顏色直方圖柄值的量化方法
2023-12-07 22:38:06 4
專利名稱：顏色直方圖柄值的量化方法
技術領域：
本發明涉及用作多媒體檢索目的移動圖片或圖像數據的特徵信息的顏色直方圖的柄(bin)值的量化方法，尤其涉及為了利用預定位元(bit)表示直方圖柄值的顏色直方圖柄值量化方法，其中顏色直方圖的柄值的量化區域非均勻地設置，且隨著柄值趨向於零，在非均勻設置量化區域中更精細地執行均勻量化。
背景技術：
隨著基於內容的多媒體檢索技術的發展，決定檢索性能的多媒體特徵的研究已活躍地進行。
在最流行的檢索引擎中，全局和局部顏色信息、紋理信息等用於圖像檢索。其中，顏色信息是圖像檢索中最重要的。因而，更有效的顏色特徵已在開發中，且開發更有效的顏色空間的努力也已做出。
顏色直方圖最廣泛地用作顏色信息。顏色直方圖是表示多媒體數據，比如圖像的顏色分布的信息，且柄的數目由怎樣量化顏色空間確定。
儘管柄值通常表示為小數(fraction)，但它也可利用比小數表示空間小的N位元表示，以獲得更好的性能和空間效率。例如，眾所周知，如果利用八位元表示柄值，即，在0和1之間的小數值用256個數字表示，那麼就可以節約空間而不使性能有任何降低。
在量化方法中，有標準量化方法(normalized quantizing method)和非標準量化方法。根據標準量化方法，在0和1之間的值被均勻劃分和量化。同時，根據非標準量化方法，該值被非均勻地劃分和量化。
非標準量化方法可以獲得比標準量化方法或小數表示更高的性能。例如，重要柄值的區域被精細地劃分，沒有劃分容量(divisioncapability)的值的區域很少被劃分，從而增強量化性能。
例如，在直方圖的情況下，由於多數柄值小於0.2，所以大於0.2的柄值區域被精細地劃分是沒有意義的。在低於該閾值的值中，頻率隨著值趨向零而增加。圖1表示上述特徵。因而，隨著柄值趨向零，越精細地執行量化越有效。另外，柄值中的「零」與柄值中的「非零」的意義大大不同。換言之，0和0.1之間的差可與0.1和0.5之間的差的大差異進行分析，這表示與該柄對應的顏色是否存在，從而具有與它是大還是小不同的意義。
因而，可以非常有效地使用利用非標準量化方法的柄值量化。
然而，在利用顏色直方圖的多媒體搜索的情況下，存在代表柄值的位元數目的空間效率問題。如果位元的數目對於非均勻量化區域是均勻分配的，那麼表示能力(representation capability)在較不重要區域和較重要區域中降低。相應地，存在一種增強檢索性能和利用少量位元表示柄值的技術的需求。另外還存在一種對影響多媒體檢索性能的柄值「零」被當作有意義的值的量化技術的需求。
發明內容
因而，本發明旨在提供一種顏色直方圖的柄值的量化方法，其基本消除因背景技術的局限和缺點所造成的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供一種在利用比如顏色直方圖的直方圖的多媒體檢索中的顏色直方圖的柄值的量化方法，其中通過利用少量位元表示柄值而使空間效率提高，並且檢索性能也得到改善。
本發明的另一個目的是提供一種在利用比如顏色直方圖的直方圖的多媒體檢索中的顏色直方圖的柄值的量化方法，其中優化的位元數目考慮到直方圖特徵進行分配，表示量化值的能力增強，且檢索性能改善。
本發明的另一個目的是提供一種在利用比如顏色直方圖的直方圖的多媒體檢索中的顏色直方圖的柄值的量化方法，其中較接近零的值被更精細地量化，以增強表示量化值的能力，且柄值「零」被當作有意義的值，從而改善檢索性能。
本發明的其它優點、目的和特徵將在附後的說明書中部分地提出，本領域普通技術人員在隨後的驗證後將部分地明白，或者可從本發明的實踐中獲知。本發明的目的和其它優點可通過在所撰寫的說明書及其權利要求書以及附圖中所特別指出的結構實現和獲得。
為實現這些目的和其它優點並根據本發明的目的，如在此所體現和廣泛描述的一樣，提供一種顏色直方圖的柄值的量化方法，其包括步驟(a)利用N個閾值將柄值劃分為N+1個區域；以及(b)隨著區域更接近於零，均勻地和更精細地劃分和量化劃分的區域。
在本方法中，利用N個閾值將柄值劃分為N+1個區域，並且隨著區域更接近於零，劃分的區域被均勻地和更精細地劃分和量化，以表示柄值。根據本發明，柄值由少量位元表示，柄值的量化考慮了當柄值趨向零時頻率的增加，從而增強了檢索性能和表示量化值的能力，且在柄值表示中的空間效率得到改善。
應該理解，本發明的上述一般描述和隨後的詳細描述都是示範性和解釋性的，並用於提供對所要求保護的本發明的進一步解釋。
附圖，包括在內以提供本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，說明本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。圖中圖1為表示相對於柄值的柄數目的百分率分布的示意圖；圖2為表示根據本發明的柄值的量化方法的視圖；以及圖3為根據本發明的柄值的示意量化表。
具體實施例方式
現在詳細描述本發明的優選實施例，其實例在附圖中說明。只要可能，相同的附圖標記將在整個附圖中用於表示相同或相似的部分。
在根據本發明的顏色直方圖的柄值的量化方法中，柄值利用N個閾值劃分為N+1個區域。在劃分的區域中，更接近於「零」的區域如任取的整數一樣多地更精細地均勻劃分，然後量化。
在本發明的實施例中，N個閾值中的第一閾值設置為零或幾乎為零。N+1個區域中的第一個區域被當作一個值。數目N為5，且閾值th1、th2、th3、th4和th5分別設置為0.000000001、0.037、0.08、0.195和0.32。
在本發明的實施例中，第一區域(≤th1)被當作一個值；第二區域(＞th1並≤th2)被均勻地劃分為25級；第三區域(＞th2並≤th3)被均勻地劃分為20級；第四區域(＞th3並≤th4)被均勻地劃分為35級；第五區域(＞th4並≤th5)被均勻地劃分為35級；以及最後區域(＞th5)被均勻地劃分為140級，從而柄值用256級表示。
圖2為表示根據本發明的柄值的量化方法的視圖。
參見圖2，為了量化柄值，利用五個閾值th1、th2、th3、th4和th5(在N＝5的情況下)。由於N+1＝6，所以柄值劃分為總共六個區域。
在圖2中，除第一區域(≤th1)以外的其餘五個區域再與預定整數一樣多地均勻地劃分以量化整個柄值。此處，第一閾值(th1)為零或近似為零的任意值。等於或小於閾值th1的第一區域(≤th1)意味著與該柄對應的顏色的存在。因此，等於或小於第一閾值th1的區域不再被劃分，而是由一個柄值表示。
其餘五個區域，即，第二區域(＞th1並≤th2)、第三區域(＞th2並≤th3)、第四區域(＞th3並≤th4)、第五區域(＞th4並≤th5)和第六區域(＞th5)被與預定整數一樣多地均勻地劃分。在本發明的實施例中，五個閾值th1、th2、th3、th4和th5分別設置為0.000000001、0.037、0.08、0.195和0.32。
此處，劃分六個區域的方法將描述如下。如上所述，第一區域(≤th1)以一個值表示；第二區域(＞th1並≤th2)被均勻地劃分為25級並以25個值表示；第三區域(＞th2並≤th3)被均勻地劃分為20級並以20個值表示；第四區域(＞th3並≤th4)被均勻地劃分為35級並以35個值表示；第五區域(＞th4並≤th5)被均勻地劃分為35級並以35個值表示；以及最後區域(＞th5)被均勻地劃分為140級並以140個值表示。
如上所述，對於由五個閾值th1、th2、th3、th4和th5非均勻地劃分的六個區域的各個區域，柄值被均勻地劃分並以256個值表示。這表示柄值可以以八個位元表示。換言之，柄值利用八個位元以256個值表示。
在圖3中，表示根據五個閾值的六個區域和相應的值。
如圖3所示，在以預定位元表示直方圖的柄值的量化中，N個閾值被定義以將柄值劃分為N+1個區域，且各區域被與預定整數一樣多地均勻地劃分。隨著區域更接近零，區域被更精細地劃分。N個閾值中最鄰近零的第一閾值被分配給零或近似為零的無窮小。最接近於零的第一區域不劃分，而是以一個柄值表示。因而，通過用少量位元表示柄值，空間效率增強，且檢索性能也得到改善。
柄值的量化考慮了當柄值趨向零時頻率的增加，從而增強了表示量化值的能力，且「零」被當作有意義的值，從而改善了檢索性能。
如圖3所示，隨著通過N個非均勻閾值thn劃分的區域更接近於零，相應區域的寬度更小於那些不接近於零的區域。換言之，thn+1-thn＜thn+2-thn+1(1≤n≤N)。
特別地，根據本發明，利用五個閾值th1、th2、th3、th4和th5，直方圖的柄值被劃分為六個區域。五個閾值th1、th2、th3、th4和th5分別設置為0.000000001、0.037、0.08、0.195和0.32。第一區域(≤th1)表示為一個值，第二區域(＞th1並≤th2)、第三區域(＞th2並≤th3)、第四區域(＞th3並≤th4)、第五區域(＞th4並≤th5)和最後區域(＞th5)分別被均勻地劃分為25級、20級、35級、35級和140級。換言之，柄值以256個值表示。這意味著柄值可以利用八位元表示。
對本領域技術人員來說，明顯地，本發明中可做出各種改進和變化。因此，只要它們落入所附的權利要求書及其等同的範圍內，本發明就覆蓋本發明的這些改進和變化。
權利要求
1.顏色直方圖的柄值的量化方法，該方法包括步驟(a)利用N個閾值將柄值劃分為N+1個區域；以及(b)對於更接近於零的區域，與預定整數一樣多地均勻地和更精細地劃分和量化劃分的區域。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中N個閾值中的第一閾值為零或近似為零。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中N+1個區域中的第一個區域被當作一個值。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中閾值的數目N為5，且N個閾值按如下設置第一閾值(th1)為0.000000001；第二閾值(th2)為0.037；第三閾值(th3)為0.08；第四閾值(th4)為0.195；以及第五閾值(th5)為0.32。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中閾值的數目N為5；第一區域(≤th1)被當作一個值；第二區域(＞th1並≤th2)被均勻地劃分為25級；第三區域(＞th2並≤th3)被均勻地劃分為20級；第四區域(＞th3並≤th4)被均勻地劃分為35級；第五區域(＞th4並≤th5)被均勻地劃分為35級；以及第六區域(＞th5)被均勻地劃分為140級，從而柄值用總共256級表示，其中th1、th2、th3、th4和th5為閾值，且th1≤th2≤th3≤th4≤th5。
6.顏色直方圖的柄值量化方法，該方法包括步驟(a)利用N個閾值將視頻或圖像數據的直方圖的柄值非均勻地劃分為N+1個區域；以及(b)隨著區域更接近於零，均勻地和更精細地表示劃分的區域的柄值。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，其中最接近零的第一區域不被劃分，而是由一個柄值表示。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，其中與預定整數一樣多地均勻地劃分除最接近於零的第一區域以外的其餘區域，並表示柄值。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，其中通過N個非均勻的閾值(thn)劃分區域，較接近於零的區域的寬度小於不接近於零的區域的寬度，(thn+1-thn＜thn+2-thn+1(1≤n≤N))。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，其中區域被N個閾值非均勻地劃分，且各非均勻劃分的區域被均勻劃分，柄值以八位元、256個值表示。
全文摘要
本發明涉及顏色直方圖的柄(bin)值的量化方法。本發明的方法包括步驟利用N個閾值將bin值劃分為N+1個區域；以及隨著區域更鄰近零，通過預定整數均勻地和更精細地劃分和量化劃分的區域。利用閾值將柄值劃分為六個區域。閾值(th1、th2、th3、th4和th5)分別設置為0.000000001、0.037、0.08、0.195和0.32。第一區域(≤th1)被當作一個值，第二區域(＞th1並≤th2)、第三區域(＞th2並≤th3)、第四區域(＞th3並≤th4)、第五區域(＞th4並≤th5)和最後區域(＞th5)分別被均勻地劃分為25級、20級、35級、35級和140級。換言之，柄值以256個值表示。
文檔編號G06K9/46GK1703727SQ200380101034
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月2日 優先權日2002年10月7日
發明者金賢俊, 李振秀 申請人:Lg電子有限公司