基于内容的像检索的语义鸿沟

英文名称：Semantic Gap

通常人们在判别图像的相似性时并非建立在图像低层视觉特征的相似上，而是建立在对图像所描述的对象或事件的语义理解的基础上。这种理解无法从图像的视觉特征直接获得，它需要使用人们日常生活中积累的大量经验和知识来进行推理和判断。其中,尤其对于一些高层次的抽象概念，如一幅关于节日的图像所表达出的欢乐和喜庆的感觉等，更需要根据人的知识来判断。换言之，人们是依据图像的语义信息来进行图像相似性判别的。正是由于人对图像相似性的判别依据与计算机对相似性的判别依据之间的不同，造成了人所理解的“语义相似”与计算机理解的“视觉相似”之间的“语义鸿沟”的产生。

在传统的基于文字的查询技术中，不存在这个问题，因为查询关键字基本能够反映查询意图。但是在基于内容的图像查询中，就存在一个底层特征和上层理解之间的差异（这也就是著名的semantic gap）。主要原因是底层特征不能完全反映或者匹配查询意图。弥补这个鸿沟的技术手段主要有：

相关反馈（relevance feedback）

按照最初的查询条件，查询系统返回给用户查询结果，用户可以人为介入（或者自动）来选择几个最符合他查询意图的返回结果（正反馈），也可以选择最不符合他查询意图的几个返回结果（负反馈）。这些反馈信息被送入系统用来更新查询条件，重新进行查询。从而让随后的搜索更符合查询者的真实意图。

图像分割（image segmentation）

图像的特征可以包括全局特征和局部特征。如果进行一定程度的图像分割，划分出不同的分割区域，这样可以增加局部特征的信息量，也可能在一定程度弥补语义鸿沟。

建立复杂的分类模型（Machine Learning）

一些比较复杂的非线性分类模型，比如支持向量机（Support Vector Machine）本身就可以起到一定程度的效果来弥补语义鸿沟。

一、智能化智能化是网络信息检索未来主要的发展方向。智能检索是基于自然语言的检索形式，机器根据用户所提供的以自然语言表述的检索要求进行分析，而后形成检索策略进行搜索。用户所需要做的仅仅是告诉计算机想做什么，至于怎样实现则无须人工干预，这意味着用户将彻底从繁琐的规则中解脱出来。近几年来，智能信息检索(intelligentinformationretrieval)作为人工智能(AI)的一个独立研究分支得到了迅速发展。在Internet技术迅速普及的今天，面向Internet的信息获取与精化技术已成为当代计算机科学与技术领域中迫切需要研究的课题，将人工智能技术应用于这一领域是人工智能走向应用的一种新的契机与突破口。二、可视化可视化(visualization)的历史可以追溯到2400多年前。哲学家柏拉图指出，我们通过看来识别物体。据统计，人获取信息有70％一80％靠视觉，20％靠听觉，10％靠触觉。用图像(visual)取代文字帮助人们检索的优点在于：图像的表达方式生动、形象、准确、效率更高，能从多角度揭示，而纯文字的表达方式是模糊、一维的。三、简单化未来家用电脑将朝着智能化、网络化、人性化和绿色环保的方向发展；操作系统的用户友好性将不断增强，如微软和苹果公司都在致力于操作系统网络化研究，以便使其中的任一应用程序都能“连接”进行“网络检索”，并与网络“交互”；各搜索引擎检索界面更加“傻瓜化”。使用户学习和进行网络信息检索更加容易；网上自动标引、自动文摘、自动跟踪、自动漫游、机器翻译、多媒体技术、动态链技术、数据挖掘和信息推拉等技术逐步发展、完善，会越来越方便用户及时准确地检索信息。这些硬件与软件技术的发展都有利于网络信息检索的简单化。四、多样化多样化首先表现在可以检索的信息形态多样化，如文本、声音、图像、动画。目前网络信息检索的主体是文本信息，基于内容的检索技术和语音识别技术的发展，将使多媒体信息的检索变得逐渐普遍。多样化的第二个表现是检索工具向多国化、多语种化方向发展。网络的迅速发展，使得整个世界变成了地球村，世界各地上网人数的不断增多，使得英语已无法满足所有用户的需要，语言障碍越来越明显。多样化的第三个表现是网上检索工具的服务多元化。网上检索工具已不仅仅是单纯的检索工具，正在向其他服务范畴扩展，提供站点评论、天气预报、新闻报道、股票点评、各种黄页(如电话号码)、航班和列车时刻表、地图等多种面向大众的信息服务、免费电子信箱，以多种形式满足用户的需要。无论是在国际上还是在国内，检索工具都在朝多元化方向发展，为用户提供全方位服务。多样化还表现在网络信息检索可以间接地服务于其他行业。例如数据挖掘技术可用于分析历史数据的变化趋势，预测未来发展方向，发现大量数据中潜在的模式规律，为投资、科研、项目评估等提供有力的依据；还可以系统地、定量地分析目前较为热门的研究发展领域及查询频繁更新的文献资料种类，可使信息中心、图书馆等信息服务机构不断调整文献资料及图书的订阅、收集工作，有的放矢，向以需求为驱动的方向发展，建立一套更为系统、科学的管理方式。五、个性化个性化指各网站注重内容的特色化和注重个性化的服务。网络资源的指数级膨胀，使得用户在获得自己需要的信息资源时要花费大量的时间和精力。随着互联网的飞速发展，每个人的不同信息需求将凸现于标准化、单一的“大众需求”之上，并成为各个搜朋够或网站努力追求的对象。不同的打有消费者个人烙印的产品将成为某个消费者区别他人、感觉自我存在及独特的外在标志，个性化服务成功的实质在于提供了真正适应用户需要的产品，贯彻了以用户为中心的理念。六、商业化网络检索系统拥有全世界数量众多的用户，吸引了大量的广告，为电子信息的增值服务提供了广阔的空间。网络检索系统已成为新的投资热点。网络检索系统不再仅仅是一种检索工具，而且成为一项产业，它的商业利益成为推动系统完善和扩展的主要动力，网络信息的检索与利用由公用性转向商业化。美国著名的数字媒体评估公司JupiterMediaMetrix日前发布研究报告称,“搜索引擎公司推出的付费添加服务是一个正在兴起的、前景光明的因特网领域，相对于目前低迷的在线广告市场来说，它的发展潜力是非常巨大的。”