基于多標(biāo)簽學(xué)習(xí)的圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注研究

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1、基于多標(biāo)簽學(xué)習(xí)的圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注研究ResearchofTheAutomaticImageAnnotationBasedOnMultipleLabelLearning姓2013年6月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：易糧沙7多年

2、6月肛日學(xué)1立論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)I刪嗲必江蘇大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書(shū)館、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)電子雜志社有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致，允許論文被查閱和借閱，同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本論文編入《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》并向社會(huì)提供查詢(xún)，授權(quán)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)電子雜志社將本論文編入《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》并向社會(huì)提供查詢(xún)。論文的公布(包括刊登)授權(quán)江蘇大學(xué)研究生處辦理。本學(xué)位論文屬于保密口，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。不保密團(tuán)。

3、學(xué)位論文作者簽名：瀝＼，名很沙乃年占月億日將獅繇移金∥D年／6月f易Et江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著多媒體數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和推廣、存儲(chǔ)成本的降低、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的增長(zhǎng)，各種多媒體數(shù)據(jù)如圖像、視頻等飛速膨脹逐漸成為信息的主流，并對(duì)人們的生活和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。圖像是視頻的的基礎(chǔ)，在多媒體數(shù)據(jù)管理中占有重要的地位，如何有效的管理這些大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)成了擺在人們面前的需要亟待解決的問(wèn)題，“語(yǔ)義清晰"是大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)管理的重要前提，因此圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注的研究成為了相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。圖像語(yǔ)義的自動(dòng)標(biāo)注本質(zhì)上是一個(gè)學(xué)習(xí)問(wèn)題，即根據(jù)圖像的視覺(jué)內(nèi)容推導(dǎo)出圖像的語(yǔ)義

4、標(biāo)簽。因此，各種機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)推理技術(shù)都應(yīng)用于圖像標(biāo)注的研究中，并在不斷的深化和推進(jìn)。然而，由于圖像標(biāo)注中“語(yǔ)義鴻溝"以及“多標(biāo)簽”問(wèn)題的影響，現(xiàn)有方法的標(biāo)注性能仍有待進(jìn)一步提高。本文圍繞圖像標(biāo)注的多標(biāo)簽特點(diǎn)，集中利用多標(biāo)簽的相關(guān)性和共現(xiàn)性知識(shí)，針對(duì)多標(biāo)簽特性帶來(lái)的數(shù)據(jù)稀疏、噪聲數(shù)據(jù)集以及語(yǔ)義多標(biāo)簽的無(wú)序性等問(wèn)題開(kāi)展研究，在多標(biāo)簽數(shù)據(jù)集的轉(zhuǎn)化、語(yǔ)義多標(biāo)簽的排序、圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)等方面進(jìn)行了新的嘗試，并取得了一定的效果。本文主要工作如下：(1)提出了一種新的多標(biāo)簽數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化方法RAPC-W：針對(duì)現(xiàn)有多標(biāo)簽數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化方法無(wú)法有效利用標(biāo)簽間的語(yǔ)義相關(guān)性和共現(xiàn)

5、性知識(shí)以及轉(zhuǎn)化后得到的數(shù)據(jù)集存在數(shù)據(jù)稀疏和噪聲數(shù)據(jù)集的問(wèn)題，提出了一種新的多標(biāo)簽數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化方法RAPC—W(RankingByAllPairwiseComparisionBasedWordNet)，該方法將標(biāo)簽對(duì)從原始的兩對(duì)擴(kuò)展到四對(duì)，增加了劃分后數(shù)據(jù)集的規(guī)模。另外，引入了外部數(shù)據(jù)源WordNet，較好地考慮了標(biāo)簽語(yǔ)義相關(guān)性和共現(xiàn)性知識(shí)，一定程度上過(guò)濾掉了語(yǔ)義不相關(guān)的標(biāo)簽組合，更好的保留了原始數(shù)據(jù)集的信息，降低了噪聲數(shù)據(jù)集對(duì)基分類(lèi)器訓(xùn)練的不良影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法是有效可行的。(2)提出了一種新的語(yǔ)義多標(biāo)簽排序算法：語(yǔ)義標(biāo)簽的排序結(jié)果也是圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注

6、結(jié)果正確與否的重要參考指標(biāo)，針對(duì)當(dāng)下圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注中語(yǔ)義標(biāo)簽排序不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提出了一種新的多標(biāo)簽排序算法，該算法利用判別分類(lèi)技術(shù)中用到的基分類(lèi)器，根據(jù)劃分后數(shù)據(jù)集的規(guī)模給予每一個(gè)基分類(lèi)器一定的權(quán)值，最后利用該權(quán)值對(duì)每個(gè)基分類(lèi)器輸出的語(yǔ)義標(biāo)注結(jié)果進(jìn)行投票，從基于多標(biāo)簽學(xué)習(xí)的圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注研究而實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)義標(biāo)簽的排序。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法是有效的。(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)：語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注技術(shù)的研究在多媒體數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域具有十分重要的理論意義與應(yīng)用前景。為了充分展示本文所提方法的標(biāo)注性能及其應(yīng)用價(jià)值。本文在以上所提兩個(gè)算法的基礎(chǔ)上，參照多馬爾可

7、夫隨機(jī)場(chǎng)的圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注模型(MultipleMarkovRandomField，MMRF)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)，通過(guò)交互式的圖像語(yǔ)義標(biāo)注模型的訓(xùn)練與標(biāo)注演示，充分展示了該標(biāo)注系統(tǒng)優(yōu)越的標(biāo)注性能。關(guān)鍵字：圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注，多標(biāo)簽學(xué)習(xí)，RAPC．W，語(yǔ)義標(biāo)簽排序，圖像語(yǔ)義自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)II江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTW池thedevelopmentofdigitalmultimediatechnologyandpopularization，reducestoragecosts．thegrowthofthetransmissionba

8、ndwidthofnetwork，allkindsofmultim