編輯導語：在人工智慧技術方面，圖像視覺應該是被應用最廣泛的技術之一。本文作者從關鍵技術和產品設計兩大方面，圍繞圖像檢索技術的應用進行了產品介紹，推薦想了解圖像檢索的童鞋看看。
前一節主要跟大家討論了文本糾錯技術的應用，本節將跟大家討論分享關於圖像視覺方面的應用——圖像檢索。
在人工智慧技術應用方面，圖像視覺應該是被應用最廣泛的技術之一，從最早的安防監控，到後面落地最多的人臉識別，都是圖像技術的應用，本文想圍繞圖像檢索技術的應用進行產品介紹。
圖像檢索技術在實際應用中包括了檢索+識別（相似度度量）兩個部分，目前重點應用於泛搜索引擎中，百度搜索、谷歌搜索、淘寶拍立淘等都可以支持通過圖片檢索實現信息查找。
相對於文字搜索而言，圖像檢索更直觀，更易操作，尤其是對於陌生信息的檢索，可以直接通過拍照實現信息的檢索。
一、關鍵技術
圖像檢索包括了基於文本的圖像檢索和基於內容的圖像檢索。基於文本的圖像檢索主要通過對圖像進行文本描述，提煉關鍵詞等標籤信息，後續在進行檢索時，可以通過檢索關鍵詞的方式查找對應的圖片，這種方式跟用百度查找「胡歌」返回胡歌的照片是一致的；
基於內容的圖像檢索是通過提取圖像的紋理、顏色、梯度或者其他高層語義特徵等作為圖像特徵來計算圖像間的相似度，實現圖像檢索。
1. 基於文本的圖像檢索
如果需要高查准率，就需要精確的標籤數據，而精確的標籤數據對於人工標註來說是耗時耗力的，甚至有些圖像很難用有限的關鍵詞能描述清楚。目前通常情況下會先基於圖像內容分析進行自動標註，然後只要存儲圖像和文本標籤即可，雖然會降低查准率，但是仍然可以保證文本檢索。
2. 基於內容的圖像檢索
雖然搜索精度不一定如文本搜索，並且容易受到圖像質量（光照、遮擋、背景複雜度等）的影響，但是對用戶而言，搜索難度將降低，可以實現所見即所得，只要拍照出發搜索即可。因此，可應用範圍將更加廣闊。
3. 分散式存儲技術
除了關鍵的演算法技術，還需要跟工程相關的分散式存儲技術，因為在實際工程應用中，涉及到的索引結構需要支持到10億量級的，所以如何構建並存儲圖片的特徵索引信息，需要工程上進行優化（ps：由於過於技術化，筆者也不敢班門弄斧了）。
在實際應用中，基於文本和基於內容的圖像檢索一般是解耦的，產品設計可以選擇兩者並存，或者獨立使用。
比如在電商中，淘寶通過知識圖譜技術構建了大量的商品畫像，所以用戶可以通過文本搜索，同時拍立淘也支持圖像搜商品；而某些識花等小軟體則是單純通過以圖搜圖實現。具體的還是需要產品根據實際應用場景來決定。
本文下面將重點介紹的是基於內容的圖像檢索，其中基於內容的圖像檢索，從產品的輸入角度又可以分為以圖搜、以視頻搜和以音頻搜，列舉出來的話是圖搜圖、圖搜視頻、視頻搜視頻。
二、產品設計
1. 應用場景
（1）目前常見的圖像搜索應用場景有以下幾種：
- 拍立淘的電商應用場景，通過拍照識圖，實現快速購物，提高購物體驗。
- 視覺中國的圖片庫類的圖片查找應用場景，實現圖片查找應用，和版權鑒定。
- 阿里在工業場景中提供的布料紡織品的圖像檢索技術，快速了解布料的供應信息。
- 醫療診斷方面，可以通過圖像檢索在醫學影像庫找到相似醫學病灶的案例，從而協助病情的診斷的應用場景。
（2）本文選擇圖片庫類的圖片檢索為應用場景，講述產品設計中的業務流程和需要支持的產品能力，其中圖片庫類的圖片檢索應用場景有以下兩個：
- 供稿人上傳圖片，為保證圖片版權，會對供稿人圖片與現有圖片庫進行查重，避免侵權行為。
- 用戶查找並下載圖片，為了滿足用戶的圖片需求，一般會進行相似圖片推薦。
2. 檢索技巧
先確定應用場景不僅是為了便於產品設計，也是為了檢索技術的選擇，從圖像檢索的特徵來看一般包括兩種類型：
- 相同圖搜索：是指返回與查詢圖片包含相同主體的圖片，一般是完全相同或具備相同主體的圖片，主要適用於重複圖片檢測、圖片精確查找等場景。
- 相似圖搜索：是指返回與查詢圖片內容語義相似的圖片，內容語義相似包括在圖片類型、顏色、布局、內容、風格和紋理等特徵方面的相似，主要應用於相似圖片素材搜索、相似圖片推薦等場景；
在圖片庫的圖片檢索應用場景中，這兩個場景都是要支持的，因此相同圖檢索，和相似圖檢索都需要包含的。
但是實際上相似圖的結果通常情況下是包含相同圖的，相同圖是相似圖的一個子集。之所以區分開來，是為了便於產品設計，因為在實際過程中，需要設定一個閾值來決定返回結果，但是如果想讓相似圖都能包含相同圖，則很難指定一個通用的閾值，因此，可以根據實際場景分別調用兩個模型。
3. 產品功能設計
（1）業務流程
產品的核心業務流程主要包括三點：
- 歷史圖片入庫，建立圖片庫和圖片特徵索引庫。
- 查詢圖片，基於相似圖的特徵提取和檢索引擎在歷史圖片庫中查找相似圖片。
- 供稿新圖片，基於相同圖的特徵提取和檢索引擎在歷史圖片庫中查重，若不重複，則允許圖片入庫；若有主體重複的圖片，則提醒供稿人，圖片存在侵權風險，並拒絕入庫。
ps：相同圖和相似圖的特徵提取是不一樣的，這裡為了簡化流程，因此畫在了一起。
（2）產品功能
這裡將列舉描述產品的主要功能，涉及工作因素，無法提供頁面交互功能細節。
- 圖片底庫管理：用於管理圖片數據，可以根據圖片類型、時間、用途等分類，功能包括：新建底庫、刪除底庫、編輯底庫名稱。
- 圖片新增：用於在底庫中新增圖片，比如上述的供稿圖片審核通過，就需要調用圖片新增入庫操作，功能包括：單張圖片新增、批量圖片新增。
（注意點：圖片的大小、圖片的解析度、批量上傳的圖片數量等限制條件。）
- 圖片刪除：用於刪除底庫中過期或者髒的數據，同樣支持單張刪除或者批量刪除。
- 圖片檢索：用於查詢與上傳圖片相似或者相同的圖片，這裡可以根據實際場景進行設計，增加參數是否做主體識別，如果做主體識別，則調用相同圖檢索；如果不做主體識別，則調用相似圖檢索。
- 索引庫更新機制：圖片新增或者刪除后，如何更新圖片的特徵索引庫，以新增為例，是在新增后實時更新索引庫還是定時更新，這個需要產品根據場景判斷。一般當底庫較小，且日常併發檢索較小時，可以考慮實時更新；當底庫容量較大，且頻繁發生檢索時，建議可以選擇定時更新，如選取閑時更新。
4. 產品評估
產品設計中，還需要對產品性能進行評估，包括演算法和工程兩個方面：
- 演算法側：計算查詢結果top k的精確率和召回率，再根據實際應用場景判斷是保召回還是保精確。
- 工程側：計算檢索多併發時的處理速度和存儲資源消耗，力求降低存儲成本並提高檢索響應速度。
三、結論
隨著AI技術和互聯網應用的發展，圖搜這樣的智能化檢索方式將會有更多的落地場景，但是對於產品設計而言，需要根據實際場景結合技術現狀考慮。
比如在推薦場景中，為了更多能留住客戶，在儘可能保證高精確率的情況下，k的上限就會取得較大，這樣就能給用戶更多的返回結果。因此為了能滿足檢索業務的需要，同時提高用戶體驗，就需要產品能多思考實際業務場景。