Python实现简单相似图片搜索教程

作者:很菜不狗2024.01.08 04:38浏览量:3

简介:本教程将指导您如何使用Python实现简单的相似图片搜索功能。我们将使用OpenCV和scikit-image等库来处理和比较图片,并利用TfidfVectorizer将图片转化为向量表示。

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在开始之前,请确保您已经安装了所需的库。您可以使用以下命令安装:

  1. pip install opencv-python scikit-image scikit-learn

步骤1:导入所需的库
我们需要导入几个库来实现相似图片搜索功能。这些库包括:

  • OpenCV:用于读取、处理和比较图片。
  • scikit-image:用于对图片进行特征提取和相似度比较。
  • scikit-learn:用于将图片转换为向量表示。
    1. import cv2
    2. from skimage import io, feature, color, exposure
    3. from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
    步骤2:加载图片并预处理
    接下来,我们需要加载要搜索的图片,并将其预处理为适合比较的格式。这里我们使用OpenCV读取图片,并将其转换为灰度图像。
    1. def load_image(image_path):
    2. image = cv2.imread(image_path)
    3. image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    4. return image
    步骤3:提取图片特征
    接下来,我们需要提取图片的特征,以便进行相似度比较。这里我们使用SIFT算法来提取关键点和描述子,然后使用VLAD(Vector of Locally Aggregated Descriptors)方法将所有描述子聚合成一个全局描述子。
    1. def extract_features(image):
    2. sift = cv2.xfeatures2d.SIFT_create()
    3. keypoints = sift.detect(image, None)
    4. keypoints, descriptors = sift.compute(image, keypoints)
    5. features = []
    6. for descriptor in descriptors:
    7. features.append(descriptor.flatten())
    8. return features
    步骤4:将图片转换为向量表示
    为了将图片转换为向量表示,我们使用TfidfVectorizer将特征转换为向量。这里我们将特征进行归一化处理,并使用TfidfVectorizer将特征转换为TF-IDF向量。
    1. vectorizer = TfidfVectorizer()
    2. def convert_to_vector(features):
    3. return vectorizer.transform([features])[0]
    步骤5:比较相似度并搜索相似图片
    最后,我们使用余弦相似度来比较两张图片的相似度。我们可以通过计算两张图片向量的余弦相似度来找到最相似的图片。这里我们将余弦相似度阈值设置为0.8,以过滤掉不太相似的图片。
    1. def compare_similarity(query_vector, database):
    2. similarities = []
    3. for image_vector in database:
    4. similarity = query_vector.dot(image_vector) / (query_vector.norm() * image_vector.norm())
    5. similarities.append((similarity, image_vector))
    6. similarities = sorted(similarities, key=lambda x: x[0], reverse=True)
    7. return similarities[:10] # 返回最相似的10张图片的索引和相似度分数
    现在,您可以使用以下代码进行相似图片搜索:
    ```python

    加载查询图片和数据库图片的路径列表

    query_image_path = ‘path/to/query/image.jpg’
    database_image_paths = [‘path/to/database/image1.jpg’, ‘path/to/database/image2.jpg’, …]

    加载查询图片并提取特征向量

    query_image = load_image(query_image_path)
    query_features = extract_features(query_image)
    query_vector = convert_to_vector(query_features)

    提取数据库中所有图片的特征向量并存储在列表中,每个元素为一个元组,包含相似度分数和索引值。相似度分数越高,表示图片越相似。返回最相似的10张图片的索引和相似度分数。根据需要调整余弦相似度阈值和返回结果的数目。

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