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1、西 安 邮 电 大 学 毕 业 设 计（论 文）题 目： 基于情感图像检索系统的设计与实现 院 （系）： 计算机学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计科1004班 学生姓名： 任宁宁 导师姓名： 刘伟 职称： 副教授 起止时间： 2013年09月25 日至2014 年 06 月 02日 毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文基于情感图像检索系统的设计与实现是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和
2、资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。 论文作者签名： （签字）时间： 年 月 日指导教师签名： （签字）时间： 年 月 日西 安 邮 电 大 学毕 业 设 计 (论文) 任 务 书 学生姓名： 任宁宁 指导教师： 刘伟 职称： 副教授学院： 计算机学院 专业： 计算机科学与技术 题目： 基于情感图像检索系统的设计与实现 一、任务与要求图像中含有情感信息，不同的图像会唤起人类不同的情感。将图像情感语义特征应用到图像检索中，使图像检索的结果更加符合人类对图像的自然描述、理解和需求，是一个有着学术和应用价值的问题。本题目是基于内容的图像检索（CBIR）应用系统的设计，目标是用Matlab（或
3、其他开发平台，如C#、Java）开发出能够满足用户提出的情感色彩检索要求的检索算法以及对应的图像检索实验平台。通过本设计可以较为熟练的掌握图像处理程序设计方法，并对图像处理和图像检索技术有一定的了解。具体的任务包括：（1）根据所给的情感数据库以及自行从因特网上下载的图像构造一个实验数据库，数据库中包含经过若干被试主观评估、打分整理后的情感语义图像（数据库中包含“静感”和“动感”两类语义图像）。（2）采用“线条方向直方图”作为特征描述情感语义（“静感”和“动感”两类语义）。（3）采用K-NN和BP神经网络用于图像语义分类。（4）设计出情感图像检索原型系统。 要求开发出的程序满足正确性和执行效率的
4、要求，并在上述（1）中构建的图像数据库上完成计算机算法验证实验。要求同学完成毕业设计后应提交相应的毕业设计文档（如毕业设计论文等）以及可在Windows平台下运行的情感图像检索原型系统程序。二、参考资料1 Rafael C. Gonzalez 等著，阮秋琦等译. Digital Image Processing（中文版名：数字图像处理）M. 北京：电子工业出版社，2003.2 Kherfi M L，Ziou D，Bernardi A. Image Retrieval From the World Wide Web：Issues，Techniques，and SystemsJ. ACM Comp
5、uting Surveys，2004，36（1）：35-67. 3 章毓晋. 基于内容的视觉信息检索M. 北京：科学出版社，2003. 4 庄越挺等著. 网上多媒体信息分析与检索M. 北京：清华大学出版社，2002. 5 刘伟. 图像检索中若干问题的研究D. 杭州：浙江大学，2007. 6 王上飞，王煦法. 图像情感检索研究的进展与展望J. 电路与系统学报，2005，10（4）：102-110.7 王伟凝，余英林. 图像的情感语义研究进展J. 电路与系统学报，2003，8（5）：101-109. 8 王伟凝，余英林，张剑超. 基于线条方向直方图的图像情感语义分类J. 计算机工程，2005，31
6、（11）：7-9.三、主要仪器及材料所需硬件设备为安装有Windows XP及以上操作系统的台式计算机一台。该计算机安装有Matlab 2008或以上版本软件（或其他开发平台软件）、Microsoft Word字处理软件（或具有相似功能的其他软件）、ACDSee图像浏览软件（或具有相似功能的其他软件）。四、 工作计划（时间进度）1) 2013年10月9日-12日：开始选题，制订计划。 2) 2013年10月12日：启动科研训练，明确要求。 3) 2013年10月1日-27日：课题调研，文献查阅，完成开题报告。4) 2013年10月30日前各专业负责人审查本专业指导教师的任务书。5) 2013年
7、11月1日-8日：完成开题报告的撰写工作、准备开题报告答辩工作6) 2013年11月7日：开题报告答辩。7) 11月15日前（第十二周）学生将开题报告（定稿）上传至毕设管理系统中。8) 2013年11月2日-下学期开学前两周：准备资料，迎接中期检查。9) 2014年3月13日：中期检查。10) 2014年3月13日-2014年5月28日：毕业论文的设计与实现。11) 2014年5月30日：毕业论文查重。12) 2014年6月4日：终期验收。13) 2014年6月11日：毕业设计答辩。西安邮电大学毕业设计(论文)开题报告 计算机学院 院（系） 计算机科学与技术 专业 10 级 04 班课题名称：
8、 基于情感图像检索系统的设计与实现 学生姓名： 任宁宁 学号： 04101118 指导教师： 刘 伟 报告日期： 2013年11月02 日 1.本课题所涉及的问题及应用现状综述随着计算机技术和网络技术特别是因特网技术的发展，以及近年来消费型电子产品（如数码相机、带拍照功能的手机、电子摄像机等）的普及，使得数字图像等多媒体数据的规模急剧膨胀，每天都有巨量的数字图像产生、发布和共享。如何从浩如烟海的图像信息中及时、高效地寻找所需要的图像成为一个需要迫切解决的问题。基于内容的图像检索问题正是在这样一个背景下提出。目前的商用Web图像搜索引擎，如Google和百度都是采用和文本搜索类似的技术路线，即采
9、用Web网页中与图像关联的文字信息（即图像标签文字）来完成搜索任务。这样的方法带来的问题是：（1）搜索精度有限。因为和用户输入的关键字匹配的网页图像标签文字并不一定能很好地描述图像本身的“内容”；（2）无法实现“以图搜图”功能。即根据图像而不是文字来搜索图片。“以图搜图”功能具有重要的应用价值。基于内容的图像检索（content-based image retrieval，CBIR）是有望解决上述问题的关键技术。图像检索是属于图像分析的一个研究领域。其目的是在给定查询参数（如查询图像）的前提下，依据内容信息或指定查询标准，在图像数据库中搜索并查找出符合查询条件的相应图像。 心理学研究表明，图像
10、中含有情感信息，不同的图像会唤起人类不同的情感。如何有效地模拟人观察图像后所引起的情感感觉，并使用带有感情色彩的语义表述图像，是一个具有很大挑战性的前沿课题。“动感”和“静感”是一对人类常有的情感，本设计使用图像的低层特征来对艺术图像进行“动感”和“静感”的分类，并在此基础上实现情感图像检索，这是一个有益的探索工作。而当今的绝大多数基于内容的图像检索系统主要是对图像的多维物理特征进行相似性匹配查询，对于用户的爱好、情感等主观或感性化的因素考虑较少。因此我们引入了情感计算这个概念，情感计算的目的是通过赋予计算机识别、理解、表达和适应人的情感的能力来建立和谐的人机环境。另一方面，视觉信息是人类从客
11、观世界获得信息的主要来源，人向外界获取的信息中，视觉成分约占总数的80%，图像则是视觉感知的结果和表现形式。随着多媒体技术的迅速发展，数字图象处理中的一个重要研究方向是使计算机能够模仿人的感觉和需求来处理和理解图像。因此情感图像检索将从用户的情感需求出发，探索高层次的用户情感和低层次的图像特征之间的联系，建立交互式动态的情感图像检索模型。目前情感图像检索主要涉及以下四个方面的研究内容：1）定义图像的感性特征（图像元数据），即抽取图像中较容易引起用户情感变化的特征；2）定义用户情感信息的描述方式（印象语元数据），即用户用来表达心理的形容词（也称为印象语，Impression Words）在计算机
12、中的处理和表达方式；3）计算图像感性特征与用户情感需求之间的语义相关性，即建立用户高层次的情感信息和图像低层次的感性特征之间的联系，也即建立情感用户模型（Affective User Model）；4）通过学习机制，根据用户的不同，自适应调整情感用户模型，提高检索的准确性，即个性化情感用户模型。 在图像检索系统的早期应用有日本的“Art Museum”和“IQI系统”，能够使用印象词（impressionwords）如（自然的、优雅的、华丽的等）检索图画；最近的Bianchi-Berthouz的K-agent图像检索系统，比一般的系统更注重用户的情感需求；还有Chile大学正在研制的TEXRE
13、T系统，希望使用类似人类感觉的定性描述来检索纹理图像21；意大利的Colombo等还在图像情感研究的基础上，还进行了视频图像的语义检索研究，用于广告、电视等视频检索5。 除此之外， 图像的情感研究在设计系统中也得到了应用，日本色彩与设计研究所推出的Image Analyst LE系统，能根据用户的性别、年龄、职业及用户性格的调查，运用已有的颜色研究成果，找到的适合用户的风格（如自然的netural、优雅的elegant、别致的chic）和色彩搭配（米黄、草绿、浅褐色、浅灰等），最后给出用户所需的服装、居住环境、消费用品的颜色设计方案；南京航空航天大学苑寅秋根据配色方案评判模型以及色彩情感效应的
14、量化研究，将针对机电产品色彩构成，本着“回归人本”的现代设计主题，将专家系统技术引入到几点产品色彩设计领域，研制了面向机电产品的色彩设计专家系统（MCSES），实现了推荐配色方案及方案预览功能。北京航空航天大学的陈斌证明了图象的分形维数与情感特性具有一定关系，并根据这种关系，提出了用计算机自动产生和谐分布图案的算法。2.本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析(1)情感图像检索的背景、目的和意义；(2)情感图像数据库的构建；实验收集中了包括油画、水粉画、中国画等在内的彩色艺术图像200 幅，请5 位年龄在2025 岁的男女大学生参与，每人都对图像的动感作出评估，将图像分别用0，1，2 表示，其中0 表示“静感”图像，2 表示“动感”图像，而1 表示中间类，表示图像介于静感和动感之间，我们在试验中将1类从图像库中去除。最后得到若干幅图像，其中“静感”类图片若干张，“动感”类图片若干张。这些实现起来工作量比较大，需要细心认真，总体来时比较容易构建。（3）
