outline

一个精准的图像检索系统， 基于AKAZE feature 和 LSH algorithm.
支持多台机器分布式处理，检索中间结果通过RabbitMQ汇总。

1. LshTable

2. LshIndex

2. architecture

prerequisites

1. OpenCV3.4.0，修改了lsh处理哈希表的算法，增加了几个Api接口
   
2. RabbitMQ，用于分布式通信
   
3. Java后台，仅用来操作mysql数据库
   

compile

./compile.sh 编译c++文件生成imgFinderServer文件。 imgFinderServer有多个执行入口：

1. ./imgFinderServer --img2hashtable path_of_image BASIC_Hash.dat path_of_tmp id_of_image
   提取某个图片的feature，保存到一个二进制哈希表中，id_of_image是图片的id，和mysql数据库中的对应，BASIC_Hash.dat是一个模板，里面有哈希表个数、哈希值位数、probe次数等meta信息。 执行完之后，会生成2个文件：id_of_image_LSHashTable.dat、id_of_image_LSHashTable.dat，二进制哈希和坐标，放在path_of_tmp文件夹下。
2. ./imgFinderServer --mergeFromDir path_of_tmp DayLSHashTable.dat DayIndexMap.dat
   将path_of_tmp目录下的所有二进制哈希表合并到一个大的哈希表中，DayLSHashTable.dat和DayIndexMap.dat是合并成的大哈希文件。
3. ./imgFinderServer --serve retrieve.json
   这是一个服务，后续检索的时候用。

register

配置文件register.json

{"MachineId": "02",
"HashFolder": "/u01/dataset/imgFinderFolder3",
"TmpFolder": "./tmp",`
"TaskUrl": "http://172.18.250.30:9011/arImageHandle"}

1. MachineId 当前的机器Id，和mysql数据库中的对应
   
2. HashFolder 存储的Hash表路径，这个路径下会根据当前时间生成文件夹，每个文件夹下有2个文件：DayLSHashTable.dat和DayIndexMap.dat（二进制哈希和坐标）
   

├── imgFinderFolder3
│ ├── 20101100121212
│ │ ├── DayLSHashTable.dat
│ │ └── DayIndexMap.dat
│ └── 20101100121256
│ │ ├── DayLSHashTable.dat
│ │ └── DayIndexMap.dat

可能还会有一个reload.dat空文件，用来标识当前注册进程正在merge的目录，检索进程需经常reload最新的哈希表确保数据的完整性。
每次合并生成的`DayLSHashTable.dat`如果>90M（在`reg.py`中配置），会在`HashFolder`下新建一个目录。

3. TmpFolder 注册过程中暂存的IndexMap和dat和LSHashTable文件，每隔一段时间（reg.py中指定）会自动合并到大文件中
   
4. TaskUrl Java服务器接口，将多个Machine处理的图片info信息存储到mysql数据库中
   

启动： python reg.py register.json

retrieve

配置文件retrieve.json

{"MachineId": "02",
"HashFolder": "/u01/dataset/imgFinderFolder3",
"MQ_IP": "192.168.179.119",
"MQ_Port": 5672,
"MQ_Username": "admin",
"MQ_Password": "test123",
"MQ_Exchange_in": "fanoutExchange",
"MQ_Exchange_out": "callbackExchange"}

1. MachineId，HashFolder 和注册是对应的。
2. MQ_* RabbitMQ的配置。
3. 每一个哈希表启动一个线程，没有用线程池的方式实现。 RabbitMQ获取任务（设置TTL，采用pull的方式）-->LSH检索当前哈希表-->RANSAC过滤-->查询结果JSON提交到RabbitMQ。

启动： ./imgFinderServer --serve retrieve.json

baseline

1. 配置：Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2630 v3 @ 2.40GHz, 8 Cores, 32 processors，检索量100,000张图片。
2. 耗时：每张图在600ms左右。
3. 准确率：手机扫图的准确率100%。iOS手机扫图Demo
4. 内存占用：占用10G RAM，平均1万张1G内存。

优点：

1. 准确率高，不同于Fisher Vector和VLAD等需要使用GMM聚类进行词典生成，直接采用点匹配。可参考FVector。
2. 传输量小，每张图在20kB以下，包含(4B * 5 + 2B * 2) * 800点 = 19.2KB，20B表示每个点的哈希值占用字节数，4B表示每个点的x,y坐标占用字节数，点数不同，数据量不同。

缺点：

1. 内存量占用太大，因为要多对多匹配，100,000张图片共有将近1亿个特征点。
2. 检索速度慢，分拆成多台服务器能解决这个问题。