黃 輝,張 濤,談 璽,楊德利

(1.中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630；2.廣州必視谷信息技術(shù)有限公司 廣州 510640)

基于可視化搜索技術(shù)的新一代3G移動電子商務(wù)

黃 輝1,張 濤1,談 璽2,楊德利1

(1.中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630；2.廣州必視谷信息技術(shù)有限公司 廣州 510640)

論述了可視化搜索技術(shù)的基本原理及其在3G互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)中的應(yīng)用。通過把可視化搜索技術(shù)與3G電子商務(wù)結(jié)合起來，形成嶄新的移動可視化電子商務(wù)模式，該模式利用了3G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，同時也充分利用了手機及其攝像頭這一信息獲取方式，是對傳統(tǒng)無線電子商務(wù)的突破性擴展。

可視化搜索；移動電子商務(wù)；移動互聯(lián)網(wǎng)

1 引言

目前,依托寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)模式，在3G市場移動數(shù)據(jù)傳輸速度達到一定水平的情況下，將會衍生出新的基于3G網(wǎng)絡(luò)的手機電子商務(wù)的商業(yè)模式。相比于現(xiàn)有的電子商務(wù)模式，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的手機電子商務(wù)，能讓用戶隨時隨地地進行電子商務(wù)活動，能最大程度地抓住人們沖動性消費的商機，也就能創(chuàng)造更多的電子商務(wù)效益。

當(dāng)然，對于手機這種便攜性較強的設(shè)備，用戶操作受到諸多限制，如何采用有別于傳統(tǒng)有線互聯(lián)網(wǎng)的用戶人機交互方式，是形成完整無線3G電子商務(wù)的關(guān)鍵。針對這一關(guān)鍵問題，可視化搜索技術(shù)的出現(xiàn)，將大大改善手機電子商務(wù)的整體環(huán)境。

2 圖像搜索技術(shù)及其電子商務(wù)應(yīng)用

可視化搜索技術(shù)基于圖像檢索技術(shù)，從基本原理上講，圖像檢索技術(shù)主要分為兩大類：基于文本的圖像檢索技術(shù)和基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)。

基于文本的圖像檢索技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，即利用文本描述的方式表示圖像的特征，并利用相應(yīng)的文字檢索引擎對圖片進行檢索。這種技術(shù)的特點是簡單、易于理解，但是很難找到客觀描述圖像的關(guān)鍵字。自20世紀(jì)90年代以來，基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)得到了長足發(fā)展[1,2]，該技術(shù)利用圖像的顏色、形狀、紋理、輪廓、對象的空間關(guān)系等基本視覺特征進行匹配、查找（即檢索）。目前一些著名的圖像檢索系統(tǒng)相繼被推出，有IBM的QBIC系統(tǒng)[3]、哥倫比亞大學(xué)開發(fā)的Visual-SEEK[4,5]、MIT多媒體實驗室開發(fā)的Photo-Book[6]和 UC Berkeley開發(fā)的Chabot[7]系統(tǒng)等。

隨著計算機技術(shù)和國際互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，圖像數(shù)量正以驚人的速度增長，并且互聯(lián)網(wǎng)上海量圖像的數(shù)量和來源途徑均不確定，如何對這些圖片進行檢索是一個關(guān)鍵和迫切的問題。目前，國際IT業(yè)巨擎都在這一新興領(lǐng)域投入了大量資金展開研究及商業(yè)活動。美國谷歌（Google）、微軟（Microsoft）、雅虎（Yahoo）等提供的圖像檢索服務(wù)，采用的都是文本標(biāo)注的方式，即建立文字與網(wǎng)頁中圖像的標(biāo)注和索引。

近年來，谷歌、微軟、諾基亞等國內(nèi)外IT企業(yè)都在開展基于圖像內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)研究，在一定地區(qū)范圍內(nèi)推出了有限的圖像搜索服務(wù)，并嘗試著讓本技術(shù)服務(wù)于電子商務(wù)。谷歌于2009年12月份推出基于可視化搜索技術(shù)的手機拍照搜索服務(wù)應(yīng)用“Goggles”，可同時進行圖像和文字識別搜索服務(wù)。2009年6月美國電子商務(wù)巨擎亞馬遜（Amazon）收購圖像搜索技術(shù)公司SnapTell，并將其可視化搜索技術(shù)整合應(yīng)用到電子商務(wù)平臺。

3 移動可視化電子商務(wù)

3.1 移動可視化電子商務(wù)的業(yè)務(wù)流程

基于以上對圖像搜索技術(shù)的介紹，綜合現(xiàn)在手機平臺傳感器及機器性能的特點，利用手機攝像頭結(jié)合可視化搜索技術(shù)，實現(xiàn)用戶對感興趣物體的一鍵拍照搜索，從而進一步導(dǎo)引電子商務(wù)活動。整體的移動可視化電子商務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

通過在手機客戶端引入可視化搜索功能，把舊有的移動電子商務(wù)平臺，升級為具有視覺感知能力的、更貼近用戶使用體驗的新一代電子商務(wù)平臺，完全有能力實現(xiàn)對用戶全天候移動終端的電子商務(wù)活動。

3.2 移動可視化電子商務(wù)的技術(shù)架構(gòu)

基于圖1的技術(shù)架構(gòu)，移動可視化電子商務(wù)的技術(shù)架構(gòu)如圖2所示，需要集中解決以下系統(tǒng)環(huán)節(jié)。

系統(tǒng)的核心功能單元可視化搜索引擎及相關(guān)技術(shù)，在整個可視化電子商務(wù)領(lǐng)域里都屬于最核心的部分，它是一切業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，形成一套完整的可視化搜索引擎體系?？梢暬阉饕嬗蓤D像精確識別和圖像語義相似度匹配技術(shù)組成，圖像精確識別功能單元可以通過形狀、紋理、輪廓等來對圖像進行精確匹配與識別，從而開展相關(guān)的電子商務(wù)活動；而圖像語義相似度匹配，則通過顏色、紋理、模板等方面，通過模糊匹配技術(shù)，尋找最接近于原圖像的目標(biāo)圖像。

通過第三方技術(shù)授權(quán)的合作方式，與第三方合作伙伴進行合作，提供可視化搜索服務(wù)。通過此服務(wù)，達到推廣使用可視化搜索服務(wù)的目的；同時，通過這樣的實際應(yīng)用，完善自有互聯(lián)網(wǎng)圖片數(shù)據(jù)自動采集與分析的機制。

在可視化搜索引擎的基礎(chǔ)上，構(gòu)建可視化電子商務(wù)平臺，在業(yè)務(wù)層面為各種電子商務(wù)模式提供定制搜索系統(tǒng)。

可視化搜索引擎需要對用戶數(shù)據(jù)分析與挖掘環(huán)節(jié)做大量的研究工作。在前兩個階段里，可視化搜索引擎及電子商務(wù)平臺將采集到大量的用戶點擊數(shù)據(jù)，通過分析這些第一手的用戶數(shù)據(jù)，輔以專家的分類訓(xùn)練，可以得到更接近人類思維的可視化搜索結(jié)果。

下面就對其中涉及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)給予進一步的論述。

3.3 可視化搜索技術(shù)

可視化搜索技術(shù)的目的是對圖片庫進行圖像檢索，即核心技術(shù)是圖像檢索算法，主要涉及的技術(shù)包括圖像匹配識別、圖像檢索、大規(guī)模并行處理等技術(shù)。圖像檢索技術(shù)必定是以提高圖像的查準(zhǔn)率、查全率和查詢速度為目標(biāo)。

圖1 移動可視化搜索系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 移動可視化電子商務(wù)技術(shù)架構(gòu)

從目前的可視化搜索技術(shù)及電子商務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，主要面臨幾大關(guān)鍵技術(shù)需要著重解決。

3.3.1 圖像檢索算法里提取特征值的方法

互聯(lián)網(wǎng)上的圖像數(shù)量和圖像來源途徑均具有不確定性，捕獲圖像的共同點十分困難。用傳統(tǒng)的圖像檢索方法對這些圖像進行檢索，其效果遠(yuǎn)不能令人滿意，主要的瓶頸介紹如下。

（1）關(guān)鍵點的提取、存儲、匹配

在關(guān)鍵點的處理上，目前通常采用大維向量、結(jié)構(gòu)存儲、逐一匹配，這直接導(dǎo)致圖片庫的容量受限和搜索效率的低下。

（2）圖像語義層的信息描述缺失

在圖像識別的技術(shù)層面上，目前的解決方案更多的是僅僅考慮了圖像顏色、紋理、形狀和輪廓等低層物理特征，沒有考慮到圖像內(nèi)容的塊狀特征、形狀特征、對比度特征等更多維豐富信息在圖像識別中的作用。

（3）缺乏有效的用戶反饋機制

現(xiàn)有的圖像檢索技術(shù)，并沒有充分利用用戶參與圖像分析，沒有使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)客觀分析與學(xué)習(xí)圖像信息與所處搜索結(jié)果的相關(guān)性。

（4）現(xiàn)有圖像檢索算法難以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)的應(yīng)用需求

隨著互聯(lián)網(wǎng)圖像數(shù)量越來越多、來源途徑越來越復(fù)雜，基于顏色和紋理的傳統(tǒng)圖像檢索算法將無法滿足檢索需要，必須從圖像的形狀、塊狀、對比度、空間關(guān)系等特征著手，建立新的圖像檢索算法。

3.3.2 對圖像多維特征進行存儲與快速搜索的技術(shù)

不管使用何種算法來對圖像進行特征提取，最后都面臨一個圖像特征庫保存與搜索的問題。當(dāng)一個圖像用多維特征來進行描述后，如何對這個特征庫進行快速的搜索與匹配，成了圖像檢索技術(shù)的瓶頸問題。

搜索速度對于可視化搜索電子商務(wù)的影響尤其重要。在電子商務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，更加強調(diào)用戶體驗，如何提供更加符合用戶搜索習(xí)慣與使用習(xí)慣的可視化搜索方案，是當(dāng)前可視化搜索需要解決的主要問題。

有效的圖像特征讀寫機制，可以為特征的快速搜索提供有力的支撐，尤其是在電子商務(wù)應(yīng)用擴大后，圖像數(shù)量與日俱增，更加需要有效的圖像特征讀寫機制。這個機制有別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，需要專門進行設(shè)計。

3.4 可視化移動搜索技術(shù)應(yīng)用層問題

上述實現(xiàn)的可視化搜索技術(shù)，具有傳統(tǒng)文本關(guān)鍵字搜索所不可比擬的優(yōu)勢，應(yīng)用于手機領(lǐng)域，不僅能大大減少用戶在手機端的輸入，還能大大避免文字描述圖像內(nèi)容帶來的不準(zhǔn)確性。應(yīng)用這種可視化移動搜索技術(shù)，同樣面臨以下幾大難題。

（1）無線圖片傳輸?shù)乃俣葐栴}

用戶查詢的圖片以及結(jié)果圖片，在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，都需要耗費大量的帶寬，尤其是在需要用戶反復(fù)地搜索與查找的應(yīng)用場景里，無線網(wǎng)絡(luò)的速度及穩(wěn)定性將是挑戰(zhàn)。為從根本上解決圖片內(nèi)容傳輸?shù)膯栴}，需要把更多圖片預(yù)處理的功能放在手機終端，實現(xiàn)圖片采集終端更加智能化的實現(xiàn)。

（2）結(jié)果內(nèi)容的展示方式

在無線終端上的電子商務(wù)展示形式，需要專門進行研究與定制，以適應(yīng)手機用戶的使用習(xí)慣。結(jié)合現(xiàn)在的電子商務(wù)形式，可以綜合考慮用多角度的圖片、立體模型以及增強現(xiàn)實技術(shù)來多角度展示電子商務(wù)內(nèi)容。

（3）適配無線終端的電子商務(wù)操作方式

移動可視化搜索電子商務(wù)的最終產(chǎn)品設(shè)想，將有別于其他形式：手機用戶通過安裝移動可視化搜索手機客戶端，在看到了有興趣深入了解的圖片時，可以對該圖片進行拍攝，并顯示后臺服務(wù)器返回的相關(guān)搜索信息。通過使用可視化移動搜索系統(tǒng)，手機用戶可以靈活、快速、準(zhǔn)確地搜索與視覺信息相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，顛覆傳統(tǒng)的以關(guān)鍵字為核心的搜索技術(shù)，以最直觀的影像表達方式來實現(xiàn)信息搜索。

4 移動可視化電子商務(wù)應(yīng)用場景創(chuàng)新

基于移動可視化搜索技術(shù)帶來的高用戶流量以及信息的高度關(guān)聯(lián)，完全可以打造一個完整的可視化搜索電子商務(wù)平臺。電信運營商可以通過手機客戶端，方便用戶調(diào)用攝像頭進行圖像采集并上傳的工作，在后臺服務(wù)器通過可視化搜索技術(shù)進行圖像識別，通過識別出來的目標(biāo)物體為移動用戶提供完整的可視化搜索電子商務(wù)服務(wù)。

根據(jù)可視化搜索引擎的技術(shù)特點，可以實現(xiàn)圖像精確匹配與識別、圖像語義相擬度匹配等兩種類型的可視化搜索引擎，對應(yīng)于這兩種技術(shù)，可以實現(xiàn)不同類型的電子商務(wù)平臺。

4.1 基于精確識別的可視化搜索電子商務(wù)

對于一些具有標(biāo)準(zhǔn)圖像的產(chǎn)品，可采用圖像精確識別算法和標(biāo)準(zhǔn)圖像庫的形式，來打造可視化搜索引擎，從而提供基于精確識別的可視化搜索電子商務(wù)。對于這一模式，用戶只需要拍攝標(biāo)準(zhǔn)圖像，可視化搜索引擎就可以準(zhǔn)確地知道用戶希望獲得的產(chǎn)品信息。這一技術(shù)，主要可以應(yīng)用在以下場景。

（1）訂票

通過可視化搜索技術(shù)，對電影海報、音樂會海報進行拍攝、搜索，從而進行購票和確認(rèn)，還可以提供團體訂票等服務(wù)。移動電子商務(wù)使用戶能在票價優(yōu)惠或取消時立即得到通知，借助可視化搜索技術(shù)，用戶可以以最簡單的接入方式瀏覽電影剪輯、閱讀評論，然后訂購鄰近電影院的電影票。

（2）購物

通過可視化搜索客戶端，用戶能夠通過其移動通信設(shè)備進行網(wǎng)上購物。即興購物會是一大增長點，如看到友好提示的商標(biāo)、物品標(biāo)志，拍照搜索后即可直接訂購該商品。傳統(tǒng)購物也可通過可視化搜索技術(shù)來進行商品搜索。

（3）娛樂

移動可視化電子商務(wù)將帶來一系列娛樂服務(wù)。用戶不僅可以從他們的移動設(shè)備上收聽音樂，還可以拍照搜索感興趣的唱片封面、演唱會海報等，訂購、下載或支付特定的曲目，并且可以在網(wǎng)上與朋友們玩交互式游戲，還可以游戲付費，并進行快速、安全的博彩和游戲。

4.2 基于圖像語義相似度的可視化搜索電子商務(wù)

據(jù)分析，用戶很大一部分的購物消費，是通過類比的方式來產(chǎn)生的。例如，當(dāng)用戶看到好友穿了一件好看的襯衣，他也希望能購買類似風(fēng)格的襯衣，但是又不希望與好友的衣服完全類似。這時，通過圖像的語義相似度匹配技術(shù)，可以打造基于圖像語義相似度匹配的可視化搜索電子商務(wù)模式，實現(xiàn)以下幾種類型的電子商務(wù)。

（1）服飾購買

通過讓用戶拍攝樣板衣服，可視化搜索引擎可通過模板匹配、紋理、特征等語義匹配，有根據(jù)地輸出同樣風(fēng)格、類型的衣服搜索結(jié)果給用戶挑選，從而方便地實現(xiàn)購買、好友推薦等電子商務(wù)活動。此種類型的電子商務(wù)有很廣闊的適用場景，最重要的是，它提供給用戶一種用非語言的方式來描述想購買商品的途徑，讓商家以更直觀的方式對用戶進行導(dǎo)購等。

（2）輪廓性商品描述及商品購買

很多情況下，用戶可能只保留了對以前見過的某種商品的模糊記憶，或者只是單純地想找某一種輪廓、外形的商品，但是對這一商品并不具備更具體的印象，很難用語言來對該商品進行描述。這個時候，通過輪廓識別打造可視化搜索引擎，可讓用戶畫出商品的簡筆畫，通過可視化客戶端拍攝并進行商品搜索，從而找到類似形狀的商品。這一操作，可大大縮短用戶操作，也免去了用戶用語言來進行商品外觀描述。最重要的是，本模式提供給用戶從最基本的信息發(fā)散尋找商品的機會，盡最大努力去挖掘潛在商機。這一功能為智能程度更高的電子商務(wù)模式，需要更加豐富的商品數(shù)據(jù)庫、更加智能化的可視化搜索技術(shù)進行支撐。

4.3 可視化電子商務(wù)的輔助手段

針對現(xiàn)有高端智能手機默認(rèn)搭載了越來越多的傳感器（如GPS定位傳感器、重力傳感器、電子羅盤等），移動可視化電子商務(wù)完全可以針對這一部分高端用戶，來進行顯示模型的特殊化定制，以期提供更友好的電子商務(wù)界面。

利用 GPS定位，結(jié)合電子羅盤、重力傳感器等，利用增強現(xiàn)實來實現(xiàn)實景和虛擬景物的疊加，可以更加直觀的方式來提供物品導(dǎo)購、簽到優(yōu)惠，甚至于以增強現(xiàn)實的形式來提供游戲的功能，形成社會化應(yīng)用，從而提供團購、會員等多樣化電子商務(wù)功能。

5 結(jié)束語

目前，移動電子商務(wù)在我國已經(jīng)完成了起步階段，正在進入大規(guī)模爆炸式增長的階段，移動電子商務(wù)模式和平臺技術(shù)還在摸索中前進。移動可視化電子商務(wù)作為一種新型的電子商務(wù)模式，利用了移動無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，同時也充分利用了手機及其攝像頭這一信息獲取方式，是對傳統(tǒng)無線電子商務(wù)的突破性擴展。盡管目前移動可視化電子商務(wù)的開展還存在安全與帶寬等很多問題，但是與傳統(tǒng)的無線電子商務(wù)方式相比，通過可視化搜索技術(shù)能帶給用戶全新的電子商務(wù)體驗，將成為移動電子商務(wù)突破的一個新方向。

1 黃祥林,沈蘭蓀.基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)研究.電子學(xué)報,2002,30(7)

2 徐杰,施鵬飛.基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù).中國圖像圖形學(xué)報,2003,8(A9)

3 FL I M,Sawhney H,Niblackw,et al.Query by image and video content:the QBIC system.IEEE Comp uter,1995,28(9)

4 Smith J R,Chan G.Visual Seek:a fully automated content2based image query system.http://citeseer.ist.psu.edu/smith96visual seek.htm1

5 Smith J R,Chan G.Local color and text ure ext raction and spatial query.http://iee2explore.ieee.org/ie13/4140/12210/00560998.pdf?arnumber=560998

6 Pen Tland A,Picard R W,Sclaroffs.Photobook:content2Based manipulation of image databases.International Journal of Computer Vision,1996,18(3)

7 Stonebra K M.Chabot:retrieval from a relational database of images.IEEE Computer,1995,28(9)

8 肖志輝.移動互聯(lián)網(wǎng)研究綜述.電信科學(xué)，2009，25（10）

9 羅志強，沈軍.移動電子商務(wù)用戶溯源認(rèn)證技術(shù)研究與應(yīng)用.電信科學(xué)，2009，25（6）

10 金鐸，徐雄，梁冰，李云.號百電子商務(wù)平臺架構(gòu)建設(shè)探討.電信科學(xué)，2010，26（8）

A New Generation of 3G Mobile e-Commerce Based on Visual Search Technology

Huang Hui1,Zhang Tao1,Tan Xi2,Yang Deli1
(1.Guangdong Research Institute of China Telecom Co.,Ltd.,Guangzhou 510630,China；2.Guangzhou PixCoo Information Technologies Co.,Ltd.，Guangzhou 510640，China)

The paper presents the basic theory of visual search technology,and discusses its application over 3G mobile Internet.By integrating 3G and e-commerce with visual search technology,we can create a brand new mobile visual e-commerce business model.This business model breaks through the limitation of traditional mobile e-commerce while it gives us the chance to make full use of the high speed advantage of 3G mobile network,and maximizes the human-computer interaction benefit of cellular phone’s camera to snap the image of an object to further do understanding and shopping.

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2011－04－28)