随着卡通动画产业的不断发展和生产规模的不断扩大,大量动画图像素材的可重用性、共享性给卡通动画企业提出了严峻的问题。使用高效的动画图像素材检索系统,是提高图像素材的复用度、降低生产成本、提高动画产业生产效率的有效途径。在动画素材图像的检索系统中,图像语义标注的质量直接影响了检索的效果。传统的手工标注方式对图像内容进行文本标注,费时费力且主观偏差非常明显。因而如何提高图像标注的语义精度、减少图像标注的工作量是图像语义标注的研究重点。如何跨越图像底层特征和高层语义之间的语义鸿沟,使机器自动的实现图像语义标注更是研究的难点。这两个层次的语义标注研究对于动画素材图像语义检索系统的高效运行有着重要意义。本文提出了动画素材图像语义标注模板和标注规范,从对象、事件、场景、空间关系等方面对图像的多级语义进行完善的标注。并根据该语义标注模板构建了基于本体的动画素材图像语义标注工具,实现了动画素材图像的快速语义标注,减少标注者的工作量,并使标注内容全面、标准、客观、统一。实验表明,本标注工具应用到图像语义检索系统中,大幅度的提高了语义检索的性能。根据动画素材图像的特点,本文提出基于本体的图像语义自动标注方法,通过建立语义原型库和语义模板库,辅以图像训练库中的语义关联规则,利用高效的语义相似度计算和自动标注算法,逐层跨越语义鸿沟,更准确有效的进行动画素材图像中的对象语义、场景语义和情景语义的自动标注。根据此自动标注方法,本文设计和实现了动画素材图像语义自动标注实验系统,并取得了良好的语义识别效果。