MIRACLE-FI at ImageCLEFphoto 2008: Experiences in merging text-based and content-based retrievals

This paper describes the participation of the MIRACLE consortium at the ImageCLEF Photographic Retrieval task of ImageCLEF 2008. In this is new participation of the group, our first purpose is to evaluate our own tools for text-based retrieval and for content-based retrieval using different similarity metrics and the aggregation OWA operator to fuse the three topic images. From the MIRACLE last year experience, we implemented a new merging module combining the text-based and the content-based information in three different ways: FILTER-N, ENRICH and TEXT-FILTER. The former approaches try to improve the text-based baseline results using the content-based results lists. The last one was used to select the relevant images to the content-based module. No clustering strategies were analyzed. Finally, 41 runs were submitted: 1 for the text-based baseline, 10 content-based runs, and 30 mixed experiments merging text and content-based results. Results in general can be considered nearly acceptable comparing with the best results of other groups. Obtained results from textbased retrieval are better than content-based. Merging both textual and visual retrieval we improve the text-based baseline when applying the ENRICH merging algorithm although visual results are lower than textual ones. From these results we were going to try to improve merged results by clustering methods applied to this image collection

Unsupervised Visual and Textual Information Fusion in Multimedia Retrieval - A Graph-based Point of View

Multimedia collections are more than ever growing in size and diversity. Effective multimedia retrieval systems are thus critical to access these datasets from the end-user perspective and in a scalable way. We are interested in repositories of image/text multimedia objects and we study multimodal information fusion techniques in the context of content based multimedia information retrieval. We focus on graph based methods which have proven to provide state-of-the-art performances. We particularly examine two of such methods : cross-media similarities and random walk based scores. From a theoretical viewpoint, we propose a unifying graph based framework which encompasses the two aforementioned approaches. Our proposal allows us to highlight the core features one should consider when using a graph based technique for the combination of visual and textual information. We compare cross-media and random walk based results using three different real-world datasets. From a practical standpoint, our extended empirical analysis allow us to provide insights and guidelines about the use of graph based methods for multimodal information fusion in content based multimedia information retrieval.Comment: An extended version of the paper: Visual and Textual Information Fusion in Multimedia Retrieval using Semantic Filtering and Graph based Methods, by J. Ah-Pine, G. Csurka and S. Clinchant, submitted to ACM Transactions on Information System

Diversity in image retrieval: DCU at ImageCLEFPhoto 2008

DCU participated in the ImageCLEF 2008 photo retrieval task, submitting runs for both the English and Random language annotation conditions. Our approaches used text-based and image-based retrieval approaches to give baseline retrieval runs, with the highest-ranked images from these baseline runs clustered using K-Means clustering of the text annotations. Finally, each cluster was represented by its most relevant image and these images were ranked for the nal submission. For random annotation language runs, we used TextCat1 to identify German annotation documents, which were then translated into English using Systran Version:3.0 Machine Translator. We also compared results from these translated runs with untranslated runs. Our results showed that, as expected, runs that combine image and text outperform text alone and image alone. Our baseline image+text runs (i.e. without clustering) give our best MAP score, and these runs also outperformed the mean and median ImageCLEFPhoto submissions for CR@20. Clustering approaches consistently gave a large improvement in CR@20 over the baseline, unclustered results. Pseudo relevance feedback consistently improved MAP while also consistently decreasing CR@20. We also found that the performance of untranslated random runs was quite close to that of translated random runs for CR@20, indicating that we could achieve similar diversity in our results without translating the documents

Evaluation Methodologies for Visual Information Retrieval and Annotation

Die automatisierte Evaluation von Informations-Retrieval-Systemen erlaubt Performanz und Qualität der Informationsgewinnung zu bewerten. Bereits in den 60er Jahren wurden erste Methodologien für die system-basierte Evaluation aufgestellt und in den Cranfield Experimenten überprüft. Heutzutage gehören Evaluation, Test und Qualitätsbewertung zu einem aktiven Forschungsfeld mit erfolgreichen Evaluationskampagnen und etablierten Methoden. Evaluationsmethoden fanden zunächst in der Bewertung von Textanalyse-Systemen Anwendung. Mit dem rasanten Voranschreiten der Digitalisierung wurden diese Methoden sukzessive auf die Evaluation von Multimediaanalyse-Systeme übertragen. Dies geschah häufig, ohne die Evaluationsmethoden in Frage zu stellen oder sie an die veränderten Gegebenheiten der Multimediaanalyse anzupassen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der system-basierten Evaluation von Indizierungssystemen für Bildkollektionen. Sie adressiert drei Problemstellungen der Evaluation von Annotationen: Nutzeranforderungen für das Suchen und Verschlagworten von Bildern, Evaluationsmaße für die Qualitätsbewertung von Indizierungssystemen und Anforderungen an die Erstellung visueller Testkollektionen. Am Beispiel der Evaluation automatisierter Photo-Annotationsverfahren werden relevante Konzepte mit Bezug zu Nutzeranforderungen diskutiert, Möglichkeiten zur Erstellung einer zuverlässigen Ground Truth bei geringem Kosten- und Zeitaufwand vorgestellt und Evaluationsmaße zur Qualitätsbewertung eingeführt, analysiert und experimentell verglichen. Traditionelle Maße zur Ermittlung der Performanz werden in vier Dimensionen klassifiziert. Evaluationsmaße vergeben üblicherweise binäre Kosten für korrekte und falsche Annotationen. Diese Annahme steht im Widerspruch zu der Natur von Bildkonzepten. Das gemeinsame Auftreten von Bildkonzepten bestimmt ihren semantischen Zusammenhang und von daher sollten diese auch im Zusammenhang auf ihre Richtigkeit hin überprüft werden. In dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie semantische Ähnlichkeiten visueller Konzepte automatisiert abgeschätzt und in den Evaluationsprozess eingebracht werden können. Die Ergebnisse der Arbeit inkludieren ein Nutzermodell für die konzeptbasierte Suche von Bildern, eine vollständig bewertete Testkollektion und neue Evaluationsmaße für die anforderungsgerechte Qualitätsbeurteilung von Bildanalysesystemen.Performance assessment plays a major role in the research on Information Retrieval (IR) systems. Starting with the Cranfield experiments in the early 60ies, methodologies for the system-based performance assessment emerged and established themselves, resulting in an active research field with a number of successful benchmarking activities. With the rise of the digital age, procedures of text retrieval evaluation were often transferred to multimedia retrieval evaluation without questioning their direct applicability. This thesis investigates the problem of system-based performance assessment of annotation approaches in generic image collections. It addresses three important parts of annotation evaluation, namely user requirements for the retrieval of annotated visual media, performance measures for multi-label evaluation, and visual test collections. Using the example of multi-label image annotation evaluation, I discuss which concepts to employ for indexing, how to obtain a reliable ground truth to moderate costs, and which evaluation measures are appropriate. This is accompanied by a thorough analysis of related work on system-based performance assessment in Visual Information Retrieval (VIR). Traditional performance measures are classified into four dimensions and investigated according to their appropriateness for visual annotation evaluation. One of the main ideas in this thesis adheres to the common assumption on the binary nature of the score prediction dimension in annotation evaluation. However, the predicted concepts and the set of true indexed concepts interrelate with each other. This work will show how to utilise these semantic relationships for a fine-grained evaluation scenario. Outcomes of this thesis result in a user model for concept-based image retrieval, a fully assessed image annotation test collection, and a number of novel performance measures for image annotation evaluation

Evaluation Methodologies for Visual Information Retrieval and Annotation

Die automatisierte Evaluation von Informations-Retrieval-Systemen erlaubt Performanz und Qualität der Informationsgewinnung zu bewerten. Bereits in den 60er Jahren wurden erste Methodologien für die system-basierte Evaluation aufgestellt und in den Cranfield Experimenten überprüft. Heutzutage gehören Evaluation, Test und Qualitätsbewertung zu einem aktiven Forschungsfeld mit erfolgreichen Evaluationskampagnen und etablierten Methoden. Evaluationsmethoden fanden zunächst in der Bewertung von Textanalyse-Systemen Anwendung. Mit dem rasanten Voranschreiten der Digitalisierung wurden diese Methoden sukzessive auf die Evaluation von Multimediaanalyse-Systeme übertragen. Dies geschah häufig, ohne die Evaluationsmethoden in Frage zu stellen oder sie an die veränderten Gegebenheiten der Multimediaanalyse anzupassen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der system-basierten Evaluation von Indizierungssystemen für Bildkollektionen. Sie adressiert drei Problemstellungen der Evaluation von Annotationen: Nutzeranforderungen für das Suchen und Verschlagworten von Bildern, Evaluationsmaße für die Qualitätsbewertung von Indizierungssystemen und Anforderungen an die Erstellung visueller Testkollektionen. Am Beispiel der Evaluation automatisierter Photo-Annotationsverfahren werden relevante Konzepte mit Bezug zu Nutzeranforderungen diskutiert, Möglichkeiten zur Erstellung einer zuverlässigen Ground Truth bei geringem Kosten- und Zeitaufwand vorgestellt und Evaluationsmaße zur Qualitätsbewertung eingeführt, analysiert und experimentell verglichen. Traditionelle Maße zur Ermittlung der Performanz werden in vier Dimensionen klassifiziert. Evaluationsmaße vergeben üblicherweise binäre Kosten für korrekte und falsche Annotationen. Diese Annahme steht im Widerspruch zu der Natur von Bildkonzepten. Das gemeinsame Auftreten von Bildkonzepten bestimmt ihren semantischen Zusammenhang und von daher sollten diese auch im Zusammenhang auf ihre Richtigkeit hin überprüft werden. In dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie semantische Ähnlichkeiten visueller Konzepte automatisiert abgeschätzt und in den Evaluationsprozess eingebracht werden können. Die Ergebnisse der Arbeit inkludieren ein Nutzermodell für die konzeptbasierte Suche von Bildern, eine vollständig bewertete Testkollektion und neue Evaluationsmaße für die anforderungsgerechte Qualitätsbeurteilung von Bildanalysesystemen.Performance assessment plays a major role in the research on Information Retrieval (IR) systems. Starting with the Cranfield experiments in the early 60ies, methodologies for the system-based performance assessment emerged and established themselves, resulting in an active research field with a number of successful benchmarking activities. With the rise of the digital age, procedures of text retrieval evaluation were often transferred to multimedia retrieval evaluation without questioning their direct applicability. This thesis investigates the problem of system-based performance assessment of annotation approaches in generic image collections. It addresses three important parts of annotation evaluation, namely user requirements for the retrieval of annotated visual media, performance measures for multi-label evaluation, and visual test collections. Using the example of multi-label image annotation evaluation, I discuss which concepts to employ for indexing, how to obtain a reliable ground truth to moderate costs, and which evaluation measures are appropriate. This is accompanied by a thorough analysis of related work on system-based performance assessment in Visual Information Retrieval (VIR). Traditional performance measures are classified into four dimensions and investigated according to their appropriateness for visual annotation evaluation. One of the main ideas in this thesis adheres to the common assumption on the binary nature of the score prediction dimension in annotation evaluation. However, the predicted concepts and the set of true indexed concepts interrelate with each other. This work will show how to utilise these semantic relationships for a fine-grained evaluation scenario. Outcomes of this thesis result in a user model for concept-based image retrieval, a fully assessed image annotation test collection, and a number of novel performance measures for image annotation evaluation

Creating a test collection to evaluate diversity in image retrieval

This paper describes the adaptation of an existing test collection for image retrieval to enable diversity in the results set to be measured. Previous research has shown that a more diverse set of results often satisfies the needs of more users better than standard document rankings. To enable diversity to be quantified, it is necessary to classify images relevant to a given theme to one or more sub-topics or clusters. We describe the challenges in building (as far as we are aware) the first test collection for evaluating diversity in image retrieval. This includes selecting appropriate topics, creating sub-topics, and quantifying the overall effectiveness of a retrieval system. A total of 39 topics were augmented for cluster-based relevance and we also provide an initial analysis of assessor agreement for grouping relevant images into sub-topics or clusters