面向高维图像特征匹配的多次随机子向量量化哈希算法

为了解决高维图像特征的高效匹配问题,提出一种新的基于多次随机子向量量化哈希(MRSVQH)的索引算法.该算法根据随机选择的若干子向量的L2范数对特征向量进行量化,并根据量化值对特征向量进行散列,构建出哈希索引结构;为了提高搜索精度,类似的哈希索引结构被多次构建.搜索时仅考察与查询向量有相同哈希值的特征向量集合,缩减了搜索范围.实验数据表明,与经典的BBF和LSH算法相比,MRSVQH算法在图像特征的最近邻搜索精度和搜索速度方面都有较大的性能提升,在图像匹配和图像检索的应用中具有优势.     

一种时间序列相似匹配新算法

为提高时间序列相似匹配的精度和效率，提出一种基于小波包变换的时间序列相似匹配算法．首先利用小波包可对信号进行精细分析的特点，对时间序列进行维数约简，用变换后的低频系数和部分高频均值系数作为特征向量表示原始序列；然后用多维索引结构R树存储这些特征向量，将欧几里德距离作为相似尺度，在此基础上实现了范围查询和k近邻查询，对电力负荷时间序列数据的仿真实验结果表明了算法的有效性。     

PCPF:一种面向多媒体数据库中高维向量匹配的并行索引结构

提高特征向量的匹配效率是将高维局部特征运用于多媒体数据检索的关键.面向多核处理器架构,提出一种新的PCPF索引以及PCPF并行构建与并行查询匹配算法.PCPF并行构建算法通过量化特征向量构建近似向量空间上的高维索引结构,并进行空间划分并行构建多个子索引分支;PCPF并行查询匹配算法利用优先队列在邻近子分支上并行过滤得到...     

一种新型高效全文检索引擎的设计

为了改善常规存储方式模糊查询性能较低的问题,提出一种针对大文本文档数据的高效模糊查询方法。通过对文档建立倒排索引,将索引以及部分文档信息提取到内存中以降低磁盘输入和输出(Input/Output, I/O)。根据内存中的倒排索引和数据库中主键形成的映射查询数据,然后通过相关度算法对这些数据进行排序,并以字典树作为搜索提示,实现高效的全文检索。实验结果表明：与ElasticSearch使用相同词集时,随着测试数据量的变化,所设计的全文检索引擎的查询效率是ElasticSearch效率的80～1 200倍,其效率优势随着数据量增加呈现反比例关系变化,并且在17 919条文档数据下,其内存占用不超过2.5 GB,适合用于海量文档数据检索。     

基于多媒体图像数据的查询检索

本文对多媒体图像数据提出一套较灵活的存储、索引查询方式。针对多媒体数据库信息查询通用性的问题，构建了一个较为集成的特征库。针对高维数据查询效率问题，将基于内容、颜色、距离和形状的匹配算法与FNN算法及查找聚类重心的加速检索算法集成于查询检索引擎IRE，使查询更高效、应用更广泛。     

HBase中基于时空特征的监测视频大数据关联查询研究

针对传统的时空索引构建、维护困难且实时查询效率低等问题,首先提出基于HBase的时空索引构造方法。该方法采用HBase作为监测视频大数据时空特征索引结构,通过Z填充曲线对空间特征进行降维存储,并利用时间、空间和属性特征之间的关联及依赖规则来安排rowkey索引键,可有效解决传统的时空索引构建、维护困难的缺陷。此外,针对传统的时空索引实时查询效率低的问题,进一步提出了基于Z曲线的时空关联查询算法,该算法对查询空间计算Z值范围和建立空间划分子集,利用划分后的时空特征进行列索引查询得到候选数据集并反查HBase索引表完成关联查询。实验结果表明,与传统的R树索引算法相比,提出的基于HBase的时空索引构造方法索引插入效率更高,提出的基于Z曲线的时空关联查询算法能够快速高效地处理时空关联查询。     

基于F&B索引的XML查询处理算法

XML已成为信息交换和表示的标准.对XML数据的查询将返回满足特定约束的XML节点子集.对于大文件的XML数据的查询处理通常分为两步:1.为该XML数据建立一个索引;2.在索引上完成查询处理无需访问源文档.XML索引为查询处理提供了高效的帮助,其中F&B索引是已知的处理分枝查询最小的索引,但快速创建F&B索引和利用F&B索引完成查询处理的算法却很少有人研究.提出了一种素数序列标记法,这种标记法不仅有助于快速地建立F&B索引,更可以高效地完成F&B索引上的查询处理.此外,还给出了F&B索引上的区间标记法与CCPI的创建过程,这两种编码创建过程无需在建立F&B索引后二次创建,仅需与F&B索引创建过程一起对文档使用SAX解析器分析一次即可得到.这样,可以在F&B索引的区间标记法上使用TwigStack算法执行查询处理,在F&B索引的CCPI标记法上使用关联路径连接算法执行查询处理.还给出了基于素数序列标记法的查询处理算法,即素数整除匹配算法,该算法可以高效地判定某节点是否有某分枝子结构.实验表明基于素数序列标记法的F&B索引创建方法比SAM算法快,在多个数据集F&B索引上素数整除匹配算法优于关联路径连接算法和Twi...     

基于子向量距离索引的高维图像特征匹配算法

图像局部不变特征已经成功地应用在计算机视觉当中的许多领域,而如何快速有效地匹配高维图像局部特征向量是解决这类问题的关键步骤。提出了一种新的基于子向量距离索引的高维特征向量匹配算法,将高维空间中最近邻搜索问题转化为一维索引值的查找和局部搜索问题,在保证较高的搜索精度的同时大大提高了搜索速度。大量的图像匹配和图像检索实验验证了该算法的有效性。     

基于子向量距离索引的特征匹配算法的改进

在解决高维向量的搜索问题方法中,基于子向量距离索引的向量匹配算法iSVD拥有较好的搜索精度和效率。但是,该算法计算复杂度仍然较高,在实际应用中会受到限制。针对该问题,引入关键维选取方法,对iSVD算法进行改进。该方法首先将特征向量划分为多个子向量;再通过某种筛选方法,选出部分子向量代替原特征向量,进而创建索引值;最后利用索引值进行最近邻搜索。该方法能够将相似性较小的特征向量进行有效的区分,且可以进一步缩小最近邻搜索的搜索范围。实验结果表明,该算法能够在保持良好搜索精度的同时,提高匹配的正确率,缩短匹配时间,具有较好的实用性。     

基于双向参考索引的大规模人体运动数据库的检索

因为运动特征数据的高维复杂性,采用非线性的Isomap流形学习的降维算法来对运动特征数据进行降维,为了能让Isomap方法处理训练数据集之外的数据,通过学习主成分特征核函数逼近降维结果,以扩展传统Isomap的局限性.在运动数据降维之后,为大规模运动捕获数据库建立一种双向参考索引(DRI),在检索过程中索引用来排除绝大部分与查询例子无关的运动数据,这样运动检索中的相似度的计算通过索引被缩小到一个小范围候选数据集合中,避免了大量不必要的匹配开销,从而提高了检索的效率.     

关系数据库中海量要素存储的分区优化研究

目前,关系数据库中的分区技术应用相当广泛,但是用分区策略管理海量要素图层数据的存储与索引没有比较系统的技术方法。采用不同管理方式、不同分区粒度、不同索引方式及其组合的分区技术来系统地管理海量空间图层数据,进一步研究了不同的分区粒度及索引方式对查询效率的影响,并通过实验验证了关系数据库中的分区技术对海量要素图层数据的存储与管理具有优化作用。结果表明,在不使用分区键作为查询条件时,分区粒度越大查询效率越高;使用分区键作为查询条件时,本地分区索引查询效率更高等。利用合理的分区方案使得海量要素图层数据存储和管理得以优化,对矢量大数据的存储和管理研究具有重要意义,为更好地应用分区技术来解决实际遇到的存储与检索效率问题提供决策支持。     

ＰＣＣＳ部分聚类分类：一种快速的Ｗeb文档聚类方法

ＰＣＣＳ是为了帮助Ｗeb用户从搜索引擎所返回的大量文档片中筛选出自已所需要的文档,而使用的一种对Ｗeb文档进行快速聚类的部分聚类分法,首先对一部分文档进行聚类,然后根据聚类结果形成类模型对其余的文档进行分类,采用交互式的一次改进一个聚类摘选的聚类方法快速地创建一个聚类摘选集,将其余的文档使用Ｎaive-Bayes分类器进行划分,为了提高聚类与分类的效率,提出了一种混合特征选取方法以减少文档表示的维数,重新计算文档中各特征的熵,从中选取具有最大熵值的前若干个特征,或者基于持久分类模型中的特征集来进行特征选取,实验证明,部分聚类方法能够快速,准确地根据文档主题内容组织Ｗeb文档,使用户在更高的术题层次上来查看搜索引擎返回的结果,从以主题相似的文档所形成的集簇中选取相关文档。     

应用多索引加法量化编码的近邻检索算法

目的 海量图像检索技术是计算机视觉领域研究热点之一,一个基本的思路是对数据库中所有图像提取特征,然后定义特征相似性度量,进行近邻检索。海量图像检索技术,关键的是设计满足存储需求和效率的近邻检索算法。为了提高图像视觉特征的近似表示精度和降低图像视觉特征的存储空间需求,提出了一种多索引加法量化方法。方法 由于线性搜索算法复杂度高,而且为了满足检索的实时性,需把图像描述符存储在内存中,不能满足大规模检索系统的需求。基于非线性检索的优越性,本文对非穷尽搜索的多索引结构和量化编码进行了探索新研究。利用多索引结构将原始数据空间划分成多个子空间,把每个子空间数据项分配到不同的倒排列表中,然后使用压缩编码的加法量化方法编码倒排列表中的残差数据项,进一步减少对原始空间的量化损失。在近邻检索时采用非穷尽搜索的策略,只在少数倒排列表中检索近邻项,可以大大减少检索时间成本,而且检索过程中不用存储原始数据,只需存储数据集中每个数据项在加法量化码书中的码字索引,大大减少内存消耗。结果 为了验证算法的有效性,在3个数据集SIFT、GIST、MNIST上进行测试,召回率相比近几年算法提升4%~15%,平均查准率提高12%左右,检索时间与最快的算法持平。结论 本文提出的多索引加法量化编码算法,有效改善了图像视觉特征的近似表示精度和存储空间需求,并提升了在大规模数据集的检索准确率和召回率。本文算法主要针对特征进行近邻检索,适用于海量图像以及其他多媒体数据的近邻检索。     

基于径向基神经网络的立体匹配算法*

针对双目视觉中的图像立体匹配问题,提出了一种基于径向基神经网络的立体匹配算法。该算法提取图像的尺度不变特征变换（SIFT）特征建立特征匹配矩阵,对特征匹配向量进行约简,最后将约简的特征匹配向量输入径向基神经网络进行识别输出。仿真和实际图像实验表明,该算法的匹配正确率比标准的SIFT有所到提高。     

二值化的SIFT特征描述子及图像拼接优化

目的 针对SIFT算法计算复杂度高、存储开销大和近几年提出的BRIEF（binary robust independent elementary features）、ORB（oriented BRIEF）、BRISK（binary robust invariant scalable keypoints）和FREAK（fast retina keypoint）等二进制描述子可区分性弱和鲁棒性差的问题,提出基于SIFT的二进制图像局部特征描述子。方法 首先,对传统SIFT的特征空间和特征向量分布在理论和实验上进行分析,在此基础上结合二进制特征描述子的优势对SIFT进行改进。不同于传统的二进制特征描述子,本文算法对传统SIFT特征向量在每一维上的分量进行排序后,以该特征向量的中值作为量化阈值,将高维浮点型SIFT特征向量转化成位向量得到二进制特征描述子。并使用易于计算的汉明距离代替欧氏距离度量特征点间的相似性以提高匹配效率。然后,在匹配阶段将二进制特征描述子分为两部分并分别对其进行匹配,目的是通过初匹配剔除无效匹配特征点来进一步缩短匹配时间。最后,对提出的量化算法的可区分性及鲁棒性进行验证。结果 该量化算法在保持SIFT的较强的鲁棒性和可区分性的同时,达到了低存储、高匹配效率的要求,解决了SIFT算法的计算复杂度高、二进制描述子鲁棒性和可区分性差的问题。此外,在匹配阶段平均剔除了77.5%的无效匹配特征点,减少了RANSAC（random sample consensus）的迭代次数。结论 本文提出的量化算法可用于快速匹配和快速图像拼接中,提高匹配和拼接效率。     

穿戴式跌倒检测中特征向量的提取和降维研究

穿戴式跌倒检测中老年人特征属性过多会造成维数灾难,影响后续跌倒检测精度。针对此问题,首先采用时域分析法提取初始特征向量集,然后用提出的改进核主成分分析算法（IKPCA）对特征向量进行降维,从而获得优质的特征向量集,使得后续的分类具有更好的效果。IKPCA算法首先利用I-RELIEF算法对初始特征向量集进行特征选择,然后计算跌倒特征向量的信息度量和相似度度量,最后根据跌倒特征向量的相似度度量剔除无效的跌倒特征向量。IKPCA算法不但保持核主成分分析算法（KPCA）较好的降维能力,而且扩充了较好的分类能力。利用真实的数据集进行实验,对比分析表明,相比其他算法,IKPCA算法能够得到更优质的特征向量数据集。     

基于KD-Tree搜索和SURF特征的图像匹配算法研究

针对图像匹配时进行特征检测和匹配的搜索时间长的问题,文章研究了基于KD-Tree搜索和SURF特征的图像匹配算法。该算法首先提取得到图像的SURF特征并生成特征描述向量,然后为这些特征描述向量建立KD-Tree索引,最后通过计算每个特征点的与其距离最近的若干个KD-Tree上的最近邻点,完成特征匹配工作。实验结果表明,与SIFT算法相比,SURF算法进行特征检测的速度要快2～3倍;与全局最近邻搜索相比,基于KD-Tree索引的近似最近邻搜索大大减少了计算量,较大地提高了SURF算法的匹配速度。     

基于信息熵的子图匹配算法

子图查询是指输入一个图数据库和查询子图,输出图数据库中包含查询子图的图集合,它广泛应用于社会网、生物网和信息网的查询应用中。目前的子图查询算法大多采用静态消耗测算模式,此类测算模式在图中点数和连接边数呈指数分布时,会在少数节点上花费较多时间遍历其邻节点,导致查询算法效率低下。根据信息熵在信息度量中的作用,将条件信息熵作为启发式匹配的依据,提出了基于信息熵的子图匹配算法。实验表明,基于信息熵的子图匹配算法具有更高的查询效率,且在指数分布的数据集上效果更明显。