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近年来互联网技术、信息技术迅速发展,多媒体信息系统逾越了传统意义的数据库处理系统得到更加普遍的应用。多媒体信息的快速应用需要一种能迅速、精准地搜寻图像的关键技术,即图像检索技术,如何根据图像可视特征进行更加直接地快速检索就成为信息领域面临的重要课题。本文根据对图像特征和编码方式的研究,提出了一种边缘像素点边缘方向预测的方法和一种新颖的边缘方向差特征描述子,然后提出了一种有效地加权编码的方式,并应用到了图像检索领域。主要研究成果如下：(1)提出了基于边缘方向差直方图特征模板匹配的图像检索方法。该方法采用边缘方向和能量预测的方法提取边缘像素点的边缘方向,然后提取边缘方向像素特征和边缘方向差特征相结合,最后基于方向旋转进行相似性匹配。该方法可以准确地提取图像边缘像素点的边缘方向,通过方向旋转使得对图像特征的表征更具有典型性,提高图像检索的性能。(2)提出了基于超像素编码的图像检索方法。该方法首先对图像进行超像素分割处理,把图像分为很多超像素,然后对每个超像素中稠密像素点的边缘方向差描述子和尺度不变特征变换描述子(SIFT)集成运算来表示超像素,最后以超像素为基本单位通过矢量量化编码(VQ)进行检索。该方法可以优化图像编码量化的速度,提高图像检索的效率。(3)提出了基于边缘方向差描述子加权编码的图像检索方法。该方法首先提取图像边缘点的边缘方向差描述子和图像关键点的Color-SIFT描述子,然后对图像基于两种特征描述子加权编码,最后,通过对加权编码结果相似性匹配的方法来实现图像检索。该方法能够根据不同的检索图像实时地更新权值以提高图像检索的准确率。本论文工作得到了国家自然科学基金(No.60972148)的资助。