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LIRE的使用：创建索引

LIRE（Lucene Image REtrieval）提供一种的简单方式来创建基于图像特性的Lucene索引。利用该索引就能够构建一个基于内容的图像检索(content- based image retrieval，CBIR)系统，来搜索相似的图像。LIRE使用的特性都取自MPEG-7标准： ScalableColor、ColorLayout、EdgeHistogram。

使用DocumentBuilderFactory 创建 DocumentBuilder，例如DocumentBuilderFactory.getCEDDDocumentBuilder().

将图片加入索引index 需要以下2步：

• 使用 DocumentBuilder 创建Document：builder.createDocument(FileInputStream, String).（第一个参数是图片文件）
• 将document 加入 index.

LIRE支持很多种的特征值。具体可以看 DocumentBuilderFactory 类的源代码。也可以使用 ChainedDocumentBuilder 同时使用多种特征值。

创建索引的方法如下代码所示

/**
 * Simple index creation with Lire
 *
 * @author Mathias Lux, mathias@juggle.at
 */
public class Indexer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // Checking if arg[0] is there and if it is a directory.
        boolean passed = false;
        if (args.length > 0) {
            File f = new File(args[0]);
            System.out.println("Indexing images in " + args[0]);
            if (f.exists() && f.isDirectory()) passed = true;
        }
        if (!passed) {
            System.out.println("No directory given as first argument.");
            System.out.println("Run \"Indexer <directory>\" to index files of a directory.");
            System.exit(1);
        }
        // Getting all images from a directory and its sub directories.
        ArrayList<String> images = FileUtils.getAllImages(new File(args[0]), true);   

        // Creating a CEDD document builder and indexing al files.
        DocumentBuilder builder = DocumentBuilderFactory.getCEDDDocumentBuilder();
        // Creating an Lucene IndexWriter
        IndexWriterConfig conf = new IndexWriterConfig(LuceneUtils.LUCENE_VERSION,
                new WhitespaceAnalyzer(LuceneUtils.LUCENE_VERSION));
        IndexWriter iw = new IndexWriter(FSDirectory.open(new File("index")), conf);
        // Iterating through images building the low level features
        for (Iterator<String> it = images.iterator(); it.hasNext(); ) {
            String imageFilePath = it.next();
            System.out.println("Indexing " + imageFilePath);
            try {
                BufferedImage img = ImageIO.read(new FileInputStream(imageFilePath));
                Document document = builder.createDocument(img, imageFilePath);
                iw.addDocument(document);
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("Error reading image or indexing it.");
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // closing the IndexWriter
        iw.close();
        System.out.println("Finished indexing.");
    }
}

LIRE的使用：搜索相似的图片

使用 ImageSearcherFactory 创建 ImageSearcher。例如ImageSearcherFactory.createDefaultSearcher()。

ImageSearcher 可以通过 InputStream 或BufferedImage，或者一个描述图像的Lucene的 Document 进行检索。例如使用search(BufferedImage, IndexReader) 或者search(Document, IndexReader).

返回的结果是一个 ImageSearchHits 类似于Lucene 中的Hits。

/**
 * Simple image retrieval with Lire
 * @author Mathias Lux, mathias <at> juggle <dot> at
 */
public class Searcher {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // Checking if arg[0] is there and if it is an image.
        BufferedImage img = null;
        boolean passed = false;
        if (args.length > 0) {
            File f = new File(args[0]);
            if (f.exists()) {
                try {
                    img = ImageIO.read(f);
                    passed = true;
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        if (!passed) {
            System.out.println("No image given as first argument.");
            System.out.println("Run \"Searcher <query image>\" to search for <query image>.");
            System.exit(1);
        }   

        IndexReader ir = DirectoryReader.open(FSDirectory.open(new File("index")));
        ImageSearcher searcher = ImageSearcherFactory.createCEDDImageSearcher(10);   

        ImageSearchHits hits = searcher.search(img, ir);
        for (int i = 0; i < hits.length(); i++) {
            String fileName = hits.doc(i).getValues(DocumentBuilder.FIELD_NAME_IDENTIFIER)[0];
            System.out.println(hits.score(i) + ": \t" + fileName);
        }
    }
}

LIRe提供的6种图像特征描述方法的评测

Rui Gan等人（看名字来说应该是中国人，机构写的Sun Yat-sen University应该是中山大学，但是很不幸没有找到相应的中文论文）在论文《Using LIRe to Implement Image Retrieval System Based on Multi-Feature Descriptor》中，测试了开源基于内容的图像检索类库LIRe的各种图像特征的性能。在此记录一下以作参考。

这里再提一下LIRe 的简介：LIRE（Lucene Image REtrieval）提供一种的简单方式来创建基于图像特性的Lucene索引。利用该索引就能够构建一个基于内容的图像检索(content- based image retrieval，CBIR)系统，来搜索相似的图像。LIRE使用的特性都取自MPEG-7标准： ScalableColor、ColorLayout、EdgeHistogram，目前已经支持其他更多的特性。此外该类库还提供一个搜索该索引的方 法。

本文测试了LIRe提供的以下6种特征描述方法：

实验以供选择了13个种类，一共100张图片做测试，这些图如下图所示（只是一部分）：

测试的步骤不再多说，就是使用LIRe的6种特征描述方法分别建立6个索引，然后分别检索。最后得到的实验结果如图所示：

注：6种特征描述方法分别标以A，B，C，D，E，F，G。其中C为最常见的颜色直方图。

查准率（Precision）如下表所示。

查全率（Recall）如下表所示。

查全率和查准率合计如下表所示。

左边一栏对不同种类的图片分别给出了最适合的特征描述方法。

右边一栏对不同种类的图片分别给出了6种方法结合后的查全率和查准率。