（信号与信息处理专业论文）针对移动设备的跨媒体网络信息检索及自适应信息显示研究.pdf

中国科学技术大学博士学位论文摘要 摘要 在信息时代，全世界有大量的数字化内容以多媒体( 文本、图形、图像、视频、 音频等) 的形式生成、存储传播和转换。并呈爆炸性增长。特别是互联网的迅速发 展。更加推动了信息服务的多样化发展和多媒体数据的急剧膨胀当前绝大多数网络 信息服务和内容都是为传统的台式机设计的，采用固定单一的发布方式，向所有客户 提供完全相同的内容，并没有考虑客户端主观和客观环境的差异因此，多数情况下， 它们都不适合那些屏幕、存储，计算和网络连接都有限的移动设备，如个人数字助理、 手机等。 目前，这些新兴的移动设备已经被被广泛使用据统计，截止2 0 0 6 年底中国的 手机用户超过了三亿借助互联网的威力，这些设备给用户带来了前所未有和无所不 在的信息体验移动搜索作为互联网搜索技术与移动通信技术相结合的产物，打破了 利用台式机机进行搜索获取信息的终端局限性，使得移动设备用户可以随时随地地获 取所需的信息 但在移动设备上，由于种种原因，信息并不象在台式i - i 。算机上那样易于访问。现 有的信息获取方法并不能很好地适用于移动设备移动搜索绝对不是将互联网搜索照 搬到手机上来。比起互联网搜索，移动搜索对于搜索的准确性、搜索结果的提示信息， 满足个性化搜索需求等方面，有更商的要求移动搜索引擎需要考虑分析用户的使用 习惯，具有一定的智能性和便利的用户交互方式。另外，通过移动设备来方便地获取 信息所面j 临的另一大难题是如何在低带宽的网络连接和小面积的显示屏幕的限制之下 浏览信息。在这样的背景下，如何给移动设备用户提供有效便捷的信息检索方式和适 合不同设备的自适应多媒体结构化内容就逐渐成为人们研究的重点 本论文重点讨论利用跨媒体检索的技术，满足移动设备用户的多媒体信息检索需 求，并改善移动搜索的体验。另外，通过智能化的多媒体内容分析和建奇= 多媒体内容 表示模型，实现自适应的多媒体信息显示，给移动设备用户提供访问多媒体信息的易 用的交互方式论文主要研究内容与创新成粜如下： 1 介绍了移动搜索产生的背景，技术动力和市场前景：总结了移动搜索和网络多 媒体内容自适应领域相关的工作；探讨了当前移动搜索和网络多媒体自适应研究包含 中田科学技术大学博七学位论文摘要 的内容以及所面临的问题 2 从移动互联网的发展和现状的介绍入手，根据目前正在进行的相关研究和相关 应用较全面地总结，目前移动搜索技术的发展现状对移动搜索的特征、技术等作 了详细的梳理和归纳，并对移动搜索的未来可能的研究方向进行了探讨。 3 阐述了跨媒体检索的概念和相关技术；讨论了跨媒体检索的概念及其和单一媒 体检索的比较；分析了跨媒体检索中常采用的技术和发展现状 4 通过一个具体的实例p h o t 0 2 s e a r c h 移动搜索系统来说明如何把跨媒体检索的 技术运用到移动搜索中。提出了一套在大数据量下进行可视化搜索的算法和针对有内 置摄像头的移动设备的移动搜索方案，支持用户进行多模态的查询，实现了移动 垃备 上直观的便捷的可视化搜索在海量真实网络数据集上的实验结果表明，所提出的解 决方案和算法是高效实用的 5 充分利用电视节目中含有多模态信息的特点，提出并实现了一种网络化的电视 节日浏览方案使用多模态的信息对电视节日进行结构化，并利用跨媒体检索的技术 获取和节目相关的网络内容和生成超链接提供一种集成的可自适应内容缩放的网络 化浏览界面，可以满足不同设备访问的搿要 6 针对多样化的移动设备获取所需网络多媒体信息的问题，提出了一种有扩展性 自适应的图像的视觉注意力内容模型在这个模型的基础上提出了几种图像自适应显 示的方案，并结合基于h 2 6 4 的窄阈转码技术对视频的自适应显示加以研究 关键词：移动搜索，多媒体内容自适应，跨媒体信息捡索，多模态信息检索，多 模态用户界面 中国科学技术大学博士学位论文 a b s t r a d a b s t r a c t i nt l l ec u r r e n ti n f o r m a t i o na g e al a r g ea m o u n to f d i g i t a lc o n t e n t sa r eg e n e r a t e d ，s t o r e d ， s p r e a d i n ga n dt r a n s f o r m e di nt h ef o r mo f m u l t i m e d i a ( t e x t ，g r a p h i “i m a g e ，v i d e o a u d i oe t c ) a n dt h ei n c r e a s ei se x p l o s i v e e s p e c i a l l yt h eg a l l o p i n gd e v e l o p m e n to fi n t e r n e tp r o m o t e st h e e n d l e s se m e r g e n c eo fa p p l i c a t i o ns e r v i c ea n dt h er a p i de x p a n s i o no fm u l t i m e d i ad a t a t h e p r e s e n tm u l t i m e d i ai n f o r m m i o ns e r v i c ea n dc o n t e n ta r em o s t l ys p e c i f i c a l l yd e s i g n e df o r d e s k t o pp c s i nm a n yc a s e s ，t h e ya r en o ts u i t a b l ef o rd e v i c e sl i k ep e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t s a n ds m a r t p h o n e sw i t hr e l a t i v e l yl i m i t e dd i s p l a yc a p a b i l i t y ，s t o r a g e ，p r o c e s s i n gp o w e r , a n d n e t w o r ka & c e s s n o w a d a y s ，t h er i s i n gm o b i l ed e v i c e sa r em o r ea n dm o r ep o p u l a ri no u rl i v e s w i t ht h e c a p a b i l i t yt oa c c e s st oi n t e r a c t t h e s ed e v i c e sp r o v i d eu s e r sab r a n dn e we x p e d e n c ef o r p e r v a s i v ei n f o r m a t i o na sac o m b i n a t i o no fi n t e m e ts e a r c ha n dm o b l i ec o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g i e s ，m o b i l es e a r c ho v e r c o m e st h el i m i t a t i o nt h a tt h ei n f o r m a t i o n c a no n l yb e r e l i e v e da n db r o w s e db yad e s k t o pp c w i t hm o b i l es e a r c ht e c h n o l o g y ，u s e r sc a l lf r e e l y a c q u i r et h en e e d e di n f o r m a t i o no n - t h e - g o h o w e v e r t h ei n f o r m a t i o na c c e s so nm o b i l ed e v i c e si ss t i l ln o ta se a s ya sd e s k t o pp c s d u et os o m ed i f f i c u l t i e s t h ec u r r e n ti n f o r m a t i o nr e t r i e v a lm e t h o d sa r en o te q u a l l ya p p l i e d o nm o b l i ed e v i c e s m o b i l es e a r c hi an o tas i m p l ed u p l i c a t eo fi n t e r n e ts e a r c ho nm o b l i e s f u r t h e rc o n s i d e r a t i o n sa r er e q u i r e ds u c ha sa c c u r a c yo fr e t r i e v e dr e s u l t s ，a s s i s t a n t i n f o r m a t i o nf o rd i s p l a y e de n t r i e sa n dp e r s o n a l i z e di n f o r m a t i o nn e e d s u s a b i l i t yi sa l s oa n e c e s s a r yc o n s i d e r a t i o nf o ram o b i l es e a r c he n g i n e ，w h i c hs b o u l db ew i t ha ni n t e l l i g e n ta n d f r i e n d l yu s e ri n t e r f a c e i na d d i t i o n t h eo t h e rd i f f i c u l t yf o rt h ei n f o r m a t i o na c q u i s i t i o no nm o b i l e sj sh o wt o b r o w s et h er e t r i e v e di n f o r m a t i o nu n d e rt h el o wb a n d w i d t hc o n n e c t i o na n ds m a l ld i s p l a y c u r r e n t l y ，m o s to fi n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v i c e sp u b l i s ht h em e d i ad a t ai nau n i q u ef o r m t o t a l l ys a m ec o n t e n tf o rt h ed i f f e r e n tu s e r s ，1 1 1 eo b j e c t i v ea n dc o n t e x td i f f e r e n c e sa m o n g v a r i a n tt e r m i n a l sa r es t i l ln o tt a k e t l i n t oa c c o u n t 1 1 1 e r e f o r e m o r ea n dm o r er e s e a r c h a t t e n t i o nh a sb e e nd r a w no nt h et o p i c sh o wt om a k em o b i l eu s e r so b t a i nt h ew e b i n f o r m a t i o ni na ne f f e e t i v ea n de a s yw a ya n dh o wt om a k et h em u l t i m e d i ac o n t e n t s t n a e t u r a l i z e da n dm o r ea d a p t i v ef o rd i f f e r e n td e v i c e s n 埠d i s s e r t a t i o nf o c u s e so nf a c i l i t a t i n gt h em u l t i m e d i ai n f o r m a t i o ns e a r c ho nm o b i l e s a n di m p r o v i n gt h eu s e re x p e d e o c eo fm o b i l es e a r c h i na d d i t i o n ，w er e s e a r c ho nt h e i n t e l l i g e n tm u l t i m e d i ac o n t e n ta n a l y s i sa n dm o d e l i n gt oa c h i e v ea d a p t i v em u l t i m e d i ad i s p l a y a n dt op r o v i d em o b i l eu s e r saf r i e n d l yi n t e r f a c et oa c c e s sm u l t i m e d i ad a t a t h em a i nc o n t e n t a n di n n o v a t i o n si nt h i sd i s s e r t a t i o na r ea sf o l l o w s ： i 中国科学技术人学博i ：学位呛文a b 班f a c | l ，t h eb a c k g r o u n d ，m o t i v a t i o n sa n d p r o m i s i n gp r o s p e c to fm o b i l e s e a r c ha r e i n t r o d u c e d r e s e a r c h e so nm o b i l es e a r c ha n dm u l t i m e d i ac o n t e n ta d a p t a t i o na r ea l s o r e v i e w e d w ea l s od i s c u s st h em a i nt o p i c sa n dp r o b l e m so nm o b i l es e a r c ha n dm u l t i m e d i a c o n t e n ta d a p t a t i o n 2 w ei n t r o d u c et h ed e v e l o p m e n ta n ds t a t u so fm o b i l ew e b t h el i t e r a t u r eo fm o b f i e s e a r c ht e c h n o l o g yi sr e v i e w e da c c o r d i n gt or e l a t e do n g o i n gr e s e a r c h e s 1 1 l ec h a r a c t e r i s t i c s t e c h n i q u e so f m o b i l es e a r c ha r es p e c i f i e da n dt h ep o s s i b l eb r e a k t h r o u g hi sd i s c u s s e d 3 w ee l a b o r a t eo nt h ec o n c e p ta n dr e l a t e dt e c h n i q u e so fc r o s s - m e d i ai n f o r m a t i o n r e t r i e v a l w h i c hi sc o m p a r e dw i t ht h ei n f o r m a t i o nr e t r i e v a lf o rt h es i n g l ek i n do f m e d i a 1 1 ” c o m r l o nt e e h n l e a ls o l u t i o n sg r o s s - m e d i ai n f o r m a t i o nr e t r i e v a l i na r ea l s od i s c u s s e d 4 w ei i l u s t r a t et h em o b i l es e a r c hb yt h ec r o s s - m e d i ai n f o r m a t i o nr e t r i e v a lt e c h n i q u e s i na ne x a m p l e p h o t 0 2 s e a r c hm o b i l es e a r c hs y s t e m as e to fv i s u a ls e a r c ha l g o r i t l u n si n l a r g e - s c a l ed a t aa r ep r o p o s e di nam o b i l es e a r c hs c h e m ef o rt h ed e v i c e sw i t ht h ee m b e d d e d c a n l c r a t h es y s t e ms u p p o r t sm u l t i m o d a lq u e r i e sa n dp r o v i d e sa l le a s yw a yt oc a r r yo u t v i s u a ls e a r c ho nm o b i l e s t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t si nl a r g e s c a l ew e bd a t as h o wt h e e f f e c t i v e n e s sa n de f f i c i e n c y 5 c o n s i d e r i n gt h ea d v a n t a g eo fm u l t i m o d a li n f o r m a t i o ni nt h et vp r o g r a m ，w e p r o p o s e a n di m p l e m e n taw e b l i k e b r o w s i n gs c h e m ef 斫t vp r o g r a m s m u l t i m o d a l i n f o r m a t i o ni su s e dt os t m e t u r i z et h et vp r o g r a ma n dt op r o d u c et h eh y p e r l i n k st ow c b c o n t e n t a ni n t e g r a t e dw e b l i k ed i s p l a yi n t e r f a c ei sp r o v i d e di no na d a p t i v ea n dz o o m a b l e m a n n f r ，w h i c hc a nb ea p p l i e dt od i f f e r e n td i s p l a ys i z e s 6as e a l a b l ea n da d a p t i v ei m a g ea t t e n t i o nm o d e li sp r o p o s e df o rh e t e r o g e n e o u sd e v i c e s a n du n i v e r s a la c c e s s b a s e do nt h i sm o d e l ，s e v e r a ls o l u t i o n so fa d a p t i v ei m a g ed i s p l a ya r e d e s i g n e d m o r e o v e r , w ec o m b i n et h ei m a g ea t t e n t i o nm o d e lw i t hv i d e ot r a n s c o d i n gb a s e do n h 2 6 4e n c o d i n gs t a n d a r dt oc a r r yo u ta l le f f e c t i v ev i d e oa d a p t a t i o ns c h e m ef o rm o b i l e d e v i c e s k e y w o r d s ：m o b i l es e a r c h ；m u l t i m e d i ac o n t e n ta d a p t a t i o n ；c r o s s m e d i ai n f o r m a t i o n r e t r i e v a l ；m u l t i m e d i ai n f o r m a t i o nr e t r i e v a l ；m u l t i m o d a lu o e ri n t e r f a c e i v 中国科学技术大学博士学位论文 表格清单 表格清单 表2 1 2 0 0 5 年美国的移动设备用户一个月中访问的内容和应用的统计9 表4 1 在执行相似视觉特征查询中各模块的处理时间4 7 表4 - 2 数据集中图像和特征点统计信息5 7 表4 3 建筑物数据集单点查询时间和聚类数的关系5 7 表4 - 4 书封面数据集单点查询时间和聚类数的关系5 8 表4 - 5 不同方案所需的平均查询次数比较5 8 表4 6 不同方案所需的平均搜索用时比较5 9 表5 1 两种解决方案在不同数据集下产生超链接的准确度的比较，7 2 表5 - 2w e b 化视频测览的各处理模块的计算时间开销( 毫秒) 7 3 表6 1 基于视觉注意力的转码力案存4 i 同数据集下节省的带宽9 2 i x 中国科学技术大学博士学位论文示意图清单 示意图清单 图2 - iw a p 功能的改善，1 0 图2 - 2 针对移动设备的标记语言的发展l l 图2 3 搜索引擎一般的处理流程2 0 图2 4 在线移动搜索的发展2 l 图2 5g o o g l e 移动搜索中提供的基于w e b 搜索的界面，2 2 图2 - 6g o o g l e 移动搜索中提供的移动w e b 搜索的界面2 3 图2 7g o o g l e 移动搜索中提供的本地搜索的界面2 3 图2 8g o o g l e 移动搜索中提供的图像搜索的界面2 4 图2 - 9g o o g l e 移动搜索中提供的移动w e b 搜索的界面2 4 图2 1 0g o o g l e 移动搜索中提供的f r o o g l e 搜索的界面一2 4 图2 1 1y a h o o ! 移动搜索中提供的本地搜索的界面2 5 图2 1 2y a h o o 移动搜索中提供的图像搜索的界面2 5 图2 ，1 3y a h o o ! 移动搜索中提供的w e b 搜索的界面2 6 图4 一l 针对查找相似视觉特征图像的信息需求，利片i 内簧摄像头拍照提交查询的 可视化搜索的流程图( 虚线为从索引榆索的步骤) 3 8 圈4 - 2 针对查找含有主要相问物体的图像的信息需求，利用内置摄像头拍照提交 查询的可视化搜索的流程图( 虚线为从索引检索的步骤) 3 9 图4 3 利用照相手机查询相似视觉特征图像相关信息的过程实例4 0 图4 4 采用文本相关和视觉相关相结合的检索方法从1 2 0 。0 0 0 0 0 0 幅w e b 图像中 找出的结果4 3 圈4 - 5 单纯使用綦于传统的幕于内容图像检索方法从1 2 0 ，0 0 0 ，0 0 0 幅w e b 图像中 找出的结果4 3 圈4 - 6 局部特征点的检测和匹配。4 8 图4 7 利用照相手机查询特定物体的过程实例。5 0 图4 8 具有不变性的局部特征量涉及到的一些图像变化5 0 图4 - 9 一个两幅图像中可视块匹配的例子。5 3 图4 1 0 关于可视块的生成和匹配算法总结5 3 图4 一1 1 一些利用照相手机拍摄的照片奁啕的实例( 右边的查询结果是分别商接 采用可视块匹配的方法和单幅图像特征点匹配并经过r a n s a c 算法进行空 间关系验证后的结果) 5 5 图4 1 2 不同数据集下t o p n ( n = 1 ，2 1 0 ) 个搜索结果的查准率和查全率6 0 图5 1w e b 化的电视节目浏览的用户界面“ 图5 - 2 由电视节目产生的超链接示例6 6 图5 - 3 基于特征点的局部特征的图像匹配示例( 其中圆圈和多边形代表在不同尺 度空间下匹配的点，直线可以看作是加入通过空间验证的匹配点的过程) 6 7 图5 - 4 从视频中的关键帧来查找相关w e b 信息和生成基于视觉内容的链接。6 8 图5 5 可缩放的自适应w e b 化电视节日用户界面7 i 图6 1 感兴趣物体的自动检捌的实例7 8 图6 2 用来搜索最优显示的感兴趣对象的满二叉树7 9 图6 - 3 针对不同的显示面积的自适应显示8 0 图6 4 在小屏幕上三种不l 司图像浏览方式的比较8 l x i 中雷科学技术大学博l ：学位论文 示意鲳清单 图6 5 基于视觉注意力的模型的最优浏览路径选取示例8 2 图6 - 6 传统的缩略图和智能化的缩略图8 4 图6 7 智能化的图像放大浏览8 4 图6 8 图像内容自动导航，8 5 图6 - 9 结合视频转码的视频自适戍显示系统实现框架8 6 图6 1 0 基于注意力模掣的视频自适应显示系统流程8 7 图6 1 l 显著埘象检测的示例8 8 图6 1 2 直接下取样和基j ：注意力模型转码所得视频序列的对比9 2 图6 - 1 3 基于注意力模型的转码方案和完全解码编码的方案的性能比较9 3 x i i 中国科学技术大学学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作 取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任 他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究 做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学 有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 ，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检 ，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名： 彩欲 2 0 0 7 年6 月8 日 中国科学技术大学博士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 随着互联同的迅速发展和网络多婊体数据的爆炸性增长，多媒体信息检索已经是 数字时代的一个重要问题。移动搜索作为互联网搜索技术与移动通信技术相结合的产 物，打破7 利用台式机进行搜索获取信息的终端局限性，使得移动设备用户可以随时 随地地获取所需的信怠。本章首先介绍了移动搜索产生的背景技术动力和巨太前景， 总结7 移动搜索和网络多媒体内客自适应领域相关的工作。探讨了当前移动搜索和同 络多蒜体自适应研究包含的内客以及所面临的问题。曩后给出本论文的主要研究内容 与结构安排。 1 1 引言 1 1 1 移动搜索产生的背景 随着搜索技术越来越流行，搜索也逐渐成为一个很有商业前景的产业例如，搜 索引擎供应商通过在返回的结果中附带付费广告的方式来盈利这在搜索服务供应商 特别是g o o g l e ，m s n 和y a h o o ! 间建起了一个竞争舞台以研究更新的技术，提 供更新的服务吸引更多的用户和获取更多的广告收入现在，这个竞争已经转向无 线领域。主要的互联网搜索供应商如g o o g l e 。y a h o o ，m s n 。，f a s ts e a r c h & t r a n s f e r 等等，正在宣传一些新型移动服务包括传统的信息检索，邻近商店和物品的本地信 息检索，甚至是背景图像的检索 移动搜索是一个全新的由实际应用需求催生的研究课题。它目前仅仅处于一个起 步的阶段，还没有形成明确的体系，不过这也便其在这一领域内，存在着巨大的研究 和应用的潜力移动搜索是将来的一个可以创造可观价值的方向逐渐形成的移动搜 索的体系将改普人们寻找及购买日常商品、移动内容以及本地信息服务的方式移动 设备上的搜索的发展同时伴随着无线产业技术突破。 移动检索能为引擎供应商获取利益，他们可以通过直接向用户提供搜索服务的方 式来获取利益也可以通过在结果中显示广告的方式获利无线网络服务供应商可以 通过计时或根据所发送的文本来收费这是部分无线服务供应商用来吸引客户使用他 中国科学技术大学博1 ：学位论文 第1 章绪论 们的电话服务之外的其它各种移动服务的策略这样，用户可以在手头没有p c 机的情 况下获得比如邻近餐馆名，附近地理信息等的信息，同时本地企业也会获得更多的商 业机会所以巨大的商业前景也在不断催生着在移动搜索领域的新技术的发展 但是，移动搜索的使用还面临着一些困难，包括移动设备的小屏幕，较慢且不可 靠的网络服务，和目前的使用还不太普遍这些问题都需要新技术的发展来解决 1 1 2 移动搜索的技术动力 移动设备用户，包括想要尝试新服务的用户数量的在不断增长，更先进的技术， 移动商务的吸引力都内在驱动对移动检索的需求正如s m s 改变了人们通信的方式。 以及铃声带来了手机个性化方式的改变 ( 1 ) 宽带移动网络的逐渐成熟 随着无线传输媒介从第二代技术转向更高性能的2 5 g 和3 g 通道，移动互联网的 传输速度也越来越快，能提供高达每秒3 1 m 比特的传输速率。传输媒介正在向着3 5 g 前进，这可能会使每秒的流速达到1 4 4 m 比特，如果达到4 g ，将允许1 0 0 m b p s 甚至 更高的速率 更好的性能使得网络能适应更先进的和更高数据密度的服务，如搜索服务同时 这种快速的网络也推动了用户来使用移动搜索，因为他们将会花费更少的时间和费用 来等待查询结果 ( 2 ) 对小屏幕更好的利用 移动设备的小屏幕使得结果的显示更加得困难因此，人们不得不在移动设备上 的微型浏览器使用基于易读的文本信息的检索服务，而不是基于台式的浏览器的那种 以图像为主的的显示方法然而，也有研究人员认为基于含有很少或不含图像的浏览 器的移动检索也能够满足用户的信息需求，例如a n s w e r s c o m 提供了传统的和移动的 搜索服务，他们认为：“有了移动检索，人们只需要更原始、更快、更简洁的信息” 随着能够使用互联网手机的数量的增多，越来越多的组织正在设计适合移动设备 显示的网页对于较小的显示屏幕，较差的计算性能和较小的带宽的移动设备和网络， 网页内容普遍以滚动条的格式书写包括可扩展的h t m l ( x h t m l ) 移动缩略医，它 比x h t m l 提供更少的代表元素和特征参量；或无线标注语言w i r e l e s sm a r k u p 2 中国科学技术大学博士学位论文 第l 章绪论 l a n g u a g e ( w m l 原先是h a n d h e l dd e v i c e sm a r k u pl a n g u a g e ) ，这种格式不会显示图 像。后面我们会介绍这些针对移动设备设计的标记语言的使用和它们之间的关系 另外，移动搜索服务通常只能比传统搜索服务返回更少的结果，毕竟在小屏幕上 阅读几十或者数百条结果太困难了这就需要移动搜索引擎能够提供尽可能准确的信 息，并对返回的信息进行必要的处理，以适应小屏幕的显示 ( 3 ) 电子商务 经营者把移动搜索看成一种驱动电子商务的方式，因为它能够使用户在没有p c 机的情况下。也能方便地查询在线商务和产品反过来，更多的电子商务的事务也促 进了移动搜索的发展甚至有人认为，移动检索可能会在在乡村地方特别有效，以为 那里的人很难接触到互联网和电话信息服务，或者没有足够的收入购买p c 机。这种情 况下，手机更有可能成为一种处理( c o m p u t i n g ) 平台 1 2 移动信息搜索和白适应显示的研究内容 新的计算设备例如手持计算机，掌上电脑以及智能电话已经开始被广泛使用。 借助访问互联网的能力，这些设备给用户带来了无所不在的信息服务和前所未有的用 户体验。移动搜索作为互联网搜索技术与移动通信技术相结合的产物，打破了利用p c 机进行搜索获取信息的终端局限性，使得移动设备用户可以随时随地通过手机即时获 取所需的信息 但在手持设备上，由于种种原因，信息并不象在台式计算机上一样易于访问现 有的信息获取方法并不能很好的适用于移动设备。移动搜索绝对不是将互联网搜索照 搬到手机上来例如移动搜索和互联网搜索的一个不同之处是移动搜索对于个性化 要求很高目前互联网搜索是基于“关键字”作为搜索机理，同样的用户，在搜索设 置相同的情况下，在同一搜索引擎里输入同一个关键字，搜索结果基本相同，对于p c 机这样的大屏幕上网环境，用户可以逐一筛选找到自己最感兴趣的搜索结果，然而对 于手机这样的小屏幕上网环境，对于手机这样。+ 个私人化的通讯工具移动用户希望 移动搜索引擎能够在尽可能短的时间内搜索到自己感兴趣的信息，比起互联网搜索， 移动搜索对于搜索的准确性、搜索结果的提示信息、满足个性化搜索需求等方面，有 更高的要求移动搜索引擎需要考虑分析用户的使用习惯，具有一定的智能性和便和 的用户交互方式 3 中国科学技术大学博士学位论文 第1 章绪论 另外，通过移动设备来方便地获取信息面临的另一大难题是如何在低带宽的网络 连接和小面积的显示屏幕的限制之f 浏览信息大多数现有的i n t e r n e t 信息服务仍然是 采用固定单一的发布方式向所有客户提供完全相同的内容。并没有考虑客户端主观 和客观环境的差异越来越多的用户感到传统的网络浏览方式不够友好也不够方便， 尤其是那些小型移动设备用户只能对着大量的网络信息资源“望网兴叹” 针对这问题研究人员在研究多样性、异构化的网络环境中获取所铺网络信息 的技术问题时，提出了一个营适访问( u n i v e r s a la c c e s s ) 的概念它的目标就是提供 必要的l m e r n e t 基础结构来使得用户可以“在任何地点、通过任何网络连接、用任意一 种客户端设备都可以访问任何所需要的信息”【5 1 这里的网络环境主要包括用户的偏 好及特殊需求、客户端设备的限制和动态变化的网络特性等组成，而网络信息内容则 都是经由文本、图像，视频、音频以及复合文档( 例如用h t m l ，x m l 描述的网页) 等多媒体载体来传输和表征的为了实现普适访问，网络信息内客在传输到用户端之 前必须先转换成一种合适的表现方式 网络内容自适应就是研究新的自动转换网络信息内容和改变传输模式的系统技 术，它能够自动适应复杂的，不断变化的客户端网络环境，来实现普适访问网络内 容自适应的目标是综合考虑这些复杂且不断变化的环境条件，通过最优的获取途径提 供纷| n t e m e t 用户最佳的信息内容和最好的浏览体验 因此，移动信息搜索和自适应显示的研究通常集中在以下几个方面，来提高移动 设备上的搜索和浏览体验 口 可扩展的( s c a l a b l e ) 和自适应的多媒体内容表示模型 口 智能化的内容分析技术，针对新的表示模型对内容进行结构化 口 易用的用户界面以提高移动设备上的信息搜索和浏览效率 口环境相关的搜索技术，以解决移动用户的特殊信息需求 1 3 移动信息搜索和自适应显示发展现状 由于移动搜索是一个全新的由实际应用需求催生的研究课题，它目前仅仅处于一 个起步的阶段，还没有一个明确的研究体系 以前的移动搜索服务仪由s m s ( 短泊息服务) 构成，所以只能简单地提供些关 于天气，航班，股票报价等基于文本的信息类似的，使用m m s ( 多媒体消息服务) 4 中国科学技术大学博士学位论文 第1 章绪论 则报据请求已经可以提供铃声，壁纸，动画，以及小视频 目前，移动搜索已经可以向在线搜索的方向发展，移动在线搜索可以分为专门针 对移动w e b 的搜索和基于整个w e b ( 互联网) 的搜索 移动w e b 由那些专门设计针对移动设备上显示的网页组成针对移动w e b 的搜 索也是从大量的数据库数据和索引项搜集结果，这些数据库和索引是由s p i d e r 程序通 过访问并取回移动w e b 所生成的针对移动w e b 的搜索只返回w a p 页面但是，虽 然在日本和西欧已经建立了不错的移动w e b 的索引，在世界范围内来说，w a p 站点 页面仍很缺乏大部分w a p 网站设计简单，被利用的也不多，而且它们的内容和服务 也还很有限 所以，虽然有一些w a p 搜索引擎可以索引移动w e b ，但是大部分w a p 搜索引擎 性能不佳。这是因为当前移动网络不稳定的特性有大量过时链接和死链接同时 大部分的针对w a p 网站的抓取技术还不够。几乎所有的索引移动w e b 的搜索引擎还 都依赖于手工建立数据库。 而基于互联网的移动搜索存手机和其他移动设备上的应用在过去的几年中获得了 长足的发展基于他们庞大的互联网网页数据库，搜索引擎g o o g l e 和y a h o o ! 已经针对 手机用户定制了搜索接口目前，主要有四种在手机和其他移动设备上的互联网搜索 和信息检索类型 口面向w a p 测览器：在w a p 浏览器上h t m l 网页被转化为x h t m l 或w m l 网页。g o o g l e 正在提供这样的服务。其他像a o l 和s e a r c h g u y 等公司也正在 对这种服务进行试验 口面向h t m l 浏览器：服务提供者特别定制针对不同移动设备的交互界面( 和 结果列表) ，但并不为w a p 浏览器转化h t m l 网站。y a h o o ! 针对移动设备的 w c b 搜索就是这样的例子只有安装h t m l 浏览器或h n 礼兼容浏览器( 主 要是p d a 和高端手机) 才可以使用 口搜索引擎的本地搜索索引：搜索引蘩利用已有的大最预先存储的h t m l 网页 生成针对特定目的的数据库，并为 n a p 浏览器提供搜索结果g o o g l e 和y a h o o 的本地搜索引擎就是这类服务的例子 口h t m l 兼容移动浏览器：h t m l 兼容移动浏览器工作起来几乎和台式电脑的 测览器一样，可以访问h t m l 搜索页面并像在台式电脑上的测览器中那样搜 索 对于移动设备的多媒体信息访问来说，低带宽的网络连接和小面积的显示屏幕仍 5 中国科学技术大学博士学位论文 第1 章绪论 然是它们所受的两个关键限制，随着第2 5 、第3 代乃至第四代移动通讯( 2 5 g ，3 g ，4 g ) 以及w i f i ( w i r e l e s sf i d e l i t y ) 等无线接入技术的发展，这些小型移动设备的网络连接 带宽将得到极大的改膂但是由f 移动性的要求，它们显示屏幕的面积不易改变，仍 需保持较小的尺寸，而且对f 图像和视频的自适应显示问题还没有得到很好的解决 在早期的应用中，研究的重点主要是如何为窄带宽的网络连接的用户( 例如拨号 上网和无线接入等) 提供更快下载的页面。大多数的研究人员只是通过减小嵌入的图 像文件的尺寸，降低图像质量的方法来加快f 载。有些也支持通过文本的压缩，来减 小页面的传输时间例如i n t e l 公司埘外的q u i c k w e b 【6 j i g 务只能做图像的压缩 s p e c t r u mi n f o r m a t i o