KR100349673B1 - 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법에 관한 것으로, 고차원의 특징량 벡터로부터 그 특징량을 대표할 수 있는 대표값을 추출하여, 검색대상이 되는 데이터베이스의 특징량 범위를 한정함으로써, 효율적인 검색속도 및 검색효율을 제공할 수 있는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법을 제공하기 위하여, 특징 추출부가 질의영상 특징량을 추출하는 제 1 단계; 검색범위 한정부가 상기 질의영상 특징량을 수신하여 적어도 하나 이상의 대표값을 추출하는 제 2 단계; 상기 검색범위 한정부가 상기 질의영상과 유사도 계산을 위해 상기 대표값으로부터 소정 범위내의 대표값을 적어도 하나 이상의 후보집합을 선정하는 제 3 단계; 상기 검색범위 한정부가 상기 적어도 하나 이상의 후보집합을 비트 배열의 형태로 구성하는 제 4 단계; 상기 검색범위 한정부가 복수의 비트 배열로 구성된 적어도 하나 이상의 후보집합에 비트와이즈 앤드연산을 수행하여, 최종검색 후보집합을 구성하는 제 5 단계; 및 유사도 평가부가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색하는 제 6 단계를 포함하며, 영상 검색 시스템 등에 이용됨.
Description
본 발명은 영상 검색 방법에 관한 것으로, 특히 대표값을 이용하여 검색대상이 되는 데이터베이스 특징량의 범위를 한정함으로써, 검색범위를 효과적으로 줄이고, 검색속도를 현저하게 향상 시킬 수 있는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 검색 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 영상 데이터베이스에는 각 영상에 적절한 주석을 기입히고, 상기 텍스트 정보를 이용하여 원하는 정보를 검색하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 많은 양의 데이터를 대상으로 주석을 기입하는 작업은 매우 번거롭고 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 주석의 내용이 주석을 기입한 작업자의 주관에 편중되어 주석자의 관점과 최종 사용자의 관점이 일치하지 않은 경우, 검색이 용이하지 않은 문제가 있다.
이에 따라 종래에는 영상 자체가 가지는 특징, 예를들면 색깔, 모양 및 질감등의 특징을 이용하여 원하는 영상을 검색하는 내용기반 영상 검색방법이 널리 사용되고 있다.
상기한 바와 같은 종래의 영상 검색 방법은, 데이터베이스에 저장되는 영상으로부터 색깔, 모양 및 질감등의 영상내용과 관련된 특징량을 추출하여 저장하고, 질의영상이 주어지면 질의영상과 같은 특징량을 추출하여, 데이터베이스에 저장된특징량과 순차적으로 비교하는 방식을 사용한다.
그러나, 데이터베이스의 크기가 커짐에 따라, 상기한 바와 같은 순착적인 유사도 계산에 필요한 시간이 오래걸려 효율적인 응답속도를 얻을 수가 없었다.
상기한 바와 같은 종래의 영상 검색 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 텍스트형 데이터를 위한 B+ tree 색인구조 및 벡터행태의 데이터를 위한 R* tree, X Tree 또는 TV tree등이 구조가 제안되어 사용되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 색인구조를 사용하는 영상 검색방법은, 차원이 낮은 영상에서는 효율적인 검색이 가능하나, 차원의 수가 높아질수록 데이터의 중복이 심해져 검색속도 및 검색효율이 저하되고, 유사도 계산이 단순히 유클리드 거리로 제한되는 문제가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 고차원의 특징량 벡터로부터 그 특징량을 대표할 수 있는 대표값을 추출하여, 검색대상이 되는 데이터베이스의 특징량 범위를 한정함으로써, 효율적인 검색속도 및 검색효율을 제공할 수 있는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 시스템의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 데이터베이스 구축부의 일실시예 상세 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법에 대한 일실시예 처리 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 검색범위 한정에 대한 개념도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : 특징 추출부 102 : 데이터베이스 구축부
104 : 영상 데이터베이스 106 : 검색범위 한정부
108 : 유사도 평가부 200 : 대표값 추출부
202 : 정렬부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 영상 검색 시스템에 적용되는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법에 있어서, 특징 추출부가 질의영상으로부터 질의영상 특징량을 추출하는 제 1 단계; 검색범위 한정부가 상기 질의영상 특징량을 수신하여 적어도 하나 이상의 대표값을 추출하는 제 2 단계; 상기 검색범위 한정부가 영상 데이터베이스에서 상기 질의영상과 유사도 계산을 위해 상기 대표값으로부터 소정 범위내의 대표값을 적어도 하나 이상의 후보집합을 선정하는 제 3 단계; 상기 검색범위 한정부가 상기 적어도 하나 이상의 후보집합을 비트 배열의 형태로 구성하는 제 4 단계; 상기 검색범위 한정부가 복수의 비트 배열로 구성된 적어도 하나 이상의 후보집합에 비트와이즈 앤드연산을 수행하여, 최종검색 후보집합을 구성하는 제 5 단계; 및 유사도 평가부가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색하는 제 6 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 마이크로 프로세서를 구비한 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 장치에, 특징 추출부가 질의영상으로부터 질의영상 특징량을 추출하는 제 1 기능; 검색범위 한정부가 상기 질의영상 특징량을 수신하여 적어도 하나 이상의 대표값을 추출하는 제 2 기능; 상기 검색범위 한정부가 영상 데이터베이스에서 상기 질의영상과 유사도 계산을 위해 상기 대표값으로부터 소정 범위내의 대표값을 적어도 하나 이상의 후보집합을 선정하는 제 3 기능; 상기 검색범위 한정부가 상기 적어도 하나 이상의 후보집합을 비트 배열의 형태로 구성하는 제 4 기능; 상기 검색범위 한정부가 복수의 비트 배열로 구성된 적어도 하나 이상의 후보집합에 비트와이즈 앤드연산을 수행하여, 최종검색 후보집합을 구성하는 제 5 기능; 및 유사도 평가부가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색하는 제 6 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
첨부된 도 1 은 본 발명이 적용되는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 시스템의 일실시예 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 시스템은, 질의영상 및 입력영상으로부터 영상특징량을 추출하는 특징 추출부(101)과, 상기 영상특징량으로부터 대표값을 추출하고 대표값을 정렬된 리스트에 저장하는 데이터베이스 구축부(102)과, 상기 데이터베이스 구축부(102)에서 정렬된 대표값 및 입력영상을 저장하는 영상 데이터베이스(104)와, 상기 특징 추출부(101)에서 추출된 질의영상의 질의특징량으로부터 대표값을 추출하고 상기 영상 데이터베이스(104)내에 정렬된 대표값 리스트와 비교하여 검색범위를 한정하는 검색범위 한정부(106)과, 상기 검색범위 한정부(106)에서 최종적으로 한정된 검색후보집합에 속하는 특징량과 질의특징량의 유사도를 계산하여 원하는 영상을 검색하는 유사도 평가부(108)를 구비한다.
첨부된 도 2 는 본 발명이 적용되는 데이터베이스 구축부의 일실시예 상세구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 데이터베이스 구축부는, 상기 특징 추출부(101)로부터 영상특징량을 수신하여 하나 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출부(200)와, 상기 대표값 추출부(200)로부터 대표값을 수신하여 정렬하는 정렬부(202)를 구비한다. 여기서, 상기 대표값 추출부(200)는, 하기 「수학식1」 에 도시된 대표값 정의식을 이용하여 영상특징량으로부터 정의가능한 임의의 스칼라 값으로 대표값을 표현한다.
(단, Ri는 i번째 대표값이고, F는 특징량 벡터, f는 특징량 벡터로부터 Ri를 구하는 함수이다)
또한, 상기 정렬부(202)는, 상기 대표값 추출부(200)에서 추출된 대표값 Ri와 영상특징량 벡터 F의 포인터를 Ri값에 따라 정렬된 상태로 데이터베이스에 저장한다.
이제, 첨부된 도 3 을 참조하여 본 발명에 따른 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법에 대한 일실시예 처리 흐름도이다.
먼저, 특징 추출부(101)가 질의영상으로부터 질의영상 특징량을 추출하고(300), 검색범위 한정부(102)는 상기 질의영상 특징량을 수신하여 상기 질의영상 특징량으로부터 하나 이상의 대표값 Rq을 추출하고(302), 영상 데이터베이스(104)에서 상기 질의영상과 유사도 계산을 위한 다수의 후보집합을 선정한다(304). 여기서, 상기 다수의 후보집합은 상기 질의영상 특징량의 대표값 Rq을 중심으로 소정 범위내에 속하는 대표값을 가지는 영상이다.
상기 검색범위 한정부(102)는 상기 선정된 다수의 후보집합을 비트 배열(bit array)의 형태로 구성한다. 여기서, 상기 비트 배열은 각 비트가 상기 영상 데이터베이스(104)내의 특징량 벡터와 1대1로 매칭되도록 구성된다.
그리고, 상기 검색범위 한정부(102)는 복수의 비트 배열로 구성된 다수의 후보집합에 비트와이즈(bitwise) 앤드(AND)연산을 수행하여 최종검색 후보집합을 구성하고(308), 유사도 평가부(108)가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색한다(310).
첨부된 도 4 는 본 발명에 따른 검색범위 한정에 대한 개념도로서, 도면에서 "F"는 질의영상 특징량을 나타내고, "Rq"는 질의영상 특징량의 대표값을 나타내며, "정렬된 대표값 리스트"는 상기 영상 데이터베이스(104)에 저장된 입력영상의 대표값 리스트이다. 즉, 질의영상 특징량 Rq를 중심으로 소정범위 즉,가 검색범위가 되는것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 고차원의 특징량 벡터로부터 그 특징량을 대표할 수 있는 대표값을 추출하여, 검색대상이 되는 데이터베이스의 특징량 범위를 한정함으로써, 효율적인 검색속도 및 검색효율을 제공할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 영상 검색 시스템에 적용되는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법에 있어서,특징 추출부가 질의영상으로부터 질의영상 특징량을 추출하는 제 1 단계;검색범위 한정부가 상기 질의영상 특징량을 수신하여 적어도 하나 이상의 대표값을 추출하는 제 2 단계;상기 검색범위 한정부가 영상 데이터베이스에서 상기 질의영상과 유사도 계산을 위해 상기 대표값으로부터 소정 범위내의 대표값을 적어도 하나 이상의 후보집합을 선정하는 제 3 단계;상기 검색범위 한정부가 상기 적어도 하나 이상의 후보집합을 비트 배열의 형태로 구성하는 제 4 단계;상기 검색범위 한정부가 복수의 비트 배열로 구성된 적어도 하나 이상의 후보집합에 비트와이즈 앤드연산을 수행하여, 최종검색 후보집합을 구성하는 제 5 단계; 및유사도 평가부가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색하는 제 6 단계를 포함하는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계는,하기 「수학식」으로 표현되는 대표값 정의식에 의해 영상특징량으로부터 정의가능한 대표값을 추출하는 것을 특징으로 하는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법.(수학식 1)(단, Ri는 i번째 대표값이고, F는 특징량 벡터, f는 특징량 벡터로부터 Ri를 구하는 함수이다)
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 후보집합은,상기 질의영상 특징량의 대표값을 중심으로 소정 범위내에 속하는 대표값을 가지는 영상인 것을 특징으로 하는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 비트 배열은,각 비트가 상기 영상 데이터베이스내의 특징량 벡터와 1대1로 매칭되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 방법.
- 마이크로 프로세서를 구비한 고차원 영상특징량의 대표값을 이용한 영상 검색 장치에,특징 추출부가 질의영상으로부터 질의영상 특징량을 추출하는 제 1 기능;검색범위 한정부가 상기 질의영상 특징량을 수신하여 적어도 하나 이상의 대표값을 추출하는 제 2 기능;상기 검색범위 한정부가 영상 데이터베이스에서 상기 질의영상과 유사도 계산을 위해 상기 대표값으로부터 소정 범위내의 대표값을 적어도 하나 이상의 후보집합을 선정하는 제 3 기능;상기 검색범위 한정부가 상기 적어도 하나 이상의 후보집합을 비트 배열의 형태로 구성하는 제 4 기능;상기 검색범위 한정부가 복수의 비트 배열로 구성된 적어도 하나 이상의 후보집합에 비트와이즈 앤드연산을 수행하여, 최종검색 후보집합을 구성하는 제 5 기능; 및유사도 평가부가 상기 질의영상 특징량과 최조검색 후보집합의 특징량의 유사도를 평가하여 질의영상에 대응되는 영상을 검색하는 제 6 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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