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谷歌百度以图搜图如何实现?教你打造属于自己的相似图片搜索引擎

相似图片

前情回顾:

图片颜色直方图

前期文章,我们分享了图片的3D颜色直方图,利用颜色直方图是反映图片的像素的分布状态,当然不同的图片,其颜色直方图肯定有所不同,利用不同图片的颜色直方图的对比值,便可以很容易找到2张相似的图片。

图片的3D颜色直方图:

既然要使用图片的颜色直方图来进行相似图片的对比,首先需要对图片进行直方图的数据收集与保持

import pickle import cv2 import os class RGBHistogram: def __init__(self, bins): self.bins = bins def describe(self, image): hist = cv2.calcHist([image], [0, 1, 2],None, self.bins, [0, 256, 0, 256, 0, 256]) hist = cv2.normalize(hist,hist) return hist.flatten()

代码截图

首先我们建立一个计算图片 RGB空间的3D颜色直方图函数,利用此函数来进行图片直方图的计算工作

我们依然使用cv2.calcHist函数来进行图片直方图的计算,关于此函数的具体参数定义,可以参考往期文章,这里我们一般搜索的图片为彩色图片,所以计算图片的RGB空间直方图

然后使用cv2.normalize opencv 图片归一化函数(归一化数据。该函数分为范围归一化与数据值归一化),通俗地讲就是将矩阵的值通过某种方式变到某一个区间内,这样可以有效的节约计算机空间来计算

Cv.normalize(InputArry src,InputOutputArray dst,double alpha=1, double beta=0,int norm_type=NORM_L2,int dtype=-1,InputArray mark=noArry())· src 输入数组;· dst 输出数组,数组的大小和原数组一致;· alpha 1,用来规范值,2.规范范围,并且是下限;· beta 只用来规范范围并且是上限;//为0时则为值归一化,否则为范围归一化· norm_type 归一化选择的数学公式类型;· dtype 当为负,输出在大小深度通道数都等于输入,当为正,输出只在深度与输入不同,不同的地方由dtype决定;· mark 掩码。选择感兴趣区域,选定后只能对该区域进行操作。

然后返回flatten数组形式的3D图片直方图

收集图片直方图数据:

建立好了图片直方图函数,便可以收集我们的图片直方图的数据,这里跟我们首先需要神经网络类似,需要有前期的&34;

index = {} desc = RGBHistogram([8, 8, 8]) list_images = [] for root, dirs, files in os.walk(&34;): for file in files: list_images.append(os.path.join(root, file)) for imagePath in list_images: k = imagePath[imagePath.rfind(&34;) + 1:] image = cv2.imread(imagePath) features = desc.describe(image) index[k] = features with open(&34;, &34;) as f: f.write(pickle.dumps(index))

index{} 字典用来保存图片的路径与图片直方图数据

for root, dirs, files in os.walk,首先使用os.walk 函数遍历整个图片的文件夹来获取图片的相对路径地址

我们按照imagePath[imagePath.rfind(&34;) + 1:]图片的路径作为key , 图片的features = desc.describe(image)直方图数据作为value组成一个index字典用来保存图片的数据

待获取了图片的字典数据后,我们使用f.write(pickle.dumps(index))

保存图片的直方图数据,以便后期进行搜索使用,当然这部分数据可以保存到自己的服务器上,当用户搜索相识图片时,前端获取用户的图片数据,服务器进行相识图片检索,然后返回前端检索到的图片数据进行图片的展示。

代码截图

以上我们搜集了图片的直方图数据,并保存了数据,这点跟我们前期讲解的神经网络的预训练模型类似,下一步当然是进行&34;进行图片的检测

相关图片的搜索:

想要进行图片的相识图片搜索工作,首先保证前面几个步骤已经完成,且保存了自己的数据,接下来当然是接受用户的输入图片,进行图片的相识性搜索

import numpy as np import os import pickle import cv2 class RGBHistogram: def __init__(self, bins): self.bins = bins def describe(self, image): hist = cv2.calcHist([image], [0, 1, 2], None, self.bins, [0, 256, 0, 256, 0, 256]) hist = cv2.normalize(hist,hist) return hist.flatten()

首先我们建立图片直方图的函数,这里这个函数主要是把用户传递过来的图片进行图片直方图的操作,函数的具体含义参考以上文章内部

代码截图

然后我们新建一个搜索函数,主要处理输入直方图与数据库直方图的对比

class Searcher: def __init__(self, index): self.index = index def search(self, queryFeatures): results = {} for (k, features) in self.index.items(): d = self.chi2_distance(features, queryFeatures) results[k] = d results = sorted([(v, k) for (k, v) in results.items()]) return results def chi2_distance(self, histA, histB, eps = 1e-10): d = 0.5 * np.sum([((a - b) ** 2) / (a + b + eps) for (a, b) in zip(histA, histB)]) return d

首先我们加载index数据库,这里保存了图片的直方图数据

然后遍历所有index的数据for (k, features) in self.index.items():计算每个数据库中的图片直方图与输入图片直方图的卡方距离

卡方距离

卡方距离越小,说明2张图片越相似

利用sorted 函数sorted([(v, k) for (k, v) in results.items()])

对图片卡方距离进行排序,以便最小的距离值排列在最前面

代码截图

初始化数据queryImage = cv2.imread(&34;) cv2.imshow(&34;, queryImage) desc = RGBHistogram([8, 8, 8]) queryFeatures = desc.describe(queryImage) index = pickle.loads(open(&34;, &34;).read()) searcher = Searcher(index) results = searcher.search(queryFeatures) montageA = np.zeros((166 * 3, 400, 3), dtype=&34;) montageB = np.zeros((166 * 3, 400, 3), dtype=&34;)

首先接受用户传递的图片

desc = RGBHistogram([8, 8, 8])

queryFeatures = desc.describe(queryImage)

使用以上函数计算用户图片的颜色直方图

index = pickle.loads(open(&34;, &34;).read())

searcher = Searcher(index)

初始化颜色直方图搜索引擎数据,主要是打开服务器上的图片直方图数据进行图片的搜索

results = searcher.search(queryFeatures)

进行图片的相似性检索

tageA = np.zeros((166 * 3, 400, 3), dtype=&34;)

tageB = np.zeros((166 * 3, 400, 3), dtype=&34;)

初始化2个标签,用来展示我们搜索到的相似图片,这里我们方便查看设置了6张图片的展示

每个图片resize 到400*166

当然你完全可以只展示一张最相似的图片

代码截图

我们检索了所有数据库中的图片,结果已经存放在results数组中,由于我们sorted了数组,所以最小值的前六个数组当然在数组最前面,我们只需要提取前6个数据即可

for j in range(0, 6): (score, imageName) = results[j] path = os.path.join(imageName) result = cv2.imread(path) if j < 3: tageA[j * 166:(j + 1) * 166, :] = result else: tageB[(j - 3) * 166:((j - 3) + 1) * 166, :] = result cv2.imshow(&34;, tageA) cv2.imshow(&34;, tageB) cv2.waitKey(0)

遍历前6个数据,获取图片保存的路径地址与每个图片相似度的置信度

把前3个图片数据保存到tageA中,后3个图片数据保存到tageB中,最后便可以成功展示我们检索到的6张相似图片

代码截图

这里程序成功的找到了相似图片,小编这里复制了3张图片,程序能够完美找到图片

相似图片

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