局部自相似描述子在形状检索中的应用与优化

需积分: 38 7 下载量 3 浏览量 更新于2024-09-07 收藏 4.02MB PDF 举报
“局部自相似性(Local Self-Similarities,简称LSS)是图像处理和计算机视觉领域的一个重要概念,由Shechtman和Irani首次提出。这种描述子方法主要关注图像的局部特性,而非整体,使其在处理具有挑战性的图像,如形变物体的检索时表现出优越性。” 局部自相似描述子的特性与优势: 1. **局部特性**:LSS描述子强调图像的局部特征,而非全局特征。这意味着它能够捕捉到图像中的微小细节,即使在复杂的背景下或有部分遮挡的情况下也能识别目标,这对于图像识别和物体检测等任务尤其有用。 2. **对数极坐标**:采用对数极坐标系统来描述图像,允许LSS描述子适应局部的仿射变换。这种坐标系统可以有效地处理图像中因光照变化、视角转换或物体扭曲造成的形状变化。 3. **最大值选择**:在构建描述子时,选择每个bin中的最大值作为其代表值,这使得描述子对匹配位置的微小变化具有鲁棒性。这种设计有助于提高匹配的准确性,减少因定位误差导致的影响。 4. **区域信息**:LSS使用图像的patch(小区域)而非单一像素进行分析,这样可以捕获更多的上下文信息,包括纹理、边缘和颜色等,从而提供更全面的图像表示。 5. **丰富信息包含**:LSS描述子不仅包含物体的结构骨架,还包含了丰富的边缘、颜色和其他视觉属性。这使得它在识别形状各异但基本结构相似的物体时具有较高的准确性。 在 Efficient Retrieval of Deformable Shape Classes using Local Self-Similarities 这篇论文中,作者Ken Chatfield, James Philbin 和 Andrew Zisserman提出了一个基于LSS的高效对象检索系统,该系统能够识别抽象的可形变“形状”类别,即使目标在颜色、纹理、边缘等视觉属性上存在显著差异。 为了实现高效的形状匹配和检索,他们做出了以下三个贡献: - **描述子点稀疏化**:通过找出图像中的鉴别性区域来减少描述子点的数量,降低了计算成本,同时保持了识别性能。 - **尺度不变性**:扩展了原始的LSS方法,使其能够在尺度变化的情况下进行匹配,增加了系统的适应性和通用性。 - **向量量化**:将描述子向量量化,即用有限数量的代码字表示描述子,降低了存储需求并提高了检索速度。 这些贡献使得LSS在形变物体的检索中表现出高效率和高准确性,为图像检索和识别提供了新的思路和方法。

import torch from transformers import BertTokenizer, BertModel # 加载Bert预训练模型和tokenizer model = BertModel.from_pretrained('bert-base-chinese') tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-chinese') # 微博文本和种子词 text = '今天天气真好,心情非常愉快!' seeds = ['天气', '心情', '愉快'] # 将微博文本和种子词转换为Bert输入格式 inputs = tokenizer.encode_plus(text, add_special_tokens=True, return_tensors='pt') seed_inputs = tokenizer.encode_plus(seeds, add_special_tokens=True, return_tensors='pt', padding=True) # 使用Bert模型获取微博文本和种子词的词向量 with torch.no_grad(): text_embeddings = model(inputs['input_ids'], attention_mask=inputs['attention_mask'])[0] # [1, seq_len, hidden_size] seed_embeddings = model(seed_inputs['input_ids'], attention_mask=seed_inputs['attention_mask'])[0] # [batch_size, seq_len, hidden_size] # 计算种子词和微博文本中所有词语的余弦相似度 text_embeddings = text_embeddings.squeeze(0) # [seq_len, hidden_size] seed_embeddings = seed_embeddings.mean(dim=1) # [batch_size, hidden_size] -> [batch_size, 1, hidden_size] -> [batch_size, hidden_size] cosine_similarities = torch.matmul(text_embeddings, seed_embeddings.transpose(0, 1)) # [seq_len, batch_size] # 获取相似度最高的词语 similar_words = [] for i in range(len(seeds)): seed_similarities = cosine_similarities[:, i].tolist() max_sim_idx = seed_similarities.index(max(seed_similarities)) similar_word = tokenizer.convert_ids_to_tokens(inputs['input_ids'][0][max_sim_idx].item()) similar_words.append(similar_word) print(similar_words) 能不能详细讲解一下上述这段代码的每行代码的意思,为什么这样用,比如用到的函数是什么意思,生成的变量是什么类型,能列举吗?而且这段代码中后面的这行代码seed_similarities = cosine_similarities[:, i].tolist()报错了,报错显示Traceback (most recent call last): File "E:/PyCharm Community Edition 2020.2.2/Project/WordDict/cos_similarity.py", line 35, in <module> seed_similarities = cosine_similarities[:, i].tolist() IndexError: index 1 is out of bounds for dimension 1 with size 1 能不能帮我解释一下为什么错,解释一下该怎么修改,并给出修改后的代码呢?

2023-05-22 上传