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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪煒哲
研究生(外文):Wei Jhe Hong
論文名稱:植基於內嵌資訊的內容感知影像擷取技術
論文名稱(外文):An XML-based Metadata Embedding System for Context-aware Image Retrieval
指導教授:江季翰江季翰引用關係
指導教授(外文):Ji-Han Jiang
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:光電與材料科技研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:內容感知XML內嵌描述資料字典式索引圖片搜尋
外文關鍵詞:Content-awareXMLEmbedded MetadataDictionary indexImage search
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因為對應現在大幅增加的各種多媒體資訊,各種圖片管理系統如雨後春筍般的誕生,但是不管國內或國外的圖片管理系統,都有著彼此之間描述資訊交換性不足的問題,此問題起因於不同的圖片管理程式為了追求較好的搜尋和管理效率,都會訂立屬於各自的描述資訊和索引的架構和存放方法,但是,不同的圖片管理程式訂立的架構和存放方法並沒有統一的規範,造成彼此之間無法保證能夠交換資訊。在本篇論文中,為了解決上述問題,提出一種將XML文件的圖片描述資訊嵌入JPEG圖片檔案,並利用內嵌描述資訊製作索引,加速擷取和搜索效率的方法。
在論文中提出的描述資訊存放方法是利用目前廣泛使用於圖片壓縮的JPEG標準,圖片描述資訊則是使用目前用於制定各方面文件交換格式的可擴充標記式語言 ( eXtensible Markup Language, XML)。JPEG標準在制定的時候已經有預留16個可擴充區段,提供未來不同的應用需求,藉著將XML文件的圖片描述資訊嵌入可擴充區段,使描述資訊存在於圖片本身固定區段中,需要取得描述資料時,只需要對圖片固定的位置進行擷取即可,藉此解決存放方式的問題。使用XML文件作為描述資訊格式,可以讓使用者可以根據不同需求自訂所需的描述資訊格式,之後使用XML Schema驗證機制讓不同的程式之間得知描述資訊的架構,作為擷取和交換資訊的依據。
將描述資訊嵌入圖片本身,會造成搜尋時需要對每一個圖片擷取資訊作比對和搜尋,將會浪費大量的檔案存取時間,為了解決這個問題,提出了製作描述資訊索引和索引縮圖的方法。製作描述資訊索引時,利用字典式的方式將相同分類的描述資訊集中的節點資料製作節點資料字典,並對於XML描述資訊文件中出現的節點資料加上對應的檔案名稱和節點路徑組合。利用製作好的字典,修改資料時可以藉由檔名和路徑組合直接將對應的檔案進行修改,並且保持描述資料的一致性。為了加速搜索速度,會對節點資料字典使用雜湊函數,使其只需一次雜湊運算即可得知內部有無所需的資料。完成描述資訊之後,則會將描述資訊索引嵌入描述資訊。製作索引縮圖時,首先將對應的圖片集分別製作縮圖,之後合成為一張索引縮圖,藉此方法將產生的索引縮圖大小縮減到原本圖片集大小的20%,使用於行動裝置上面將不會造成存取容量的負擔,並且可以提供使用者視覺化的瀏覽。為了提供更精確的擷取和搜尋,製作內嵌描述資訊時會結合關鍵字、MPEG-7影像特徵值和使用者自訂的個人化描述資訊。
關鍵詞:內容感知、XML、內嵌描述資料、字典式索引、圖片搜尋
A variety of digital electronic devices appear in the modern society, therefore, a significant increase in all kinds of multimedia information. Because the factor of a large number of multimedia information, so a variety of image management programs appear. A variety of image management program requirements in order to better search and management efficiency, it will set the framework for the description of information structure and index. However, the structure between the different programs, there is no standard specification. This problem can not be made to describe the information exchange between different programs. This paper presents a method of embedding image metadata in JPEG image file. This method uses XML image metadata to create index of metadata for accelerating the capture and search efficiency.
In the paper, it is proposed to use the JPEG standard image format for embedding metadata. Because the JPEG standard has application segments can be expanded for different application, so we will embed metadata in specific application segment. In this way, embedded metadata can be got in specific place. Metadata is created by XML standard, and the use of XML Schema that describes the structure of metadata.
Because the metadata embedded in the picture described, so we have to spend a lot of file access time for each picture to capture information and search. In order to solve the problem, so we propose a method to use index of metadata and miniature. Metadata index is described by the same description of the classification of information into a different set of dictionaries. In order to accelerate the search speed, index of the dictionary will use the hash function computation. Metadata can be used to modify metadata consistency and quick search. Index miniature is created by combining single miniature。 The created index miniature''s file size is reduced to the size of the original 20%. In order to provide a more accurate search, Embedded metadata will be combined with keywords, MPEG-7 image feature and user-defined information
Keyword: Content-aware, XML, Embedded Metadata, Dictionary index, Image search
目錄
中文摘要.............................................. i
英文摘要.............................................. iii
表目錄................................................ vi
圖目錄................................................ vii
一.緒論............................................... 1
.11.研究背景............................................ 1
1.2.研究動機及目........................................ 2
1.3.論文架構............................................ 4
二.文獻探討........................................... 5
2.1.XML標準............................................. 5
2.1.1.XML Schema........................................ 8
2.2.JPEG標準............................................ 11
2.3.MPEG-7標準.......................................... 17
三.研究方法........................................... 20
3.1.系統架構............................................ 20
3.2.內嵌資訊............................................ 23
3.3.索引擷取和搜尋...................................... 27
3.4.描述資訊索引演算法.................................. 31
四.研究結果........................................... 44
4.1.實驗設計............................................ 44
4.2.實驗分析............................................ 47
五.結論............................................... 57

表目錄
表1.XML文件範例-書籍資料.............................. 7
表2.XML Schema限制標記................................ 8
表3.XML Schema基本資料型態............................ 10
表4.JPEG主要組成...................................... 14
表5.圖片描述資料範例.................................. 25
表6.描述資訊索引檔案大小比較.......................... 48
表7.描述資訊索引建立時間比較.......................... 49
表8.索引搜尋效率比較.................................. 50
表9.索引縮圖檔案大小和建立時間的比較.................. 51

圖目錄
圖1.XML相關技術....................................... 7
圖2.XML文件範例-書籍資料XML文件....................... 7
圖3.XML文件範例-書籍資料XML Schema.................... 9
圖4.JFIF格式架構...................................... 16
圖5.EXIF格式架構...................................... 17
圖6.MPEG-7基本元件.................................... 19
圖7.系統架構圖........................................ 20
圖8.內嵌資訊位置...................................... 24
圖9.內嵌圖片範例...................................... 25
圖10.內嵌描述資訊轉換範例............................. 25
圖11.檔名字典範例..................................... 28
圖12.路徑字典範例..................................... 29
圖13.資料值字典範例................................... 30
圖14.索引縮圖範例..................................... 31
圖15.描述資訊索引建立演算法........................... 34
圖16.描述資訊內嵌演算法............................... 37
圖17.索引搜尋演算法................................... 40
圖18.描述資訊一致性修改演算法......................... 43
圖19.圖片集分類(a)花朵和樹(b)湖畔和山地(c)風景圖...... 45
圖20.圖片集分類(d)花朵和煙火(e)古蹟和建築物........... 45
圖21.「花朵和樹」分類特徵值搜尋-輸入比對圖片.......... 51
圖22.「花朵和樹」分類特徵值搜尋-搜尋結果.............. 52
圖23.「湖畔和山地」分類特徵值搜尋-輸入比對圖片........ 53
圖24.「湖畔和山地」分類特徵值搜尋-搜尋結果............ 53
圖25.「風景圖」分類特徵值搜尋-輸入比對圖片............ 54
圖26.「風景圖」分類特徵值搜尋-搜尋結果................ 54
圖27.「花朵和煙火」分類特徵值搜尋-輸入比對圖片........ 55
圖28.「花朵和煙火」分類特徵值搜尋-搜尋結果............ 55
圖29.「古蹟和建築物」分類特徵值搜尋-輸入比對圖片...... 56
圖30.「古蹟和建築物」分類特徵值搜尋-搜尋結果.......... 56
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[19]W3C, XML Schema. http://www.w3.org/XML/Schema, 2008/11/09
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[21]Namespaces in XML 1.0, http://www.w3.org/TR/REC-xml-names/, 2006/8/16
[22]XSLT Standard Library, http://xsltsl.sourceforge.net/, 2004
[23]CSS home page at W3C, http://www.w3.org/Style/CSS/, 2009/4/24
[24]W3C Document Object Model, http://www.w3.org/DOM/, 2009/1/6
[25]XML Path Language (XPath) Version 1.0, http://www.w3.org/TR/xpath, 1999/11/16
[26]SAX, http://www.saxproject.org/, 2009/6/12
[27]JPEG Home page, http://www.jpeg.org/jpeg/index.html, 2009/6/12
[28]JFIF Specification. http://www.w3.org/Graphics/JPEG/itu-t81.pdf, 2007/1/16.
[29]Exif Specification. http://www.Exif.org/Exif2-2.PDF, 2007/1/16.
[30]JEITA. http://www.jeita.or.jp/, 2007/1/16.
[31]The MPEG Home Page, http://www.chiariglione.org/mpeg/, 2009/6/12
[32]MPEG-1: description, http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-1/mpeg-1.htm, 1996/6
[33]MPEG-2: description, http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-2/mpeg-2.htm, 2000/10
[34]MPEG-4: description, http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-4/mpeg-4.htm, 2002/3
[35]MPEG-7 Overview, http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-7/mpeg-7.htm, 2004/10
[36]World Wide Web Consortium (W3C). http://www.w3.org/, 2007/1/16.
[37]ACDSee Photo. http://www.acdsee.com/, 2009/5
[38]Picasa Basics. http://picasa.google.com/support/bin/answer.py?answer=93773, 2009/5
[39]Jia Li’s Home , http://www.stat.psu.edu/~jiali, 2009/6/20
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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