KR20130059058A - Preprocessing apparatus for query image and searching image in content based image retrieval using sketch query and methof therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서 스케치 질의를 통해 이미지 검색을 수행할 경우에 대하여, 검색 성능의 향상을 위한 스케치 질의 및 데이터 이미지의 전처리 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a preprocessing device and a method of preprocessing a query image and an image to be searched, and more particularly, to a sketch query for improving the search performance when performing an image search through a sketch query in a content-based image searcher. A method and apparatus for preprocessing data images.
이미지, 비디오 등 멀티미디어 서비스의 수요가 증가하고 휴대용 멀티미디어 기기가 보편적으로 보급되면서 방대한 양의 멀티미디어 데이터를 관리하고 소비자가 원하는 컨텐츠를 빠르고 정확하게 찾아내 제공하는 효율적인 멀티미디어 검색 시스템의 필요성도 커지고 있다. As the demand for multimedia services such as images and videos increases and portable multimedia devices are widely used, there is an increasing need for an efficient multimedia retrieval system that manages a large amount of multimedia data and quickly finds and provides contents desired by consumers.
이런 동향에 따라 최근 이미지를 기반으로 하여 유사 이미지를 검색하는 CBIR(Contents-Based Image Retrieval) 기술이 많은 주목을 받고 있다. 기존의 텍스트 기반 이미지 검색은 검색 대상 데이터베이스 이미지에 텍스트 형태의 태그를 부여하고, 사용자가 입력한 검색어와 부합하는 태그를 갖는 이미지를 추출하는 방식이다. 이 방법은 방대한 양의 이미지에 연관된 태그를 붙이는 작업이 필요할 뿐만 아니라 시각적 정보를 담고 있는 이미지를 텍스트만으로 표현하는 것이 어렵다는 점 때문에 사용자의 요구를 완전히 충족시키기 어려운 단점이 있다. Recently, a lot of attention has been paid to CBIR (Contents-Based Image Retrieval) technology for searching similar images based on images. Conventional text-based image retrieval is a method of assigning a text-type tag to a searched database image and extracting an image having a tag that matches a search word input by a user. This method is not only required to tag a large amount of images, but also has difficulty in fully satisfying the needs of users because it is difficult to express images containing visual information only by text.
반면, CBIR의 경우 텍스트가 아닌 이미지 자체를 쿼리로 사용하기 때문에 번거로운 이미지 태깅 작업을 필요로 하지 않으며 텍스트만으로 표현하기 어려운 시각적인 묘사를 통해 검색이 가능하기 때문에 사용자에게 더욱 다양한 검색 서비스를 제공할 수 있다. 특히, 쿼리 이미지로서 사용자가 직접 그린 스케치를 사용하는 기술을 스케치 기반 이미지 검색(Sketch-Based Image Retrieval) 이라고 하는데, 이 기술은 최근 태블릿 PC 및 스마트 폰 등의 간단하 스케치를 그릴 수 있는 터치패드를 활용한 모바일 멀티미디어 기기의 보급으로 인해 많은 주목을 받고 있다. CBIR, on the other hand, uses the image itself rather than text as a query, which eliminates the need for cumbersome image tagging and enables search through visual depictions that are difficult to express with text alone. have. In particular, a technique that uses a sketch drawn by a user as a query image is called Sketch-Based Image Retrieval, which recently used a touch pad that can draw simple sketches such as tablet PCs and smartphones. The popularity of mobile multimedia devices has attracted much attention.
한편, 스케치 기반 영상 검색 기술과 관련해서는, 정보과학회논문지: 소프트웨어 및 응용 제 30 권 제 8 호(2003.8), "스케치 질의를 통한 웹기반 영상 검색과 분류 시스템"(이하, '선행문헌')에 일부 공개되어 있다. On the other hand, in relation to sketch-based image retrieval technology, the Journal of KIISE: Software and Applications, Vol. 30, No. 8 (2003.8), "Web-Based Image Retrieval and Classification System through Sketch Query" Some are public.
선행문헌에 따른 장치는, 영상을 분류하여 영상의 높은 단계의 의미 정보를 언고, 검색 시 검색 공간을 줄여 빠른 검색이 가능하며, 스케치 질의를 통해 사용자가 원하는 영상을 적극적으로 나타내도록 구현된다.The apparatus according to the prior art classifies images, freezes the semantic information of the high level of the images, reduces the search space when searching, and enables quick searching, and actively displays the images desired by the user through a sketch query.
또한, Sketch-Based Image Retrieval(SBIR) 기술은 CBIR과 달리 검색에 사용할 이미지를 준비할 필요 없이 사용자가 즉석에서 그려 넣을 수 있기 때문에 좀더 편리하게 이용할 수 있다는 장점이 있다. SBIR의 응용분야는 미술품 검색, 이미지 특허 보호나 몽타주를 이용한 용의자 얼굴 검색 등 다양하며 주로 인터넷 쇼핑몰 등의 구매 카탈로그 검색으로 많이 사용될 것으로 예상된다. Also, unlike CBIR, Sketch-Based Image Retrieval (SBIR) technology has the advantage of being more convenient because users can draw on the fly without having to prepare an image for search. SBIR's application fields are diverse, such as art search, image patent protection, and suspect face search using montage.
SBIR 기술을 사용하여 이미지 검색을 동작시킬 경우, SBIR 시스템은 사용자가 터치 패드나 태블릿 등으로 작성한 의류 스케치 이미지를 입력으로 받아 시맨틱 정보를 추출하고, 이미지 데이터베이스에서 유사한 시맨틱 정보를 가진 이미지들을 선별해 검색 결과로 보여줄 수 있다. 이렇게 스케치를 통한 이미지 검색이 가능해진다면 검색결과와 같은 이미지들을 찾기 위해서 사용자가 입력한 같은 특정 용어를 기억할 필요 없이 머릿속에 떠오르는 이미지로부터 그려낸 스케치만으로 원하는 이미지를 찾을 수 있다. SBIR이 CBIR에 비해 응용에 있어 더 편리하고 유용한 반면 그에 따른 단점도 존재한다. 스케치 이미지는 일반 이미지에 비해 훨씬 적은 정보를 포함하고 있기 때문에 이것으로부터 의미를 추출해내고 비슷한 이미지를 찾아내는 것이 더욱 어렵다.When using SBIR technology to operate an image search, the SBIR system takes as input a garment sketch image created by the user with a touch pad or tablet, extracts semantic information, and selects and retrieves images with similar semantic information from the image database. You can show it as a result. If an image can be searched through a sketch like this, the user can find the desired image using only the sketch drawn from the image that comes to mind without having to remember the same specific term entered by the user in order to find the image such as the search result. While SBIR is more convenient and useful for applications than CBIR, there are disadvantages as well. Because sketched images contain much less information than regular images, it is more difficult to extract meaning from them and find similar images.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 스케치 질의 및 데이터베이스 이미지를 변형하여 스케치 질의를 통한 이미지 검색 성능을 향상시키도록 함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve image retrieval performance through sketch queries by modifying sketch queries and database images.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치에 관한 것으로서, 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 스케치 질의 전처리부; 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 데이터베이스 이미지 전처리부; 상기 스케치 질의 전처리부 및 데이터베이스 이미지 전처리부를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정하는 유사도 측정부; 및 상기 유사도 측정부를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색하는 이미지 검색부; 를 포함한다.The present invention for achieving the technical problem relates to a pre-processing device of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query, a sketch query preprocessor for extracting image features by modifying the input sketch query ; A database image preprocessor configured to extract an image feature by modifying an image stored in a database; A similarity measurer for measuring similarity between two images processed by the sketch query preprocessor and a database image preprocessor; And an image retrieval unit for retrieving an image having a high similarity to a sketch query from the database image preprocessor based on the similarity measured by the similarity measurer. .
한편, 본 발명은 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법에 관한 것으로서, (a) 스케치 질의 전처리부가 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정; (b) 데이터베이스 이미지 전처리부가 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정; (c) 유사도 측정부가 상기 스케치 질의 전처리부 및 데이터베이스 이미지 전처리부를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정하는 과정; 및 (d) 이미지 검색부가 상기 유사도 측정부를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색하는 과정; 을 포함한다. The present invention relates to a preprocessing method of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query, comprising: (a) extracting an image feature by modifying an input sketch query; (b) extracting image features by modifying an image stored in the database by the database image preprocessor; (c) a similarity measurer measuring the similarity of the two images processed by the sketch query preprocessor and the database image preprocessor; And (d) searching for an image having a high similarity to a sketch query from the database image preprocessor based on the similarity measured by the image searcher through the similarity measurer. .
상기와 같은 본 발명에 따르면, 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서 스케치 질의를 통해 이미지 검색을 수행할 경우에 대하여, 스케치 질의 및 데이터베이스 이미지를 변형함으로써, 스케치 질의를 통한 이미지 검색 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, in the case of performing the image search through the sketch query in the content-based image searcher, by modifying the sketch query and the database image, there is an effect that can improve the image search performance through the sketch query. .
도 1 은 본 발명에 따른 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치를 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 형태학적 세선화(morphological thinning)를 이용한 스케치 질의 전처리모듈에 관한 일예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 캐니 에지 검출기(Canny edge detector)를 이용한 DB 이미지 전처리모듈에 관한 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법에 관한 전체 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정에 관한 세부 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정에 관한 세부 흐름도.1 is an overall configuration diagram conceptually showing an apparatus for preprocessing a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query according to the present invention;
2 is an exemplary view of a sketch query preprocessing module using morphological thinning according to the present invention.
3 is an exemplary view of a DB image preprocessing module using a Canny edge detector according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a preprocessing method of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query according to the present invention.
5 is a detailed flowchart of a process of extracting image features by modifying an input sketch query according to the present invention;
6 is a detailed flowchart illustrating a process of extracting image features by modifying an image stored in a database according to the present invention.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치에 관하여 도 1 내지 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. A preprocessing apparatus for a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1 은 본 발명에 따른 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치(A)를 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 스케치 질의 전처리부(100), 데이터베이스 이미지 전처리부(200), 유사도 측정부(300) 및 이미지 검색부(400)를 포함하여 이루어진다. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a pre-processing apparatus A of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query according to the present invention. As illustrated, the sketch query preprocessor 100 is illustrated. ), A database image preprocessor 200, a similarity measurer 300, and an
스케치 질의 전처리부(100)는 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이, 사용자 입력모듈(110), 스케치 질의 전처리모듈(120) 및 스케치 질의 특징 추출모듈(130)을 포함한다. The sketch query preprocessor 100 performs a function of extracting image features by deforming the input sketch query, as shown in FIG. 1, the user input module 110, the sketch query preprocessing module 120, and Sketch query feature extraction module 130 is included.
사용자 입력모듈(110)은 사용자로부터 스케치 질의를 입력받는다. The user input module 110 receives a sketch query from the user.
여기서, 스케치 질의는 마우스, 태블릿 및 터치패드 등의 각종 그래픽 입력장치로 작성한 디지털 이미지로 이루어진다. Here, the sketch query is composed of digital images created by various graphic input devices such as a mouse, a tablet, and a touch pad.
스케치 질의 전처리모듈(120)은 상기 사용자 입력모듈(110)을 통해 입력된 스케치 질의를 변형시킨다.The sketch query preprocessing module 120 transforms the sketch query input through the user input module 110.
구체적으로, 스케치 질의 전처리모듈(120)은 웨이블릿 변환 및 형태학적 세선화(morphological thinning), 형태학적 영역 채움(morphological region filling) 등의 형태학적 연산(morphological operation) 방식 등을 이용하여, 스케치 질의로부터 특징을 추출하기 전 스케치 질의를 변형 또는 개선하는 것으로서, CBIR 방법의 성능을 높일 수 있다.In detail, the sketch query preprocessing module 120 uses a morphological operation method such as wavelet transformation, morphological thinning, and morphological region filling, from a sketch query. By modifying or improving sketch queries before feature extraction, the performance of the CBIR method can be improved.
도 2 는 본 발명에 따른 형태학적 세선화(morphological thinning)를 이용한 스케치 질의 전처리모듈(120)에 관한 일예시도로서, 도시된 바와 같이 입력 이미지는 먼저 이미지 메모리에 저장되고, 저장된 이미지는 미리 정의된 구조화 성분(structuring component)을 이용한 H&M 변환기(Hit and Miss transform)를 거친다. 변환된 이미지는 다시 이미지 메모리에 피드백되고, 이 과정은 이미지의 연결 성분(connected component)의 픽셀 굵기가 1이 될 때까지 반복된다.2 is an exemplary view of a sketch query preprocessing module 120 using morphological thinning according to the present invention. As shown, an input image is first stored in an image memory, and the stored image is previously defined. The H & M transform is performed using a structured component. The converted image is fed back to the image memory, and the process is repeated until the pixel thickness of the connected component of the image becomes one.
스케치 질의 특징 추출모듈(130)은 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 스케치 질의 특징을 추출한다.
The sketch query feature extraction module 130 extracts a sketch query feature that can be clearly distinguished from other images from the feature extraction target image.
또한, 데이터베이스 이미지 전처리부(200)는 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이, 데이터베이스모듈(210), DB 이미지 전처리모듈(220) 및 DB 이미지 특징 추출모듈(230)을 포함한다. In addition, the database image preprocessor 200 performs a function of extracting image features by transforming the image stored in the database, as shown in FIG. 1, the database module 210 and the DB image preprocessor module 220. And a DB image feature extraction module 230.
데이터베이스모듈(210)은 자연영상 및 합성영상 등의 다양한 이미지를 저장하고 있다. 이때, 데이터베이스모듈(210)의 크기를 제한되어 있지 않다. The database module 210 stores various images such as natural and synthetic images. At this time, the size of the database module 210 is not limited.
DB 이미지 전처리모듈(220)은 상기 데이터베이스모듈(210)에 저장된 이미지를 변형시킨다.The DB image preprocessing module 220 transforms the image stored in the database module 210.
구체적으로, DB 이미지 전처리모듈(220)은 가우시안 필터(Gaussian filter), 라플라시안 필터(Laplacian filter), 가우시안 차(Difference of Gaussian: DoG) 및 캐니 에지 검출(Canny edge detection) 등을 이용하여, 검색 대상 이미지들을 변형 또는 개선하는 것으로서, CBIR 방법의 성능을 높일 수 있다.In detail, the DB image preprocessing module 220 uses a Gaussian filter, a Laplacian filter, a Difference of Gaussian (DoG), and Canny edge detection to search. By modifying or improving the images, it is possible to increase the performance of the CBIR method.
도 3 은 본 발명에 따른 캐니 에지 검출기(Canny edge detector)를 이용한 DB 이미지 전처리모듈(220)에 관한 일예시도로서, 도시된 바와 같이 가우시안 필터 등을 이용하여 잡음을 제거하고(Noise reduction), 에지 성분 검출을 위한 그라디언트 연산을 수행하며(gradient operation), 끊어진 에지 라인을 보간 하는 비 최대치 억제를 수행하고(non-maximum suppression), 에지 맵을 이진화하는 히스테리시스 경계화(Hysteresis thresholding)를 수행한다. FIG. 3 is an example of a DB image preprocessing module 220 using a Canny edge detector according to the present invention. As shown, noise reduction is performed using a Gaussian filter or the like. A gradient operation for edge component detection (gradient operation), non-maximum suppression for interpolating broken edge lines (non-maximum suppression), and hysteresis thresholding for binarizing edge maps are performed.
DB 이미지 특징 추출모듈(230)은 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 DB 이미지의 특징을 추출한다.
The DB image feature extraction module 230 extracts features of the DB image that can be clearly distinguished from other images from the feature extraction target image.
한편, 상기 스케치 질의 특징 추출모듈(130) 및 DB 이미지 특징 추출모듈(230)은 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 등의 방법을 사용하여 특징 추출할 수 있다.
Meanwhile, the sketch query feature extraction module 130 and the DB image feature extraction module 230 may include an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor, and an Angular partitioning of abstract image (APAI). Features can be extracted using the method of.
또한, 유사도 측정부(300)는 상기 스케치 질의 전처리부(100) 및 데이터베이스 이미지 전처리부(200)를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정한다. In addition, the
구체적으로, 유사도 측정부(300)는 SAD(Sum of Absolute Distance) 및 유클리드 거리(Euclidian distance) 등을 이용하여, 두 개의 서로 다른 이미지로부터 추출된 특징에 대한 유사도를 측정한다.
In detail, the similarity measurer 300 measures similarity with respect to a feature extracted from two different images by using a sum of absolute distance (SAD) and an euclidian distance.
그리고, 이미지 검색부(400)는 상기 유사도 측정부(300)를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)의 데이터베이스모듈(210)로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색한다. The
이때, 이미지 검색부(400)는 텍스트로 구성된 이미지 태그가 아닌, 컨텐츠 자체의 정보를 분석하여 이미지를 검색하되, 색상, 밝기 구성 등을 포함한 이미지에서 추출할 수 있는 모든 데이터, 또는 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image)를 통해 추출되는 특징정보를 이용하여 검색할 수 있다.
In this case, the
이하에서는, 본 발명에 따른 상술한 장치를 이용한, 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법에 관하여 도 4 내지 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of preprocessing a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query using the above-described apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4 는 본 발명에 따른 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 스케치 질의 전처리부(100)가 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정(S100), 데이터베이스 이미지 전처리부(200)가 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정(S200), 유사도 측정부(300)가 상기 스케치 질의 전처리부(100) 및 데이터베이스 이미지 전처리부(200)를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정하는 과정(S300) 및 이미지 검색부(400)가 상기 유사도 측정부(300)를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색하는 과정(S400)을 포함하여 이루어진다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a preprocessing method of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query according to the present invention. As shown in the drawing, the sketch query preprocessor 100 receives an input sketch query. A process of extracting image features by deforming (S100), a process of extracting image features by deforming an image stored in a database by the database image preprocessor 200 (S200), and the
이때, 제 3 과정(S300)은, SAD(Sum of Absolute Distance) 및 유클리드 거리(Euclidian distance) 등을 이용하여, 두 개의 서로 다른 이미지로부터 추출된 특징에 대한 유사도를 측정하며, 제 4 과정(S400)은, 텍스트로 구성된 이미지 태그가 아닌, 컨텐츠 자체의 정보를 분석하여 이미지를 검색하되, 색상, 밝기 구성 등을 포함한 이미지에서 추출할 수 있는 모든 데이터, 또는 특징정보를 이용하여 검색할 수 있다.
In this case, the third process S300 measures similarity with respect to features extracted from two different images using a sum of absolute distance and a Euclidian distance, and the fourth process S400. ) May search for an image by analyzing information of the content itself, not an image tag composed of text, but may search for all data or feature information that may be extracted from an image including color, brightness, and the like.
도 5 는 본 발명에 따른 제 1 과정(S100)에 관한 세부 흐름도로서, 도시된 바와 같이 사용자 입력모듈(110)은 사용자로부터 스케치 질의를 입력받으며(S110), 스케치 질의 전처리모듈(120)은 웨이블릿 변환 및 형태학적 세선화(morphological thining), 형태학적 영역 채움(morphological region filling) 등의 형태학적 연산(morphological operation) 방식 등을 이용하여, 스케치 질의로부터 특징을 추출하기 전 스케치 질의를 변형 또는 개선시키며(S120), 스케치 질의 특징 추출모듈(130)은 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 등의 방법을 이용하여, 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 스케치 질의 특징을 추출한다(S130).
5 is a detailed flowchart of a first process (S100) according to the present invention. As shown, the user input module 110 receives a sketch query from a user (S110), and the sketch query preprocessing module 120 is a wavelet. Transform or improve the sketch query before extracting features from the sketch query using morphological operations such as transformation, morphological thinning, and morphological region filling. (S120), the sketch query feature extraction module 130 extracts features using methods such as an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor and an Angular partitioning of abstract image (APAI). A sketch query feature that can be clearly distinguished from other images is extracted from the target image (S130).
도 6 은 본 발명에 따른 제 2 과정(S200)에 관한 세부 흐름도로서, 도시된 바와 같이 DB 이미지 전처리모듈(220)은 가우시안 필터(Gaussian filter), 라플라시안 필터(Laplacian filter), 가우시안 차(Difference of Gaussian: DoG) 및 캐니 에지 검출(Canny edge detection) 등을 이용하여, 상기 데이터베이스모듈(210)에 저장된 검색 대상 이미지들을 변형 또는 개선시키며(S210), DB 이미지 특징 추출모듈(230)은 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor:EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 등의 방법을 이용하여, 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 DB 이미지의 특징을 추출한다(S220).
6 is a detailed flowchart of a second process (S200) according to the present invention. As shown, the DB image preprocessing module 220 includes a Gaussian filter, a Laplacian filter, and a Gaussian difference. The Gaussian: DoG) and Canny edge detection are used to modify or improve search target images stored in the database module 210 (S210), and the DB image feature extraction module 230 performs an edge histogram descriptor. Features of a DB image that can be clearly distinguished from other images from the feature extraction target image using methods such as Edge Histogram Descriptor (EHD), Tensor field descriptor, and Angular partitioning of Abstract Image (APAI) It is extracted (S220).
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
A: 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치
100: 스케치 질의 전처리부 110: 사용자 입력모듈
120: 스케치 질의 전처리모듈 130: 스케치 질의 특징 추출모듈
200: 데이터베이스 이미지 전처리부 210: 데이터베이스모듈
220: DB 이미지 전처리모듈 230: DB 이미지 특징 추출모듈
300: 유사도 측정부 400: 이미지 검색부A: Preprocessing device for query image and searched image in content based image searcher using sketch query
100: sketch query preprocessor 110: user input module
120: sketch query preprocessing module 130: sketch query feature extraction module
200: database image preprocessor 210: database module
220: DB image preprocessing module 230: DB image feature extraction module
300: similarity measurement unit 400: image search unit
Claims (16)
입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 스케치 질의 전처리부(100);
데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 데이터베이스 이미지 전처리부(200);
상기 스케치 질의 전처리부(100) 및 데이터베이스 이미지 전처리부(200)를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정하는 유사도 측정부(300); 및
상기 유사도 측정부(300)를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색하는 이미지 검색부(400); 를 포함하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
In the pre-processing device of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query,
A sketch query preprocessor 100 extracting an image feature by modifying an input sketch query;
A database image preprocessor 200 extracting an image feature by modifying an image stored in a database;
A similarity measurer 300 measuring the similarity of the two images processed by the sketch query preprocessor 100 and the database image preprocessor 200; And
An image retrieval unit 400 for retrieving an image having a high similarity to a sketch query from the database image preprocessor 200 based on the similarity measured by the similarity measurer 300; Pre-processing device of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query including a.
상기 스케치 질의 전처리부(100)는,
사용자로부터 스케치 질의를 입력받는 사용자 입력모듈(110);
상기 사용자 입력모듈(110)을 통해 입력된 스케치 질의를 변형시키는 스케치 질의 전처리모듈(120); 및
특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 스케치 질의 특징을 추출하는 스케치 질의 특징 추출모듈(130); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 1,
The sketch query preprocessing unit 100,
A user input module 110 for receiving a sketch query from a user;
A sketch query preprocessing module 120 for modifying a sketch query input through the user input module 110; And
A sketch query feature extraction module 130 for extracting a sketch query feature that can be clearly distinguished from other images from the feature extraction target image; Pre-processing device for the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query comprising a.
상기 스케치 질의는,
마우스, 태블릿 및 터치패드를 포함하는 각종 그래픽 입력장치로 작성한 디지털 이미지로 이루어진 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 1,
The sketch query,
A pre-processing device of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query, characterized in that the digital image is created by various graphic input devices including a mouse, a tablet, and a touch pad.
상기 스케치 질의 전처리모듈(120)은,
형태학적 연산(morphological operation) 방식을 이용하여, 스케치 질의로부터 특징을 추출하기 전 스케치 질의를 변형시키는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
3. The method of claim 2,
The sketch query preprocessing module 120,
An apparatus for preprocessing a query image and a searched image in a content-based image searcher using a sketch query, wherein the sketch query is transformed before extracting features from the sketch query using a morphological operation.
상기 형태학적 연산 방식은,
웨이블릿 변환 및 형태학적 세선화(morphological thining), 형태학적 영역 채움(morphological region filling) 중, 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 4, wherein
The morphological operation method,
Pre-processing device for query image and searched image in content-based image searcher using sketch query characterized in that any one of wavelet transform, morphological thinning, morphological region filling .
상기 스케치 질의 특징 추출모듈(130)은,
에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 중, 어느 하나의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
3. The method of claim 2,
The sketch query feature extraction module 130,
In a content-based image retrieval using a sketch query characterized in that it uses any one of an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor, and an Angular partitioning of abstract image (APAI). Preprocessing device for query image and search target image.
상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)는,
자연영상 및 합성영상을 포함하는 다양한 이미지를 저장하고 있는 데이터베이스모듈(210);
상기 데이터베이스모듈(210)에 저장된 이미지를 변형시키는 DB 이미지 전처리모듈(220); 및
특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 DB 이미지의 특징을 추출하는 DB 이미지 특징 추출모듈(230); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 1,
The database image preprocessor 200
A database module 210 for storing various images including natural and synthetic images;
DB image preprocessing module 220 for modifying the image stored in the database module 210; And
A DB image feature extraction module 230 for extracting features of the DB image that can be clearly distinguished from other images from the feature extraction target image; Pre-processing device for the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query comprising a.
상기 DB 이미지 전처리모듈(220)은,
가우시안 필터(Gaussian filter), 라플라시안 필터(Laplacian filter), 가우시안 차(Difference of Gaussian: DoG) 및 캐니 에지 검출(Canny edge detection) 중, 어느 하나의 방법을 이용하여, 검색 대상 이미지들을 변형시키는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 7, wherein
The DB image preprocessing module 220,
The image to be searched is transformed using any one of a Gaussian filter, Laplacian filter, Difference of Gaussian (DoG), and Canny edge detection. A pre-processing device for query images and search target images in a content-based image searcher using a sketch query.
상기 DB 이미지 특징 추출모듈(230)은,
에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 중, 어느 하나의 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 7, wherein
The DB image feature extraction module 230,
In a content-based image retrieval using a sketch query characterized in that it uses any one of an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor, and an Angular partitioning of abstract image (APAI). Preprocessing device for query image and search target image.
상기 유사도 측정부(300)는,
SAD(Sum of Absolute Distance) 및 유클리드 거리(Euclidian distance) 중, 어느 하나의 방법을 이용하여, 두 개의 서로 다른 이미지로부터 추출된 특징에 대한 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 1,
The similarity measuring unit 300,
Content-based using sketch query, which measures the similarity of features extracted from two different images, using either method of Sum of Absolute Distance (EAD) and Euclidian distance (Euclidian distance). Pre-processing device for the query image and the search target image in the image searcher.
상기 이미지 검색부(400)는,
색상 및 밝기 구성을 포함한 이미지에서 컨텐츠 자체의 정보를 분석하여 이미지를 검색하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 장치.
The method of claim 1,
The image search unit 400,
A pre-processing apparatus of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query, characterized by searching for an image by analyzing information of the content itself in an image including color and brightness configurations.
(a) 스케치 질의 전처리부(100)가 입력된 스케치 질의를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정;
(b) 데이터베이스 이미지 전처리부(200)가 데이터베이스에 저장된 이미지를 변형시켜 이미지 특징을 추출하는 과정;
(c) 유사도 측정부(300)가 상기 스케치 질의 전처리부(100) 및 데이터베이스 이미지 전처리부(200)를 통해 처리된 두 이미지의 유사도를 측정하는 과정; 및
(d) 이미지 검색부(400)가 상기 유사도 측정부(300)를 통해 측정된 유사도를 바탕으로, 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)로부터 스케치 질의와 유사도가 높은 이미지를 검색하는 과정; 을 포함하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법.
A method of preprocessing a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query,
(a) the sketch query preprocessor 100 extracting the image feature by modifying the input sketch query;
(b) the database image preprocessor 200 extracting an image feature by modifying an image stored in a database;
(c) a similarity measurer 300 measuring the similarity of the two images processed by the sketch query preprocessor 100 and the database image preprocessor 200; And
(d) searching for an image having a high similarity to a sketch query from the database image preprocessor 200 based on the similarity measured by the similarity measurer 300 by the image searcher 400; The pre-processing method of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query including a.
상기 (a) 과정은,
(a-1) 상기 스케치 질의 전처리부(100)가 사용자로부터 스케치 질의를 입력받는 단계;
(a-2) 상기 스케치 질의 전처리부(100)가 형태학적 연산(morphological operation) 방식을 이용하여, 스케치 질의로부터 특징을 추출하기 전 스케치 질의를 변형시키는 단계; 및
(a-3) 상기 스케치 질의 전처리부(100)가 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 중, 어느 하나의 방법을 이용하여, 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 스케치 질의 특징을 추출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법.
13. The method of claim 12,
In the step (a)
(a-1) the sketch query preprocessor 100 receiving a sketch query from a user;
(a-2) deforming the sketch query before extracting the feature from the sketch query by the sketch query preprocessor 100 using a morphological operation method; And
(a-3) The sketch query preprocessor 100 uses any one of an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor, and an Angular partitioning of abstract image (APAI). Extracting a sketch query feature that can be clearly distinguished from another image from the feature extraction target image; The pre-processing method of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query comprising a.
상기 (b) 과정은,
(b-1) 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)가 가우시안 필터(Gaussian filter), 라플라시안 필터(Laplacian filter), 가우시안 차(Difference of Gaussian: DoG) 및 캐니 에지 검출(Canny edge detection) 중, 어느 하나를 이용하여, 저장된 검색 대상 이미지들을 변형시키는 단계; 및
(b-2) 상기 데이터베이스 이미지 전처리부(200)가 에지 히스토그램 디스크립터(Edge Histogram Descriptor: EHD), 텐서 필드 디스크립터(Tensor field descriptor) 및 APAI(Angular partitioning of Abstract Image) 중, 어느 하나의 방법을 이용하여, 특징 추출 대상 이미지로부터 타 이미지와 명확하게 구분될 수 있는 DB 이미지의 특징을 추출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법.
13. The method of claim 12,
The step (b)
(b-1) The database image preprocessor 200 is any one of a Gaussian filter, a Laplacian filter, a Difference of Gaussian (DoG), and Canny edge detection. Transforming the stored search target images using; And
(b-2) The database image preprocessor 200 uses any one of an edge histogram descriptor (EHD), a tensor field descriptor, and an Angular partitioning of abstract image (APAI). Extracting a feature of the DB image that can be clearly distinguished from another image from the feature extraction target image; The pre-processing method of the query image and the search target image in the content-based image searcher using a sketch query comprising a.
상기 (c) 과정에서,
상기 유사도 측정부(300)가 SAD(Sum of Absolute Distance) 및 유클리드 거리(Euclidian distance) 중, 어느 하나의 방법을 이용하여, 두 개의 서로 다른 이미지로부터 추출된 특징에 대한 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법.
13. The method of claim 12,
In the step (c)
The similarity measurer 300 measures similarity of features extracted from two different images by using any one of a sum of absolute distance (SAD) and an euclidian distance (Euclidian distance). A preprocessing method of a query image and a search target image in a content-based image searcher using a sketch query.
상기 (d) 과정에서,
상기 이미지 검색부(400)가 색상 및 밝기 구성을 포함한 이미지에서 컨텐츠 자체의 정보를 분석하여 이미지를 검색하는 것을 특징으로 하는 스케치 질의를 사용하는 콘텐츠 기반 이미지 검색기에서의 질의 이미지 및 검색 대상 영상의 전처리 방법. 13. The method of claim 12,
In the step (d)
Pre-processing of the query image and the searched image in the content-based image searcher using a sketch query characterized in that the image search unit 400 searches for the image by analyzing the information of the content itself in the image including the color and brightness configuration Way.
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