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大学生科技创新训练计划（STITP）结题报告
项目名称 项目负责人 项目级别 学院 项目起至年限项目结题日期
基于aHash和pHash算法的图片搜索的研究 杨纯 省级一般 通达学院通信工程 2015年5 月 2016年5 月
南 京 邮 电 大 学 通 达 学 院
2016 年 5 月 16 日
ＳＴＩＴＰ项目结项报告
一、项目提出背景：
目前的两种图像检索技术分别是基于文本的图像检索和基于内容的图像检索。基文本的图像检索主要是利用文本描述的方式从图像的名称、尺寸、作者、年代、压缩类型等方面来查找特定类目下的图像，其优点是把图像检索转化为对图像对应的文本检索，容易实现；但因文本表达能力有限，导致文本描述具有一定的局限性。基于内容的图像检索技术，对图像的颜色、形状、分辨率等特征进行提取，将其存入特征数据库中，并根据相似度大小按顺序检索出结果。其优点是计算机自动对图片的内容进行特征提取和索引建立，提高了检索效率。
很多时候，我们手上会有一些不错的图片，但质量不怎样，例如是在论坛上看到的小头像或网站上的一些缩略图，但它们要么分辨率太低，要么是有水印的，不适合收藏，很多人希望能找到该图片的大图或者说无水印的原图。这时我们就想到了用图片来搜索图片。
二、项目简介：
1.项目价值：
当今社会，随着互联网的发展，网络上的信息量也越来越大，内容也越来越丰富，目录式搜索和关键词搜索可以帮助人们实现快速的找到自己想要的相关内容。然而，当人们希望找到一张与已有图片一样或者相似的图像和内容时，前两种搜索方式就很难实现我们的要求。因此，以图搜图的这种应用，可以为我们提供更方便快捷的方式，相对准确的找到相应的内容和目标。2.主要功能：
本项目以性能较优的phash算法为基础，以java为开发语言编写后台检索图片的程序，并通过建立前端搜索界面与后台程序结合，实现相似图片搜索。2.创新点：
以图搜图应用通过前端页面显示，使其具有灵活性和美观性，在搜索相似图片方面比基于文本的图像检索更加便捷。同时采用较为简单但性能比较优的phash算法，能够准确快速地依据已有的图片搜索出最相似信息，弥补了文字、目录搜索不能快速准确定位图像目标的缺陷。
三、项目研究的目标：
1.进行图像数字处理，研究图像的根本性质，对均值哈希算法（ahash）与感知哈希算法（phash）比较，完成关于对图像哈希算法的研究与应用的相关论文。2．以phash算法为基础的搜索图片的java程序编写，前端搜索界面的建立和完善，后台数据库与前端及后端的建立及维护。
四、项目研究的主要内容：
1.前期准备：
ＳＴＩＴＰ项目结项报告
（1）进行市场调研，确定方案可行性。
（2）分析现有的资料、能够利用的设备及材料（3）确立项目的设立及方案 2.组织实施：（1）召开项目分析会（2）做出需求分析
（3）确定研究目标及方案 3.过程管理：
（1）制定小组成员对项目所需知识的学习计划，并定期汇报结果。
（2）制定项目开发过程中小组成员之间约束规则，根据小组成员个人的长处、学习能力及学习兴趣，分配最适合的任务，以保证项目按进度如期进行。
(3)成员小组根据自己所在模块的任务，编写代码并依次完成各个功能模块的测试，进行相应的改进，直到达到满意的效果。(4)综合各个模块应用并进行测试加以完善。
(5)论文、课件的整理，产品的最终检验，结题提交。4.实践环节：
主要包括ahash和phash算法的学习，前期数字图像处理，后台搜索图片程序编写，前端搜索界面设计，数据库建立、连接与应用等。
五、研究路线：
进行市场调研、需求分析，项目可行性分析、结构化分析和模块分析与设计。项目学习，包括最新图像哈希算法的应用，数字图像处理，搭建前端页面的相关语言如php，html等，构建数据库与前台连接，以及java编程。
六、项目研究方法：
本小组认为该项目的研究，可分为前、中、后三期，即：
１.项目前期：调研并进行可行性分析，阅读技术资料，进行初步的参数计算，完成对数字图像的前期基本处理，为后面的工作打下基础。
２.项目中期：正式实施项目，进行编写算法，建立页面和数据库以及测试等工作。３.项目末期：进行项目的完善，整理记录的材料数据，完成论文，准备答辩。
七、项目完成所需的实验条件：
本项目拟在南京邮电大学通达学院的校内舍进行，需要用到的设备与网络环境有笔记本电脑，路由器，移动硬盘，优盘，无线网络，4g网络等。在学院图书馆的图书阅览室及电子阅览室进行最新技术的查询。后台控制使用Eclipse基于Java的可扩展开发平台，前端需要html语言和php语言进行编写界面，以及已开发的apache
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平台。
八、项目组成员各自完成的内容及任务
负责人：
杨纯负责matlab数字图像的处理与分析，用java实现算法的比较和搜索出与原图完全相同的图片，人员协调，中期PPT制作与答辩主持，项目关于图像哈希算法研究的论文写作，结项答辩演示讲解。队员：
吴凌燕：负责页面前端的设计，数据库的建立，实现整体功能的运行，文档整理，结项答辩演讲者。
沈烨:负责项目前期的问卷调查和总结，ahash和phash算法的学习与应用，学习资料的收集整理和采购，项目的综合测试，和队员间沟通联系。
九、项目研究的主要过程：历时阶段以及分阶段特点 2015年5-8月：
1.团队目标：
调研并进行可行性分析，确定方案可行性。阅读技术资料，了解图像哈希算法应用最新技术，选择开发环境，分析现有的资料、能够利用的设备及材料，确立项目的设立及方案。2.团队分工：
对项目我们进行了初步分工，我负责算法编程及matlab图像处理，吴凌燕负责设计UI前端，沈烨负责数据库的相关知识学习及项目综合测试。最后将每个人负责的各个模块结合起来，进行测试调整，加以完善。
2015年9-12月：
团队目标：
1.我们团队商讨项目具体实施方案，明确成员工作职责。
2.对项目的中期成果进行测试和总结，发现问题并进行下一步的完善工作。团队成果：
1.完成了ahash和phash算法性能的基本测试和比较，并做了相关总结 2.实现汉明距离比较图片是否相似
3.整理了中期文档资料以并完成中期答辩ppt的制作。
2016年1-4月：
1.团队目标：
（1）完善项目中期所遇到的问题：
①输出的结果只能显示在控制台，不能输出到一个指定的文本中。
②输出的结果是汉明距离值和指纹数，不易读懂，无法显示出相似的图片和其大
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小，不具有图形可视化。
（2）继续前端设计，实现相似图片搜索。（3）撰写报告，完成最后总结。2.团队成果：
1.通过matlab软件对图像分析，研究了图像内容特征提取算法及现有的图像ahash和phash算法，总结了哈希算法的基本思想、实现步骤及各自的优缺点，并完成了关于图像哈希算法研究的论文。
2.通过Java获得的指纹数和每张图片与原图的汉明距离都可以保存在一个文件夹中，将这些文件夹作为库，以此建立数据库。完成使用html语言实现页面前端的设计和数据库的建设，再通过php语言就可以完整的实现后端的运行到前端的展示，就可以做到图片搜索图片的基本功能。
十、项目研究成果：
研究成果将以软件的功能实现、论文、开发过程的形式展现。
项目文档资料：立项申请表、立项书、中期检查表、项目季度报告、结题表、项目成果简介等。
十一、项目研究过程中存在的主要问题：
①目启动之初，不熟悉项目开发流程，对于如和开展研究存在一定问题，②开始对于团队分工存在不足，暑假期间沟通存在地理隔离，影响项目交流。③在项目研究开发后期遇到了知识瓶颈，以我们现有的知识很难顺利的完成项目的每一个功能点，影响了项目开发速度。
十二、心得体会：
通过这为期一年的大学生科技创新stitp项目，我们收获了很多。首先，我们在知识层面上有了提高，学习了关于图片搜索及图像处理方面的相关知识，了解了图像哈希算法先进的科学应用技术，对编程算法和前端设计都有了一个新的认识，这也是我们从理论基础学习到实践中逐步完成算法的编写修改及实现的过程，不仅加强了对哈希算法的基本思想、实现步骤及优缺点的理解，更提高了实际中动手操作的能力。其次，我们学会了做项目的流程、分工与合作，懂得了一个项目的完成需要每一个组员的全力付出和配合，在这个过程中遇到了很多我们从未遇到过的问题，当遇到这些问题的时候，我们相互沟通，通过上网查找资料以及请教老师的方式解决困难，学会了思考和解决遇到的问题，而不是遇到问题就退缩。最后，这次项目的经历，为我们今后不管是在研究生阶段的学习还是工作生涯的学习都奠定了
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一个基础，同时为毕业设计与答辩奠定了基础。
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