云南少数民族服饰数据库、元素库构建与智能检索技术研究

The protection and development of minority costumes is an important content of national culture inheritance and promotion. Construction of minority costumes database and elements library is an important work to promote the construction of digital minority costumes. Integrating computer science and technology, ethnology, art and other multi-disciplinary technology, this project selects representative six Yunnan minority costumes, studies the basic standard of minority costumes database, constructs digital library of national costumes; From the view of computer vision, this project try to analyzes low-level visual features of clothing image such as color, texture and shape, and build national costume elements library automatically by the high-level semantic mapping and semantic annotation; Combining with the technique of relevance feedback and machine learning theory this project research aim to develop interactive national clothing image retrieval system that can support query mode and expand national costumes elements library. The key algorithm supposed by this project for national costumes will bring new research idea for the digital process of national costumes; The costumes database and elements library this project plans to build will provide digital standard object and important database for the research on clothing. Meanwhile, it will promote the study of clothing and its elements to reuse and develop, and promote more applications in culture, education, e-commerce and other fields.

少数民族服饰的保护与开发是民族文化传承与弘扬的重要内容之一。构建少数民族服饰数据库和元素库，是推进少数民族服饰数字化建设的重要工作。本项目选取具有代表性的六个云南少数民族服饰为研究对象，集成计算机科学与技术、民族学、艺术学等多学科技术，研究少数民族服饰数据库的基本标准，构建数字化民族服饰库；从计算机视觉的角度分析服饰图像的颜色、纹理、形状等底层视觉特征，并通过高层语义映射与语义自动标注构建民族服饰元素库；结合相关反馈技术与机器学习理论研究开发支持多查询模式的交互式民族服饰图像检索系统，并对民族服饰元素库进行学习和扩充。项目针对民族服饰图像提出的关键算法为民族服饰数字化处理相关方法带来新的研究思路；项目拟构建的服饰数据库和元素库为服饰研究提供数字化标准对象和重要数据基础，促进对服饰及其元素的研究、重用及开发，推动民族服饰元素在文化、教育、电子商务领域等多个领域的应用。

项目针对少数民族服饰库构建问题，制定了数据采集标准与技术规范，完成了彝族、哈尼族、白族、佤族、景颇族、普米族等6个民族的服饰图像数据（共计约7000幅）的采集、整理、预处理和标注等工作，完成了少数民族服饰数据库设计和数据库管理系统的实现；在民族服饰图像库的基础上，从计算机视觉的角度围绕民族服饰图像快速分割、民族服饰元素图案提取、民族服饰底层视觉特征分析与提取、底层视觉特征与高层语义的映射、图像分类和聚类、图像语义自动标注等方面开展了一系列的理论研究，提出了基于改进的模糊C均值算法的民族服饰图像分割、基于区域生长的民族服饰元素图案提取、基于多视觉特征融合的图像特征表达、基于DeepFashion 服饰深度模型的语义自动标注等多种有效算法，形成丰富的民族服饰元素库，并在此基础上利用矢量化重绘等方式构建了极具价值的少数民族服饰图案元素矢量化数字化资源库；结合Lucene 搜索引擎技术，在LIRE框架下引入了相关反馈技术，提出一种有效的民族服饰资源检索ImageRank算法，设计并实现了基于交互式的民族服饰图像检索系统，该系统同时支持以图像视觉特征和图像语义关键字作为查询条件进行检索的功能，具有较好的可扩充性和自身学习性，实现民族服饰元素库的语义学习、扩充和丰富；项目执行期，在国内外期刊杂志和国际会议上共发表20篇论文，其中SCI期刊5篇、EI期刊2篇、EI/ISTP会议11篇、中文核心期刊2篇；出版学术著作1部；获得省部级奖励1项；获得计算机软件著作权4项、外观专利2项；申请国家发明专利2项；项目组成员3人得到职称晋升，1人即将取得博士学位；共培养硕士研究生23名，其中已毕业14人。依托项目建立的少数民族服饰库和元素库，以及针对民族服饰图像处理提出的多种有效算法，为本领域相关研究人员提供重要的基础研究数据、参考依据和新的研究思路和技术方法。本项目的执行对加强少数民族服饰文化的保护和传承起到了积极地作用，极大地促进对服饰及其元素的研究、重用及开发，推动民族服饰元素在文化、教育、电子商务领域等多个领域的应用。