Математические модели и алгоритмы поиска в электронных коллекциях исторических фотографий

• Автор: Талбонен, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Описание предметной области

1.1. Особенности исторических фотоальбомов.

1.2. Обзор поисковых систем

1.3. Заключение по главе.

Глава 2. Методы извлечения текстовой информации.

2.1. Обзор существующих решений

2.2. Анализ прямого решения задачи.

2.3. Выделение области подписи.

2.4. Методы обработки изображений

2.5. Формирование текстовой коллекции
2.5.1. Общая схема формирования текстовой коллекции
2.5.2. Оценка качества распознавания.
2.5.3. Отбор методов обработки изображений.
2.6. Теоретические аспекты анализа текстовой коллекции.
2.6.1. Морфологический анализ и нормализация слов
2.6.2. Особенности применения МуБСсш.
2.6.3. Тематические словари
2.7. Анализ текстовой коллекции и формирование тэгов.
2.8. Заключение по главе.
Глава 3. Аннотирование изображений лиц
3.1. Введение в поиск и распознавание изображений лиц
3.2. Особенности задачи
3.3. Общая схема аннотирования.
3.4. Обзор методов обнаружения лиц.
3.5. Распознавание объектов с помощью ЬВР
3.6. Метод повышения точности алгоритмов обнаружения лиц.
3.7. Эксперименты по обнаружению лиц.
3.8. Эксперименты по распознаванию лиц.
3.9. Заключение по главе.
Глава 4. Аннотирование текстур.
4.1. Обзор существующих решений
4.2. Общая схема аннотирования.
4.3. Метод моментов
4.4. Технические аспекты реализации метода моментов
4.5. Классификатор на основе метода моментов.
4.6. Эксперименты по поиску текстур
4.7. Сегментирование на основе моментов Ни.
4.8. Применение 1ЛЗР для распознавания текстур.
4.9. Эксперименты по распознаванию текстур с помощью ЫЗР.
4 Заключение по главе
Глава 5. Построение поисковой системы
5.1. Полнотекстовый поиск
5.2. Модель процесса формирования индекса
5.3. Поиск по лексическим правилам.
5.3.1. Описание правил поиска.
5.3.2. Описание правил вывода.
5.3.3. Примеры
5.4. Применение поиска по лексическим правилам.
5.4.1. Прямой поиск по лексическим правилам.
5.4.2. Быстрый поиск по лексическим правилам
5.4.3. Повышение полноты и точности поискового запроса
5.5. Заключение по главе.
Глава 6. Программное обеспечение для построения поисковой системы по электронной коллекции исторических фотоматериалов
6.1. Назначение
6.2. Структура
6.3. Заключение по главе
Заключение
Литература


Ограничения, накладываемые на изображения коллекций второго типа, не позволяют использовать существующие алгоритмы для организации поиска. В данном диссертационном исследовании рассматриваются процессы, выполняющиеся над цифровыми изображениями исторических фотографий «низкого» качества с целью повышения количества информации, пригодной для организации по ним поиска. Цель работы: разработка моделей и алгоритмов поиска в электронных коллекциях исторических фотографий. Разработка алгоритма извлечения текстовой информации из коллекции изображений «низкого» качества. Разработка алгоритма обработки текстовой информации, содержащей ошибки, для обеспечения возможности последующей индексации. Разработка алгоритма аннотирования изображений с использованием текстур объектов. Разработка общей модели построения поисковой системы для коллекции изображений с учетом текстовой информации и атрибутированных изображений. Компьютерная реализация вышеперечисленных алгоритмов и создание комплекса программ для построения поисковой системы. Модель построения поисковой системы на основе текстовой информации, содержащей ошибки, и текстовых меток, полученных с помощью аннотирования изображений. Метод извлечения текстовой информации, содержащей ошибки, из коллекции изображений низкого качества. Метод поиска лиц людей на изображениях, основанный на повышения точности и полноты результатов работы алгоритма Виолы-Джонса с помощью локальных бинарных шаблонов. Показана возможность аннотирования изображений с помощью текстурного классификатора, построенного на основе метода моментов. Научная новизна работы заключается в том, что разработан метод организации полнотекстового поиска с учетом текстовой и графической информации. Теоретическая и практическая значимость. Разработанный метод организации полнотекстового поиска может быть использован при решении задачи поиска в исторических коллекциях. Степень достоверности. Достоверность результатов проведенных исследований подтверждена использованием современного математического аппарата, сочетающего методы цифровой обработки изображений, аналитической и вычислительной геометрии, математического моделирования, разработкой и применением современного программного обеспечения для реализации практического использования предложенных методов. Апробация работы. ЯСОГЛОЮ) (Казань, ). ЯСОЬ’) (Воронеж, ). Всероссийская научно-практическая конференция «Анализ Изображений, Сетей и Текстов» (АИСТ ) (Екатеринбург, ). По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, 2 из них входят в список ВАК. Разработанное программное обеспечение было апробировано на коллекции фотографий строительства Беломорско-Балтийского канала, а построенная по ней поисковая система внедрена в Национальный музей республики Карелия. Во второй главе исследуется процесс извлечения текста из изображений, рассматриваются существующие средства распознавания текста, описываются предлагаемые метод извлечения текста из изображений низкого качества и метод обработки текстовой коллекции, содержащей ошибки. В третьей главе рассматриваются существующие алгоритмы обнаружения и распознавания лиц, предлагается метод аннотирования изображений за счет наличия лиц людей при отсутствии базы данных лиц, описываются особенности задачи аннотирования для изображений лиц небольших размеров. Предлагаются методы улучшения качества обнаружения лиц с помощью локальных бинарных шаблонов. В четвертой главе рассматриваются методы поиска текстур и предлагается текстурный классификатор на основе метода моментов и метод аннотирования изображений за счет наличия текстур, основанный на данном классификаторе. В пятой главе рассматриваются особенности работы поисковых систем, их структура, предлагаются методы построения поисковых систем для коллекций изображений низкого качества на основе методов извлечения текстовой информации и аннотирования изображений, предложенных в данной работе. В шестой главе описывается программный комплекс, разработанный для поддержки данного диссертационного исследования. В заключении формулируются результаты диссертационного исследования.