【摘要】：隨著科技的發(fā)展,近年來圖像及視頻數(shù)據(jù)量呈爆炸性增長,同時(shí)對此類數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用需求也在迅猛增加。其中,從圖像與視頻數(shù)據(jù)中獲取信息是一個(gè)重要的基礎(chǔ)工程,相比起計(jì)算機(jī),人類在信息感知方面有著先天的優(yōu)勢。人類能夠迅速而精準(zhǔn)地識別出圖像與視頻中的內(nèi)容,提取重要信息并快速總結(jié),而計(jì)算機(jī)在這方面目前仍沒有快速而準(zhǔn)確的模型。在計(jì)算機(jī)硬件性能快速提升,大數(shù)據(jù)處理與云計(jì)算高速發(fā)展的如今,人們希望機(jī)器能夠像人一樣處理海量圖像與視頻數(shù)據(jù),由此誕生了視覺顯著性分析檢測模型的研究。視覺顯著性模型即是通過建立計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型來模擬人類的視覺系統(tǒng),從而在給定的圖像與視頻數(shù)據(jù)中提取人類普遍關(guān)注的重點(diǎn)。此類重點(diǎn)即為顯著性區(qū)域,它們能直觀地代表人類在觀察圖像與視頻時(shí)獲取信息的位置與特征。當(dāng)前對于視覺顯著性模型的構(gòu)建主要基于圖像中自底向上的低層特征,并通過融合高級別特征加以改進(jìn)。在分析模型與數(shù)據(jù)時(shí),主要使用熱力圖等可視化方法進(jìn)行直觀展示與對比。相關(guān)研究領(lǐng)域方面,顯著性特征已在圖像理解,圖像描述生成等技術(shù)中得到了應(yīng)用。視覺顯著性研究領(lǐng)域的研究存在著諸多挑戰(zhàn)與困難。首先從數(shù)據(jù)信息的角度出發(fā),吸引人們關(guān)注的特征是未知的,這就需要我們從經(jīng)驗(yàn)的角度出發(fā),探索需要建立的模型應(yīng)該包含何種特征,同時(shí)各種特征對于人眼關(guān)注度的影響程度也是未知的,需要通過具體的分析與實(shí)驗(yàn)來區(qū)分其權(quán)重。再者,視覺顯著性數(shù)據(jù)的獲取過程包括圖像的選取以及人眼跟蹤記錄,對數(shù)據(jù)的觀測與篩選。每一項(xiàng)的時(shí)間與成本開銷都比較大,數(shù)據(jù)量增加的如今,我們需要探索更加合適的方法來獲取數(shù)據(jù),并通過可視化設(shè)計(jì)來合理展現(xiàn)與分析數(shù)據(jù)。最后,視覺顯著性與諸多機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究存在交集,尤其是與圖像描述所具有的重大關(guān)聯(lián)性,探索視覺顯著性與圖像描述的內(nèi)在聯(lián)系,將顯著性特征應(yīng)用于增強(qiáng)圖像描述生成模型之中是一個(gè)具有重要價(jià)值和挑戰(zhàn)性的問題。本文旨在利用國內(nèi)外已有的研究基礎(chǔ)上展開研究,針對現(xiàn)有視覺顯著性數(shù)據(jù)與模型方面的不足和難點(diǎn),通過研究數(shù)據(jù)特點(diǎn),不同級別上的特征,構(gòu)建新的視覺顯著性模型。同時(shí)本文在視覺顯著性數(shù)據(jù)的展現(xiàn)方式,即可視化方法,以及與其它領(lǐng)域的相關(guān)性方面進(jìn)行了研究與探索。本文的主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)內(nèi)容如下:1.提出了一種針對自然場景圖像的視覺顯著性模型,該模型可以檢測并預(yù)測自然場景圖像的視覺顯著性區(qū)域。模型在傳統(tǒng)的圖像底層特征的基礎(chǔ)上,引入了自然場景的結(jié)構(gòu)信息作為特征,通過多核學(xué)習(xí)將多種特征進(jìn)行融合,構(gòu)建了在自然圖像方面優(yōu)于傳統(tǒng)方法的視覺顯著性模型。在構(gòu)建模型的基礎(chǔ)上,本文提出了一個(gè)全新的基于自然圖像的視覺顯著性數(shù)據(jù)庫,為視覺顯著性模型的研究和構(gòu)建提供幫助和參考。2.提出了一種新的應(yīng)用于視頻視覺顯著性數(shù)據(jù)的可視化方法。該方法結(jié)合傳統(tǒng)的二維熱力圖與掃描路徑方法,通過Space Time Cube將視頻數(shù)據(jù)在三維空間上進(jìn)行展示,同時(shí)捆綁二維投影數(shù)據(jù)與度量標(biāo)準(zhǔn),在時(shí)空維度整體展現(xiàn)了視頻的視覺顯著性數(shù)據(jù),方便了視覺顯著性數(shù)據(jù)的分析與理解。3.提出了針對視覺顯著性與圖像描述的相關(guān)性分析。本文在大量數(shù)據(jù)的分析前提下,展現(xiàn)了視覺顯著性與圖像描述在不同級別的特征中的相關(guān)度與區(qū)別,同時(shí)提出了兩種用于描述語句與視覺關(guān)注度分析的算法。最后提出了一種模型建立方法對視覺顯著性與圖像描述相關(guān)度進(jìn)行分析與預(yù)測。本文通過上述研究,完成了基于視覺顯著性的模型建立,數(shù)據(jù)分析,以及相關(guān)領(lǐng)域的結(jié)合分析等工作,提供了相應(yīng)的研究結(jié)果,論證并評估了所提出方法的可用性和有效性,為視覺顯著性領(lǐng)域的研究提供了重要的參考價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2320165