Reconnaissance de formes en multi-orientation et multi-echelle sur documents techniques

Nous considérons le problème de la reconnaissance de formes en imagerie dans le cas où les structures à reconnaître sont disponibles dans une orientation et à un facteur d'échelle quelconques. Plus précisément, nous décrivons un outil mis au point pour la rétroconversion automatique de documents techniques, archivés sous forme « papier », du réseau téléphonique géré par France Télécom. La technique employée, qui s'appuie sur la transformée de Fourier-Mellin (TFM), est mise en oeuvre sous la forme d'un banc de filtres 2-D. Deux phases de reconnaissance sont proposées. La première s'adresse à des symboles et caractères préalablement identifiés comme isolés. La seconde phase permet la reconnaissance de formes superposées. Dans les deux modes de fonctionnement, un jeu de descripteurs invariants par similitude est calculé et appliqué à un classifieur K-PPV. Nous présentons des résultats de classification sur une base importante de symboles et de caractères, qui mettent en évidence la supériorité de notre approche sur celle des moments de Zernike

Virtual Line Descriptor and Semi-Local Matching Method for Reliable Feature Correspondence

International audienceFinding reliable correspondences between sets of feature points in two images remains challenging in case of ambiguities or strong transformations. In this paper, we define a photometric descriptor for virtual lines that join neighbouring feature points. We show that it can be used in the second-order term of existing graph matchers to significantly improve their accuracy. We also define a semi-local matching method based on this descriptor. We show that it is robust to strong transformations and more accurate than existing graph matchers for scenes with significant occlusions, including for very low inlier rates. Used as a preprocessor to filter outliers from match candidates, it significantly improves the robustness of RANSAC and reduces camera calibration errors

A unified framework for detecting groups and application to shape recognition

A unified a contrario detection method is proposed to solve three classical problems in clustering analysis. The first one is to evaluate the validity of a cluster candidate. The second problem is that meaningful clusters can contain or be contained in other meaningful clusters. A rule is needed to define locally optimal clusters by inclusion. The third problem is the definition of a correct merging rule between meaningful clusters, permitting to decide whether they should stay separate or unit. The motivation of this theory is shape recognition. Matching algorithms usually compute correspondences between more or less local features (called shape elements) between images to be compared. This paper intends to form spatially coherent groups between matching shape elements into a shape. Each pair of matching shape elements indeed leads to a unique transformation (similarity or affine map.) As an application, the present theory on the choice of the right clusters is used to group these shape elements into shapes by detecting clusters in the transformation space

3-D Reconstruction of Urban Scenes from Sequences of Images

In this paper, we address the problem of the recovery of the Euclidean geometry of a scene from a sequence of images without any prior knowledge either about the parameters of the cameras, or about the motion of the camera(s). We do not require any knowledge of the absolute coordinates of some control points in the scene to achieve this goal. Using various computer vision tools, we establish correspondences between images and recover the epipolar geometry of the set of images, from which we show how to compute the complete set of perspective projection matrices for each camera position. These being known, we proceed to reconstruct the scene. This reconstruction is defined up to an unknown projective transformation (i.e. is parameterized with 15 arbitrary parameters). Next we show how to go from this reconstruction to a more constrained class of reconstructions, defined up to an unknown affine transformation (i.e. parameterized with 12 arbitrary parameters) by exploiting known geometr..

Discriminative Parameter Estimation for Random Walks Segmentation: Technical Report

The Random Walks (RW) algorithm is one of the most e - cient and easy-to-use probabilistic segmentation methods. By combining contrast terms with prior terms, it provides accurate segmentations of medical images in a fully automated manner. However, one of the main drawbacks of using the RW algorithm is that its parameters have to be hand-tuned. we propose a novel discriminative learning framework that estimates the parameters using a training dataset. The main challenge we face is that the training samples are not fully supervised. Speci cally, they provide a hard segmentation of the images, instead of a proba-bilistic segmentation. We overcome this challenge by treating the optimal probabilistic segmentation that is compatible with the given hard segmentation as a latent variable. This allows us to employ the latent support vector machine formulation for parameter estimation. We show that our approach signi cantly outperforms the baseline methods on a challenging dataset consisting of real clinical 3D MRI volumes of skeletal muscles

Classification de mines sous-marines à partir de l'image sonar brute : caractérisation du contour de l'ombre portée par algorithme génétique

National audienceDans le domaine de la chasse aux mines sous-marines, l'objet détecté peut être caractérisé par son ombre portée sur le fond. L'approche classique est séquentielle : l'image sonar est tout d'abord segmentée afin d'obtenir une image binaire partageant les pixels entre la zone d'ombre et la zone de réverbération de fond, puis des attributs caractéristiques sont extraits de la silhouette 2-D correspondant à l'ombre segmentée lesquels servent à classifier l'objet en fin de traitement. A chacune des étapes sont généralement associés des pré- et/ou post-traitements visant à éviter qu'une erreur intervenant à un instant donné de la chaîne de traitement se répercute jusqu'au résultat final. Afin d'optimiser la procédure de classification en se concentrant sur l'objectif ultime de la chaîne de traitement, nous avons mis en œuvre un processus dynamique pour caractériser le contour de l'ombre à partir de l'image sonar brute en offrant en outre la possibilité de classifier l'objet détecté. Cette approche innovante fait appel aux notions de modèles déformables, modèles statistiques et algorithmes génétiques

Comparaison des documents audiovisuels<br />par Matrice de Similarité

The work of this thesis relates to the comparison of video documents. The field of digital video is in full expansion. Videos are now present in large quantity even for personal use. The video comparison is a basic analysis operation in complement of classification, extraction and structuring of videos.Traditional approaches of comparison are primarily based on the low-level features of the videos to be compared, considered as multidimensional vectors. Other approaches are based on the similarity of frames without taking into account neither the temporal composition of the video nor the audiolayer. The main disadvantage of these methods is that they reduce the comparison role to a simple operator robust to noise effects. Such operators are generally used in order to identify the various specimens of a same document.The originality of our approach lies in the introduction of the of style similarity notion, taking as a starting point the human criteria into the comparison. These criteria are more flexible, and do not impose a strict similarity of all the studied features at the same time.We define an algorithm of extraction of the similarities between the series of values produced bythe analysis of the audiovisual low-level features. The algorithm is inspired by the dynamic programmingand the time series comparison methods.We propose a representation of the data resulting from these processings in the form of a matrixpattern suitable for the visual and immediate comparison of two videos. This matrix is then used topropose a generic similarity measure. The measure is applicable independently to videos of comparableor heterogeneous contents.We developed several applications to demonstrate the behavior of the comparison method and thesimilarity measure. The experiments concern primarily: - the identification of the structure in acollection/sub-collection of documents, - the description of stylistics elements in a movie, and - theanalysis of the grid of programs from a TV stream.Les travaux de cette thèse concernent la comparaison des documents vidéo. Dans le domaine en pleine expansion de la vidéo numérique, les documents disponibles sont maintenant présents en quantité importante même dans les foyers. Opération de base de tout type d'analyse de contenus, en complément de la classification, de l'extraction et de la structuration, la comparaison dans le domaine de l'audiovisuel est d'une utilité qui n'est pas à démontrer.Des approches classiques de comparaison se basent essentiellement sur l'ensemble des caractéristiquesbas niveaux des documents à comparer, en les considérant comme des vecteurs multidimensionnels. D'autres approches se basent sur la similarité des images composant la vidéo sans tenir compte de la composition temporelle du document ni de la bandeson. Le défaut que l'on peut reprocher à ces méthodes est qu'elles restreignent la comparaison à un simple opérateur binaire robuste au bruit. De tels opérateurs sont généralement utilisés afin d'identifier les différents exemplaires d'un même document. L'originalité de notre démarche réside dans le fait que nous introduisons la notion de la similarité de styleen s'inspirant des critères humains dans la comparaison des documents vidéo. Ces critèressont plus souples, et n'imposent pas une similarité stricte de toutes les caractéristiques étudiéesà la fois.En nous inspirant de la programmation dynamique et de la comparaison des séries chronologiques, nous définissons un algorithme d'extraction des similarités entre les séries de valeurs produites par l'analyse de caractéristiques audiovisuelles de bas-niveau. Ensuite, un second traitement générique approxime le résultat de l'algorithme de la longueur de la PlusLongue Sous-Séquence Commune (PLSC) plus rapidement que ce dernier. Nous proposons une représentation des données issues de ces traitements sous la forme d'un schéma matriciel propre à la comparaison visuelle et immédiate de deux contenus. Cette matrice peut être également utilisée pour définir une mesure de similarité générique, applicable à des documents de même genre ou de genres hétérogènes.Plusieurs applications ont été mises en place pour démontrer le comportement de la méthode de comparaison et de la mesure de similarité, ainsi que leur pertinence. Les expérimentations concernent essentiellement : - l'identification d'une structure organisationnelle en collection / sous-collection d'une base de documents, - la mise en évidence d'élémentsstylistiques dans un film de cinéma, - la mise en évidence de la grille de programmes d'unflux de télévision

Courbes remplissant l'espace et leur application en traitement d'images

The space-filling curves are known for the ability to order the multidimensional points on a line while preserving the locality, i.e. the close points are closely ordered on the line. The locality preserving is wished in many applications. Hilbert curve is the best locality preserving space-filling curve. This curve is originally proposed in 2D, i.e. it is only applied to points in a 2D space. For application in the multidimensional case, we propose in this thesis a generalization of Hilbert curve. Generalized curve is based on the essential property of Hilbert curve that creates its level of locality preserving: the adjacency. Thus, it avoids the dependence on the pattern RBG, which is the only pattern of the curve extended by previous researches. The result is a family of curves preserving well the locality. The optimization of the locality preserving is also addressed to find out the best locality preserving curve. For this purpose, we propose a measure of the locality preserving. Based on the parameters, this measure can adapt to different application situations such as the change of metric or locality size. The curve construction is an important part of the thesis. It is the basis of the index calculation used in application. For a rapid index calculation, the self-similar Hilbert curves is used. They are Hilbert curves satisfying the self-similar conditions specified in chapitre 4. The generalized curve is finally applied in image search. It is the question of the content-based image search (CBIR) where each image is characterized by a multidimensionalvector. Images are ordered by the curve of a line, and the search is simplified to the search on an ordered list. By giving an input image, similar images are those corresponding to neighbors of the index of the input. The locality preserving ensures that these indexes correspond to similar images.Les courbes remplissant l'espace sont connues pour la capacité d'ordonner les points multidimensionnels sur une ligne en tout conservant la localité, i.e. les points proches sont toujours proches sur la ligne. La conservation de la localité est beaucoup recherchée dans plusieurs applications. La courbe de Hilbert est la courbe remplissant l'espace qui conserve le mieux la localité. Cette courbe est originalement proposée en 2D, i.e. n'est qu'applicable aux points dans un espace 2D. Pour une perspective d'application dans le cas multidimensionnel, nous proposons dans cette thèse une généralisation de la courbe de Hilbert. La courbe généralisée est définie en s'appuyant sur la propriété essentielle de la courbe de Hilbert qui crée son niveau de conservation de la localité : l'adjacence. Ainsi, elle évite la dépendance du motif primitif RBG qui est le seul motif primitif de la courbe étendu par les recherches précédentes. Le résultat est donc une famille de courbe conservant bien la localité. L'optimisation de la conservation de la localité est aussi abordée pour permettre de retrouver la courbe qui conserve le mieux la localité. Pour cet objectif, nous proposons une mesure de la conservation de la localité. En s'appuyant sur les paramètres, cette mesure peut adapter aux différentes situations applicatives comme le changement de métrique ou de taille de localité. La construction est une partie importante de la thèse, elle est la base du calcul de l'index utilisé dans l'application. Pour un calcul de l'index rapide, la courbe de Hilbert autosimilaire est utilisée. La courbe de Hilbert satisfaisant les conditions de la courbe fait l'objet du chapitre 4. La courbe généralisée est enfin appliquée dans la recherche d'image. Il s'agit d'une recherche par le contenu où chaque image est caractérisée par un vecteur multidimensionnel. Les images sont ordonnées par la courbe sur une ligne ; ainsi, la recherche est simplifiée en une recherche sur une liste ordonnée. En donnant une image d'entrée, les images similaires sont celles correspondantes aux index voisins de l'index de l'image d'entrée. La conservation de la localité garantit que ces index correspondent aux images similaires

A unified framework for detecting groups and application to shape recognition

International audienceA unified a contrario detection method is proposed to solve three classical problems in clustering analysis. The first one is to evaluate the validity of a cluster candidate. The second problem is that meaningful clusters can contain or be contained in other meaningful clusters. A rule is needed to define locally optimal clusters by inclusion. The third problem is the definition of a correct merging rule between meaningful clusters, permitting to decide whether they should stay separate or unite. The motivation of this theory is shape recognition. Matching algorithms usually compute correspondences between more or less local features (called shape elements) between images to be compared. Each pair of matching shape elements leads to a unique transformation (similarity or affine map.) The present theory is used to group these shape elements into shapes by detecting clusters in the transformation space