一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法
2023-09-18 15:22:00 1
一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法
【專利摘要】一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，包括以下步驟：步驟1：輸入待檢索圖像；步驟2：求解所有圖像的隨機稀疏編碼；步驟3：計算自相關矩陣；步驟4：解優化問題，通過特徵譜分解求解所有圖像的低維嵌入；步驟5：在低維空間中，計算待檢索圖像與資料庫圖像的歐氏距離，升序排序，所述歐式距離與相似性負相關；步驟6：輸出升序排序後的圖像。本發明運用相對比較約束和隨機稀疏編碼提供了一種檢索精度高、檢索速度快的大規模醫學圖像檢索方法。
【專利說明】—種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大規模醫學圖像檢索方法。
【背景技術】
[0002]圖像檢索技術指的是從圖像資料庫中檢索與輸入圖像相似的圖像列表的技術。已有的技術包含三個主要分支:基於文本的圖像檢索技術、基於內容的圖像檢索技術、以及綜合考慮文本和內容的技術。基於文本的技術的局限性表現在文本標註時的主觀傾向和語義局限性。基於內容的檢索技術是當前研究的主流技術，但是存在幾點挑戰:(1)對於不同細分領域的圖像，沒有普遍適用的方法；(2)特徵選擇是一個長期難以解決好的關鍵問題；
[3]選擇何種相似性度量方法；(4)針對海量圖像大數據，圖像檢索系統是否能夠快速響應。在這些問題中，最難以解決的是特徵選擇問題和相似性度量問題，也是長期受到關注的話題。綜合考慮文本和內容的技術擁有了更多的信息量，但是對問題的解決程度依然存在提聞的空間。
[0003]已有技術的缺陷在於進行特徵選擇時主要憑領域經驗，如採用灰度直方圖作為特徵、採用紋理作為特徵等等，相似性的度量方法一般也是憑經驗，難以找到足夠的理由，通用性差。
【發明內容】
[0004]為了克服已有醫學圖像檢索方法的檢索精度較低、速度較慢的不足，本發明通過運用「相對比較約束」和隨機稀疏編碼，提供了一種提高檢索精度、提升檢索速度的基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0006]一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟1:輸入待檢索圖像；
[0008]步驟2:求解所有圖像的隨機稀疏編碼；
[0009]對所有圖像進行預處理，得到等大的灰度二維圖像；
[0010]將每幅灰度二維圖像的灰度值，看成一個列向量，用T表示一個d行η列的矩陣，其中每列表示一幅圖像的所有像元的灰度值，其中η代表圖像的總數。用B表達一個d行m列的基矩陣，每列表示一個基向量，每個基向量表達的是一幅隨機選擇的圖像的所有像元的灰值；用C表達一個m行η列的編碼係數矩陣，它是待求解的參量；隨機稀疏表達希望最小化I |T-BC| |，在已知T和B的前提下求解C，並且要求矩陣C中的每列元素中絕大多數的值為O ;
[0011]步驟3:計算自相關矩陣；
[0012]當求得隨機稀疏編碼矩陣C後，令
【權利要求】
1.一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，其特徵在於:所述方法包括以下步驟: 步驟1:輸入待檢索圖像； 步驟2:求解所有圖像的隨機稀疏編碼 對所有圖像進行預處理，得到等大的灰度二維圖像； 將每幅灰度二維圖像的灰度值，看成一個列向量，用T表示一個d行η列的矩陣，其中每列表示一幅圖像的所有像元的灰度值，其中η代表圖像的總數，用B表達一個d行m列的基矩陣，每列表示一個基向量，每個基向量表達的是一幅隨機選擇的圖像的所有像元的灰值；用C表達一個m行η列的編碼係數矩陣，它是待求解的參量；隨機稀疏表達希望最小化IT 一 BC| I，在已知T和B的前提下求解C，並且要求矩陣C中的每列元素中絕大多數的值為O ; 步驟3:計算自相關矩陣 當求得隨機稀疏編碼矩陣C後，令
2.如權利要求1所述的一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，其特徵在於:所述步驟2中，編碼係數通過如下表達式計算:
3.如權利要求1或2所述的一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，其特徵在於:所述步驟(4.1)中，相對約束矩陣Q的取值過程:設定兩個與Q等大的方陣P和H，其所有元素的初值設定為O，在專家標註的時候，給定一對相對比較約束:圖像i和圖像j之間的相似度比圖像i和圖像k之間的相似度更大，則設定Pij — Pij+1, Pji — Pji+1,Hik — Hik+1, Hki — Hki+1，最後 Q 由 P-H 給出。
4.如權利要求3所述的一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，其特徵在於:所述步驟(4.3)中，β的取值必須小於特徵方程如
5.如權利要求1或2所述的一種基於隨機稀疏編碼的大規模醫學圖像檢索方法，其特徵在於:所述步驟5中，首先求解待檢索圖像與所有資料庫圖像在k維空間中的歐氏距離，按照距離的大小升序排列資料庫中的圖像，計算距離的時間複雜性為O (n)，排序時可採用堆排序法，維護一個包含k個節點的堆，總的時間複雜性為O (nlog(k))。
【文檔編號】G06F17/30GK103678551SQ201310651989
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】李建元, 溫曉嶽, 沈英桓, 章步鎬, 曾浩 申請人:銀江股份有限公司