基于LSH的图像检索系统实现

基于LSH的图像检索系统实现

一、系统介绍

在LSH的基础上，本文设计了一套图像检索原型系统。该系统基于Android平台，是一种客户端－服务器模式的信息检索系统，集成了图像采集、图像特征提取、高维索引和网络传输等几大核也技术。通过智能移动终端拍摄感兴趣的物体，然后将图像上传到服务器。服务器接收到上传的图像后在本地数据库中进行检索，再返回客户端检索信息。免去手动输入的操作，实现了图像检索功能。 二、系统开发环境

本文图像检索原型系统采用客户端－服务器模式，分别从客户端和服务器两部分进行开发来解决以上问题。客户端采用eclipse开发环境编写操作系统，服务器端采用高性能的PC机实现,服务器需要有较高处理速度，及较大存储空间来存放图像库和标注文件等信息。服务器端采用Apache+php+Mysql开发组合。 三、系统结构

客户端采用基于Android平台的移动智能终端，客户端实现图像采集、发送及数据接收与显示等功能。客户端包括拍照模块、图像上传模块、数据接收模块和检索结果显示模块。服务器采用高性能的PC，它包括图像接收模块、图像检索模块、数据存储模块和数据发送模块。

客户端的拍照模块该模块调用手机摄像头，拍摄感兴趣的物体，并同时将图像先存储到本地，再输入到图像上传模块，可以更改摄像头参数，满足不同的拍摄需求。图像上传模块读取拍照模块中摄像头拍摄到的图像信息，并通过无线网络将图像上传到ＰＣ服务器端。图像接收模块接收客户端上传的图像信息，并把图像保存到本地，提供给图像检索模块处理。图像检索模块读取图像接收模块接

收到的图像，首先提取图像的GIST特征，然后采用LSH检索算法检索出相似图像并读取数据存储模块中相似图像的关键字标注信息输入到数据发送模块。数据发送模块读取关键字标注信息通过无线网络并将其发送到客户端。数据接收模块接收服务器发送过来的关键字标注信息，输入到检索结果显示模块。检索结果显示模块将接收到的关键字标注信息调用搜索引擎进行检索，并将检索到的相关网页显示出来。 四、功能模块? 4.1客户端功能模块 4.1.1拍照模块

1.在开始阶段，创建file实例FilesStoreFile＝newFile(path)来设置图像保存的路径，其中path表示图像保存的路径。一般可Ｗ将其设定为SD卡中的某个路径。设置完路径之后，调用表camerea.open()函数，该函数用于打开相机。2.在预览设置参数阶段，首先调用camera的getPatameters()方法获取拍照参数。该方法返回一个camera.Patameters对象。调用camera.Parameters对象方法设置相机参数。3.摄像头开始取景么后，就可Ｗ点击拍照按钮，调用camera的takePicture()函数进行拍照，该函数有三个参数设置回调函数，第一个是快口的参数，第二个针对原始图像，第三个针对JPEG图像。4.拍照完成之后，调用camera的stopPreview()停止取景预览。 4.1.2图像上传模块

图像拍摄成功以后，要将拍摄的图像上传到服务器，本文采用HTTP协议实现客户端与服务器之间数据传输，HTTP是最常见的通信协议，建立在TCP协议??

之上，HTTP最显著的特点是客户端每次发送的请求结束后，连接会自动释放。客户端可通过GET方式向服务器获取数据，用POST方式向服务器请求数据。?

4.1.3数据接收与显示模块

这里主要是接收服务器返回的关键字标注信息。同样使用HTTPURLConnection 的openConenction()函数建立一个实例，设setRequestMethod()函数为GET，连

接服务器，调用InputStreamReader函数读取服务器端发送过来的数据流，由于c语言和JAVA编码方式不同，为了防止接收到的汉字出现乱码，在客户端和服务器的输入输出流中指定对应的编码格式。数据接收完整后，调用出disconnet()函数关闭此次HTTP连接。最后调用搜索引擎检索标注信息，并将检索的页面显示出来。? 4.2服务器端主要功能实现

服务器通过WEB服务器软件响应手机客户端的连接请求，以便接收客户端发送的图像，所以在PC上搭建Apache服务器，并调用PHP脚本响应客户端的HTTP请求。然后服务器还要实现图像检索，检索出上传图像的相似图像，并查询Mysql数据库中图像的标注信息，通过网络将标注信息返回客户端.工作流程如下：Apache服务器通过PHP脚本程序响应客户端的ＨＴＴＰ请求，主要是接收客户端发送的图像。成功接收图像之后，调用图像检索模块，该模块利用LSH算法对查询图像进行检索。模块在初始化时先读取图像库的哈希序列值和哈希函数，这里设置GIST特征维数512采用哈希序列长度为256，然后提取客户端上传图像的GIST特征，计算其哈希序列，根据其与图像库中图像的汉明

距离重排之后进行二级检索，找出图像库中相似度最高的图像的名字。以后将该名字信息交给PHP脚本程序，在Mysql数据库中查询图像的关键字标注信息并反馈给客户端。? 4.2.1数据存储模块

该模块包含了图像数据库以及每张图像对应的关键字标注信息。标注信息存 储在Mysql数据库中。图像库中包含了一些常见书籍的封面及自己拍摄的儿童 图书封面，这些图书封面是从当当网上下载的。作为一个实用的检索系统，要具 有一定鲁棒性，因此构建数据库时，对图像进行一些角度变换。 4.2.2图像检索模块

该模块要处理图像接收模块接收到的图像，首先提取图像的GIST特征，然后采用LSH图像检索算法检索相关图像，最终获取检索出相似图像的关键字标注信息。

4.2.3PHP服务器脚本

PHP服务器脚本实现数据的接收和发送功能，客户端通过HttpURLConnection接口以POST方式请求服务器脚本PHP的本地地址，因此Apache接受客户端的

HTTP请求之后调用PHP脚本处理该请求。PHP脚本首先判断是否有图像上传， 有图像上传就调用copy函数将图像保存到服务器本地。接收完图像之后，PHP触发图像检索模块，告知该模块处理接收到的图像。当检索出图像库中相似度最高的图像ID后，通过PHP调用Mysql数据库，查询相应ID获取标注信息，并将该信息发送给客户端。

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