《CBIR技术在电力系统管理中的应用》-毕业论文.doc

PAGE 1. 引言 1.1 课题背景及意义 图像作为一种重要的信息载体，具有直观、内容丰富、无语言限制和便于国际交流等特点，是组成多媒体信息的重要内容。随着信息化多媒体技术、Internet网络的迅速发展，图像信息的使用逐渐渗入到社会的各行各业和人们生活的每一个角落，图像已成为大众化数字信息的一种重要形式，图像信息资源的处理显得十分重要。计算机图象处理是一门迅速发展的新兴学科。它的目的是在计算机上实现和强化人的视觉以及人对视觉信息的加工处理能力。几十年来它已广泛应用于各行各业，取得了丰硕的成果[1]。在许多领域的实际应用中对计算机图象处理提出更高的要求，进一步要求对图象的局部理解处理和具体分析。这是指用计算机图象技术辅助人去理解图象或直接用机器代替人去理解图象，它形成了计算机图象处理的一个重要分支，称为计算机视觉。计算机视觉技术可用于图象理解、景物分析等，它按人的要求对输入的图象给出图象总体和局部的理解。通常能用计算机的方法描述其局部以及相关联的总体，并进一步去控制图象中某些部分。于是对图象的理解和分析包括了把图象中感兴趣的物体分割出来、检测此物体各项特征并用某种方式描述它，进一步还包括了对图象内容的分类、识别和理解[2]。图象分割是把图象中感兴趣的区域与图象中各种物体目标相对应。全面理解图象中所包括的全部信息应包括分区分割和对各区的描述。目前可能理解图象的方法只限于信息中部分特征，如灰度差别、局部纹理差别、彩色差别、形状差别、局部统计特征或局部区域的频谱特征的差别等成熟技术表征的特征[3]。 电力设备种类繁多，行业特点明显。近年来有些电力部门在电力设备的管理方面也采用了对设备拍摄数字图像记录设备信息的管理形式，针对存在问题的分析，根据实际需求，变电站设备信息管理系统以覆盖电力系统变电站设备信息为基本考虑，以信息资源网络化管理为重要手段，以即时图片信息为主体，兼顾功能的扩充和完善，以提高变电站设备信息管理水平为主要目的[4]。 电力设备图像检索系统作用主要有:(1)从拍摄的图像中分辨设备的类别,判断设备的运行状况,观察设备的新旧程度;(2)前后对比使用,将同一设备的历史图像和当前图像进行对照,观察变化情况;(3)从图像的附加信息中得知设备的型号、所在地点、使用年限等参数。最初这些图像以文件的形式存储在电脑硬盘上，管理者只能逐个浏览，随着图像数量的逐渐增多,从中寻找目标图像非常困难,于是将设备图像及其参数信息一起存储到图像数据库中[5]，如果能从容量巨大、品种繁多的电力设备图像数据库中快速检索出目标设备图像，则可以大大提高电力部门的工作效率。 1.2 图像检索技术的国内外现状 传统的图像检索技术是基于文本的检索技术，其检索信息来源于与图像相关的文本信息，如图像的获取日期、文件名、标引词等。换句话说，图像库只有经过标引之后才能成为可检索信息。于是，对图像的查询变成了基于文本的查询，这种方法的特点是简单易行，但存在几个根本的问题影响对图像信息的有效使用。 首先，文字描述只是一种特定的抽象，图像所表现出来的丰富内容是很难用文字表现出来的。图像的获取日期、文件名、标引词等虽然可以提供有用的索引线索，但都不能完全抓取图像的视觉信息。事实上，图像内容带给人的信息是多方面的，人们是通过图像的内容特征比如颜色、纹理、目标形状、分布位置等来记忆图像的，没有人是仅借助标号、文件名来记忆图像的[6]。 其次，图像标引存在很大的主观性，不同的观察者或同一个观察者在不同条件下对同一幅图像有不同的描述，因而文本标注不够客观，可能会出现用户输入的关键词和数据库中的关键词不一致或该关键词根本不存在的情况，这将造成查询的失败。 另外，目前对图像的标引仍由人工完成，随着图像数据的来源越来越广泛，数量越来越大，这种费时费力的方法犹如杯水车薪，不能满足日益增长的需要。 为了解决以上问题，就需要全面、客观地来提取图像内容。事实上，人们利用图像不仅仅是利用其视觉质量，更重要的是利用其视觉内容，所以只有根据内容进行检索才可能有效地获得所需的视觉信息。例如，商标是否雷同主要看商标的图案，仅仅靠商标的文字标签是不能解决问题的，把商标的图案信息提取出来才可能有效地比较不同的商标[7]。 由上可见，只有根据图像的内容来检索，才可能有效地获取所需要的信息，同时只有在掌握图像内容的基础上，图像数据库中的信息才可以得到有效的管理。基于内容的图像检索技术就是在这样的需求下被逐步重视起来的。基于内容的图像检索技术涉及数学、心理学等学科，涉及图像处理、计算机、数据库等信息技术，是一个极富挑战性的研究课题。 CBIR是一门有关信息检索的新技术，基于内容的图像检索是图像特征相似性匹配检索，系统内的图像标识是图像特征描述，检索线索是一目了然的图像示例或图像示例特征描述，输入为图像示例