基于結(jié)構分析的可視媒體智能處理技術研究.pdf

1、近年來，隨著電子技術、數(shù)字媒體和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，數(shù)碼相機、智能手機變得越來越廉價和普及，同時以圖像和視頻為主的可視媒體分享網(wǎng)站如Facebook、YouTube和Flickr等也越來越流行，互聯(lián)網(wǎng)上的可視媒體信息呈現(xiàn)爆炸式增長趨勢。在有力推動社交網(wǎng)絡、電子商務等互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務繁榮發(fā)展的同時，這也引起了數(shù)據(jù)存儲、計算、傳輸、管理等操作上的困難。因此，針對可視媒體的智能分析與處理技術已經(jīng)成為信息技術創(chuàng)新的重要方向，也是契合重大社會需求的研究熱點

2、，其理論的創(chuàng)新和技術的突破將對可視媒體大數(shù)據(jù)資源的高效處理與有效利用產(chǎn)生深遠影響，有望為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的大數(shù)據(jù)業(yè)務形成切實的商業(yè)價值，開拓廣泛的應用前景，其研究具有重大的理論價值和應用意義。
　　本文圍繞可視媒體智能分析與處理的若干熱點問題，以可視媒體的結(jié)構分析為主線，在可視媒體定制化重壓縮、本征圖像分解和人臉特征點定位等方面展開了相應的研究，實現(xiàn)并應用了相關算法，論文的主要創(chuàng)新點如下：
　　（1）提出了網(wǎng)絡海量圖片定制化重壓縮

3、框架。網(wǎng)絡圖片數(shù)量的爆炸式增長和圖像分辨率不斷增加占據(jù)了巨大的網(wǎng)絡帶寬資源及海量的媒體信息存儲空間。針對該問題，本文利用基于邊界連續(xù)、紋理等圖像結(jié)構分析的方法實現(xiàn)對圖像質(zhì)量的客觀評價，并將圖像的主觀評價與客觀評價統(tǒng)一到一個框架中。該框架包括初始化、圖像重編碼、客觀質(zhì)量評估、流程控制、主觀評價、定制服務等六個模塊，能夠根據(jù)不同的應用需求對網(wǎng)絡海量圖片進行定制化的高效重壓縮，大幅減少網(wǎng)絡海量圖片運營所需的帶寬及存儲成本，并提高用戶體驗。本方

4、法已經(jīng)在門戶網(wǎng)站、電子商務和在線游戲等相關互聯(lián)網(wǎng)圖片業(yè)務（易訊網(wǎng)、騰訊網(wǎng)、騰訊微博、SOSO地圖、互動娛樂等）中廣泛應用，處理圖片總數(shù)突破1200億張，可節(jié)省大量的帶寬和運營成本，提高用戶訪問速度與體驗。
　?。?）提出基于L0稀疏優(yōu)化的本征圖像分解方法。從單張圖像提取其對應的反射率、光照等本征結(jié)構是個不適定的問題。本文針對圖像反射率的稀疏特性，利用L0范數(shù)來約束反射率梯度，使之是高頻和稀疏的，以此提取反射率中的主要結(jié)構?；谠摲?/p>

5、射率稀疏先驗，利用貝葉斯理論對本征圖像分解進行概率建模，將本征圖像分解問題轉(zhuǎn)換成極大化后驗概率問題。文章同時提出一個優(yōu)化方法對從后驗概率轉(zhuǎn)換得到的能量進行最優(yōu)化求解，由于L0范數(shù)的不可微性，優(yōu)化方法通過引入輔助變量，以交替迭代的方式不斷的逼近最優(yōu)解。在MIT標準評測集、合成數(shù)據(jù)集和大量現(xiàn)實圖像上的結(jié)果顯示本文方法可顯著提升經(jīng)典Retinex方法的結(jié)果，達到國際先進水平。
　?。?）提出基于多尺度度量和稀疏性的本征圖像分解方法。針對

6、現(xiàn)實場景圖片復雜特性，在圖像反射率稀疏性先驗的基礎上，利用多尺度度量構建圖像反射率內(nèi)部間的相互關系，對模型進行約束，實現(xiàn)穩(wěn)定的求解。方法基于圖像內(nèi)容以自底向上的方式構建圖像的不規(guī)則金字塔結(jié)構，將小尺度上具有相似色度特性的相鄰像素相連，也構建大尺度上具有相似區(qū)域特性的遠距離節(jié)點之間的相似度，最后以自頂向下的方式將高層的信息引入到模型中。進一步，本文提出了模型的高效求解算法，算法一般在幾次迭代后就收斂。在一些標準評測數(shù)據(jù)集和各種自然場景圖像

7、上的實驗結(jié)果顯示，本文的方法算效率高，且在分解準確度上超過了當前的一些先進算法，達到了先進的水平。本文同時還將本征圖像分解的結(jié)果應用于材質(zhì)編輯和顏色轉(zhuǎn)移等應用中，得到了很好的結(jié)果。
　?。?）提出了基于L1稀疏約束的人臉配準算法。人物圖片在網(wǎng)絡海量圖片中占據(jù)絕大多數(shù)，并且處于相對活躍的狀態(tài)，人臉特征點蘊含著人臉的幾何結(jié)構和豐富的語義信息，高效、魯棒的人臉配準技術可為大規(guī)模人臉圖像檢索、可視媒體管理提供服務。本文對人臉形狀的變化比例