基才高维局部特征和LSH索引的图像检索技术

基于内容的图像检索（CBIR）技术使从海量图像资源中快速高效地提取有价值的信息得以实现,采用局部特征来表示图像并在此基础上进行图像相似性检索是当前的热门研究课题。文中将图像高维局部不变特征提取算法和LSH索引算法应用到基于内容的图像检索系统中,实验结果表明了该方法的有效性。     

基于资源签名的Android应用相似性快速检测方法

由于盗版Android应用（Android Application,简称APP）通常保持着与正版APP相似的用户体验,因此本文提出一种基于资源签名的APP相似性快速检测方法.该方法将APP的资源签名视为字符串集合,利用计算任意一对APP资源签名集合的Jaccard系数判断两者的相似性.为了避免遍历全部的APP对,该方法将MinHash和LSH（Locality Sensitive Hashing）算法的思路引入其中,通过从APP集合中挑选候选对并对候选对进行检验的方式获得最终的检测结果.由于挑选候选对的方式将大量相似性较低的APP对排除在外,因此该方法可以明显地提高APP相似性的检测速度.实验结果表明,该方法的检测速度比现有方法FSquaDRA提高了大约30倍,而检测结果与FSquaDRA几乎完全相同.     

M2LSH:基于LSH的高维数据近似最近邻查找算法

在许多应用中,LSH(Locality Sensitive Hashing)以及各种变体,是解决近似最近邻问题的有效算法之一.虽然这些算法能够很好地处理分布比较均匀的高维数据,但从设计方案来看,都没有针对数据分布不均匀的情况做相应的优化.针对这一问题,本文提出了一种新的基于LSH的解决方案(M2LSH,2 Layers Merging LSH),对于数据分布不均匀的情况依然能得到一个比较好的查询效果.首先,将数据存放到具有计数功能的组合哈希向量表示的哈希桶中,然后通过二次哈希将这些桶号投影到一维空间,在此空间根据各个桶中存放的数据个数合并相邻哈希桶,使得新哈希桶中的数据量能够大致均衡.查询时仅访问有限个哈希桶,就能找到较优结果.本文给出了详细的理论分析,并通过实验验证了M2LSH的性能,不仅能减少访问时间,也可提高结果的正确率.     

基于弱监督E2LSH和显著图加权的目标分类方法

在目标分类领域,当前主流的目标分类方法是基于视觉词典模型,而时间效率低、视觉单词同义性和歧义性及单词空间信息的缺失等问题严重制约了其分类性能。针对这些问题,该文提出一种基于弱监督的精确位置敏感哈希(E2LSH)和显著图加权的目标分类方法。首先,引入E2LSH算法对训练图像集的特征点聚类生成一组视觉词典,并提出一种弱监督策略对E2LSH中哈希函数的选取进行监督,以降低其随机性,提高视觉词典的区分性。然后,利用GBVS(Graph-Based Visual Saliency)显著度检测算法对图像进行显著度检测,并依据单词所处区域的显著度值为其分配权重;最后,利用显著图加权的视觉语言模型完成目标分类。在数据集Caltech-256和Pascal VOC 2007上的实验结果表明,所提方法能够较好地提高词典生成效率,提高目标表达的分辨能力,其目标分类性能优于当前主流方法。     

基于外存的位置敏感搜索方法

位置敏感哈希在信息检索、目标识别和视频语义搜索等领域得到了广泛应用,与基于树的方法相比,它们虽然初步解决了高维检索问题,但这些基于主存的方法在实际应用中仍有较大的局限性。为解决大数据集快速检索问题,在E2LSH基础上提出了基于外存的位置敏感搜索方法,将数据集各点通过位置敏感哈希函数族进行映射并在外存建立索引文件,实验证明该方法在检索准确率几乎相当的情况下检索时间大大缩短。     

基于多表频繁项投票和桶映射链的快速检索方法

为解决基于随机映射的高维向量快速检索方法位置敏感哈希存在的随机性强和内存消耗大两个问题,在E2LSH(Exact Euclidean Locality Sensitive Hashing)的基础上提出了基于多表频繁项投票和桶映射链的快速检索方法。该方法用检索结果构造基准索引矩阵,并对基准索引矩阵进行频繁项投票和校正得出最终索引来降低检索的随机性;桶映射链利用E2LSH的数据划分特性减少检索时读入内存的数据点的数目,以此来降低内存消耗。实验证明该方法能减弱检索的随机性,并有效地降低检索的内存消耗。这对于提高大规模信息检索尤其是图像检索的可行性有着较大的作用。     

基于LSH的高维大数据k近邻搜索算法

局部敏感哈希(LSH)及其变体是解决高维数据k近邻(kNN)搜索的有效算法.但是,随着数据规模的日趋庞大,传统的集中式LSH算法结构已经不能够满足大数据时代的需求.本文分析传统LSH方案的不足之处,拓展AND-OR结构,提出通过索引而不比较原始数据直接实现高维大数据k近邻搜索算法C2SLSH.理论分析和实验证明,C2SLSH在分布式平台下具有稳定的可扩展性,在保证同等精确率的情况下,处理速度大约是现有方法的3倍.     

一种基于随机化视觉词典组和查询扩展的目标检索方法

在目标检索领域,当前主流的解决方案是视觉词典法(Bag of Visual Words, BoVW),然而,传统的BoVW方法具有时间效率低、内存消耗大以及视觉单词同义性和歧义性的问题。针对以上问题,该文提出了一种基于随机化视觉词典组和查询扩展的目标检索方法。首先,该方法采用精确欧氏位置敏感哈希(Exact Euclidean Locality Sensitive Hashing, E2LSH)对训练图像库的局部特征点进行聚类,生成一组支持动态扩充的随机化视觉词典组;然后,基于这组词典构建视觉词汇分布直方图和索引文件;最后,引入一种查询扩展策略完成目标检索。实验结果表明,与传统方法相比,该文方法有效地增强了目标对象的可区分性,能够较大地提高目标检索精度,同时,对大规模数据库有较好的适用性。     

一种基于多核机群架构的混合索引结构

本文提出了一种HKD-tree(Hybrid K-Dimensional tree)混合索引结构.该结构将KD-tree(K-Dimensional tree)和LSH(Locality Sensitive Hashing)两种索引结构进行组合,利用KD-tree作为上层结构的主干而LSH充当叶子节点,从而可以利用多核机群系统的层次并行结构特性.与传统的索引结构相比,该混合索引结构具有高效并行处理、可扩展性好等特点,适于多核机群系统平台及高维数据索引.实验结果表明,该混合索引结构在多核机群系统上的性能优于传统的索引结构.