focus of attention at home and abroad. Many researches and scholars have devoted themselves to the research of image retrieval technology, which has produced many excellent retrieval systems, and has been widely used in many fields. In scientific computing, weather forecast, medical system, communication system, public security system and so on, so the content based image retrieval system still need to make further research and development.

This paper mainly studies the content based image retrieval, and designs a retrieval method which combines the two features of color and shape. At the beginning of this paper, the background and significance of the topic, and then introduces the international and domestic some of the latest scientific research results. Then, it simply describes the general model of content-based image retrieval system, which is mainly composed of interaction layer, processing layer and data layer, and explains the function of each layer. Then it focuses on the theoretical basis of image retrieval, including image preprocessing, feature extraction and matching process. Finally, a brief introduction of the design of my system. At the same time, it also analyzes and summarizes the retrieval effectiveness of the retrieval system, and points out some ideas about the deficiency and improvement.

In this paper, the design of the fusion of color and shape features of the retrieval in the Win7 system, the use of the 2015 version of Matlab as a development environment. By adjusting the weights of the color and shape features, a better retrieval result is achieved.

Keywords: image retrieval；color feature； shape feature； similarity matching

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 本文主要研究内容及结构安排 2

1.3.1本文主要研究内容 2

1.3.2本文结构安排 3

第二章 图像检索系统的基础知识 4

2.1 基于内容的图像检索系统的基本模型 4

2.2 交互层 5

2.3处理层 5

2.3.1图像预处理 5

2.3.2特征提取 5

2.3.3匹配算法 6

2.4数据层 7

2.4.1图像库 7

2.4.2特征库 7

第三章 基于颜色和形状特征的图像检索的设计 8

3.1算法概述 8

3.2颜色特征 8

3.2.1颜色模型 8

3.2.2颜色空间的量化 11

3.2.3颜色特征的描述 11

3.3形状特征 12

3.3.1形状特征的描述方法 12

3.3.2基于Canny算子的边缘检测 13

3.3.3基于Hu不变矩的形状特征提取 15

3.4特征匹配 16

3.4.1 匹配方法概述 16

3.4.2 匹配过程设计 17

3.5 检索结果 18

第四章 基于颜色和形状特征的图像检索的实现 19

4.1开发工具概述 19

4.2 算法框架图 19

4.3 预处理 20

4.4 特征提取 20

4.4.1颜色特征的提取 20

4.4.2形状特征的提取 22

4.4.3 特征库 28

4.5 匹配的实现 29

第五章 检索测试及分析 30

5.1检索测试 30

5.2 分析 31

第六章 总结和展望 33

6.1总结 33

6.2展望 33

参考文献 35

致 谢 37

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

随着因特网的普及和科学技术的不断发展，人们涉及到越来越多的图像信息，图像成为一个普通载体用来描述和存储信息。传统的图像检索技术是基于文字的，在进行图像检索时，采用给图像进行标记，添加关键字，日期等来描述图像，标注的准确性差，检索效果也不好，所以已经无法满足人们对图片信息的搜索需求。因此，基于内容的图像检索技术受到人们越来越多关注，成为众多学者的热门研究课题。

基于内容的图像检索根据图像内的对象或者语义来检索，它的核心是能够准确提取图像的特征。图像检索系统首先要构建一个特征库，对图像库里面的每张图像进行特征提取，每张图像就会形成一个特征向量。这些特征向量的集合就是特征库。用户检索的过程是：用户输入一张待检索的图像，系统对图像预处理后提取特征，从而形成待检索图像的一个特征向量，系统然后根据预先设置的匹配算法来进行相似度计算，然后把查询的结果按照相似度的高低显示出来^[1]。

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