1、隨著科技的發(fā)展，近年來圖像及視頻數(shù)據(jù)量呈爆炸性增長，同時對此類數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用需求也在迅猛增加。其中，從圖像與視頻數(shù)據(jù)中獲取信息是一個重要的基礎(chǔ)工程，相比起計算機，人類在信息感知方面有著先天的優(yōu)勢。人類能夠迅速而精準(zhǔn)地識別出圖像與視頻中的內(nèi)容，提取重要信息并快速總結(jié)，而計算機在這方面目前仍沒有快速而準(zhǔn)確的模型。在計算機硬件性能快速提升，大數(shù)據(jù)處理與云計算高速發(fā)展的如今，人們希望機器能夠像人一樣處理海量圖像與視頻數(shù)據(jù)，由此誕生了視覺顯著性

2、分析檢測模型的研究。
　　視覺顯著性模型即是通過建立計算機數(shù)學(xué)模型來模擬人類的視覺系統(tǒng)，從而在給定的圖像與視頻數(shù)據(jù)中提取人類普遍關(guān)注的重點。此類重點即為顯著性區(qū)域，它們能直觀地代表人類在觀察圖像與視頻時獲取信息的位置與特征。當(dāng)前對于視覺顯著性模型的構(gòu)建主要基于圖像中自底向上的低層特征，并通過融合高級別特征加以改進。在分析模型與數(shù)據(jù)時，主要使用熱力圖等可視化方法進行直觀展示與對比。相關(guān)研究領(lǐng)域方面，顯著性特征已在圖像理解，圖像描述生

3、成等技術(shù)中得到了應(yīng)用。
　　視覺顯著性研究領(lǐng)域的研究存在著諸多挑戰(zhàn)與困難。首先從數(shù)據(jù)信息的角度出發(fā)，吸引人們關(guān)注的特征是未知的，這就需要從經(jīng)驗的角度出發(fā)，探索需要建立的模型應(yīng)該包含何種特征，同時各種特征對于人眼關(guān)注度的影響程度也是未知的，需要通過具體的分析與實驗來區(qū)分其權(quán)重。再者，視覺顯著性數(shù)據(jù)的獲取過程包括圖像的選取以及人眼跟蹤記錄，對數(shù)據(jù)的觀測與篩選。每一項的時間與成本開銷都比較大，數(shù)據(jù)量增加的如今，需要探索更加合適的方法來獲

4、取數(shù)據(jù)，并通過可視化設(shè)計來合理展現(xiàn)與分析數(shù)據(jù)。最后，視覺顯著性與諸多機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究存在交集，尤其是與圖像描述所具有的重大關(guān)聯(lián)性，探索視覺顯著性與圖像描述的內(nèi)在聯(lián)系，將顯著性特征應(yīng)用于增強圖像描述生成模型之中是一個具有重要價值和挑戰(zhàn)性的問題。
　　本文旨在利用國內(nèi)外已有的研究基礎(chǔ)上展開研究，針對現(xiàn)有視覺顯著性數(shù)據(jù)與模型方面的不足和難點，通過研究數(shù)據(jù)特點，不同級別上的特征，構(gòu)建新的視覺顯著性模型。同時本文在視覺顯著性數(shù)據(jù)的展現(xiàn)方式

5、，即可視化方法，以及與其它領(lǐng)域的相關(guān)性方面進行了研究與探索。本文的主要研究內(nèi)容和貢獻內(nèi)容如下：
　　1.提出了一種針對自然場景圖像的視覺顯著性模型，該模型可以檢測并預(yù)測自然場景圖像的視覺顯著性區(qū)域。模型在傳統(tǒng)的圖像底層特征的基礎(chǔ)上，引入了自然場景的結(jié)構(gòu)信息作為特征，通過多核學(xué)習(xí)將多種特征進行融合，構(gòu)建了在自然圖像方面優(yōu)于傳統(tǒng)方法的視覺顯著性模型。在構(gòu)建模型的基礎(chǔ)上，本文提出了一個全新的基于自然圖像的視覺顯著性數(shù)據(jù)庫，為視覺顯著性模

6、型的研究和構(gòu)建提供幫助和參考。
　　2.提出了一種新的應(yīng)用于視頻視覺顯著性數(shù)據(jù)的可視化方法。該方法結(jié)合傳統(tǒng)的二維熱力圖與掃描路徑方法，通過Space Time Cube將視頻數(shù)據(jù)在三維空間上進行展示，同時捆綁二維投影數(shù)據(jù)與度量標(biāo)準(zhǔn)，在時空維度整體展現(xiàn)了視頻的視覺顯著性數(shù)據(jù)，方便了視覺顯著性數(shù)據(jù)的分析與理解。
　　3.提出了針對視覺顯著性與圖像描述的相關(guān)性分析。本文在大量數(shù)據(jù)的分析前提下，展現(xiàn)了視覺顯著性與圖像描述在不同級別的