使用深度學(xué)習(xí)為您的圖片構(gòu)建功能強(qiáng)大的圖像搜索引擎
幾天前，我有一種想要回顧一張我記憶猶新的舊照片的愿望，但我不知道在哪里可以找到…自從這張照片被拍攝后，我換了兩次手機(jī)，換了一次筆記本電腦，我很確定我當(dāng)時(shí)已經(jīng)通過(guò)Messenger把它發(fā)給了某人，但是是誰(shuí)呢？如果能用一個(gè)簡(jiǎn)單的描述性查詢搜索我所有的圖片并找到它，那該有多方便啊！…
計(jì)算機(jī)視覺的最新進(jìn)展提高了圖像嵌入(密集矢量表示)的相關(guān)性，使用最近的剪輯模型，為我的本地圖片實(shí)現(xiàn)類似Google的圖像搜索現(xiàn)在很容易實(shí)現(xiàn)。
無(wú)需深入研究細(xì)節(jié)(更多信息，請(qǐng)參閱博客帖子和論文：https://openai.com/blog/clip/)，Clip是一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，旨在通過(guò)自然語(yǔ)言監(jiān)督來(lái)學(xué)習(xí)圖像特征。基本上，它使用互聯(lián)網(wǎng)上帶有相關(guān)字幕的公共圖像，將文本嵌入類似Bert的語(yǔ)言模型，并將圖像嵌入視覺轉(zhuǎn)換器。請(qǐng)注意，所使用的技術(shù)可以應(yīng)用于其他NLP和CV模型體系結(jié)構(gòu)。利用多個(gè)圖像/文本嵌入對(duì)，可以通過(guò)批量負(fù)對(duì)比訓(xùn)練來(lái)微調(diào)視覺和文本嵌入模型，類似于在信息檢索的NLP領(lǐng)域中可以做的事情。基本上，目標(biāo)是使圖像嵌入與其關(guān)聯(lián)的文本嵌入相對(duì)應(yīng)(點(diǎn)積)，并且與其他圖像的所有標(biāo)題(1)不同。
剪輯通常用于“零鏡頭”分類；給定圖像和字幕列表，它會(huì)推斷圖像的最佳字幕是什么。在上面的例子(2)中，與“飛機(jī)的照片”、“鳥的照片”、“汽車的照片”相比，“狗的照片”是最好的圖片說(shuō)明。…
我對(duì)圖像搜索引擎的想法(這里并不新鮮)是顛覆這一點(diǎn)，而不是基于圖像對(duì)字幕進(jìn)行分類，而是基于文本查詢對(duì)圖像進(jìn)行分類。該過(guò)程將如下所示：
- 找到給定目錄中的所有圖像
- 使用預(yù)先訓(xùn)練的剪輯視覺轉(zhuǎn)換器計(jì)算每個(gè)圖像的嵌入，并將它們與圖像路徑一起存儲(chǔ)以供將來(lái)參考。https://openai.com/blog/clip/
- 在運(yùn)行時(shí)，使用剪輯文本轉(zhuǎn)換器將用戶查詢轉(zhuǎn)換為文本嵌入。
- 計(jì)算文本嵌入與所有存儲(chǔ)的圖像嵌入的點(diǎn)積，根據(jù)其獲得的分?jǐn)?shù)對(duì)所有圖像進(jìn)行排序，并返回排名最高的N個(gè)圖像的路徑。
這個(gè)過(guò)程以及一些額外的特性是在我的Github存儲(chǔ)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的：https://github.com/ManuelFay/ImageSearcher. https://github.com/ManuelFay/ImageSearcher
在索引階段，代碼使用oslibrary查找給定目錄和子目錄中的所有圖片，使用轉(zhuǎn)換器和Pickle庫(kù)嵌入和存儲(chǔ)矢量化表示。在運(yùn)行時(shí)，將加載酸洗過(guò)的嵌入，并根據(jù)嵌入的查詢進(jìn)行匹配，然后返回排名第n位的圖像。提供了Flask/Gunicorn API，以便能夠高效地使用具有外部接口的搜索引擎。還提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的Google Image Search，類似于Vue.js構(gòu)建的Web界面。
示例
為了獲取大量的圖片，我從Facebook下載了我的Messenger檔案，獲得了過(guò)去幾年里我發(fā)送和接收的大約1萬(wàn)張圖片。
搜索引擎允許進(jìn)行非常描述性的查詢。排名靠前的圖像排在第一位。請(qǐng)注意，這些圖片都是從我的大約10,000張本地圖片中提供的，因此選項(xiàng)池是有限的。
元查詢也是可能的。在這里，我們請(qǐng)求無(wú)人機(jī)拍攝的照片：
這是一個(gè)很快的下午項(xiàng)目，但剪輯模型的精確度給我留下了深刻的印象。要自己測(cè)試它，請(qǐng)使用https://github.com/ManuelFay/ImageSearcher.中的代碼歡迎對(duì)改進(jìn)和額外功能的貢獻(xiàn)！ https://github.com/ManuelFay/ImageSearcher
