Word Searching in Scene Image and Video Frame in Multi-Script Scenario using Dynamic Shape Coding

Retrieval of text information from natural scene images and video frames is a challenging task due to its inherent problems like complex character shapes, low resolution, background noise, etc. Available OCR systems often fail to retrieve such information in scene/video frames. Keyword spotting, an alternative way to retrieve information, performs efficient text searching in such scenarios. However, current word spotting techniques in scene/video images are script-specific and they are mainly developed for Latin script. This paper presents a novel word spotting framework using dynamic shape coding for text retrieval in natural scene image and video frames. The framework is designed to search query keyword from multiple scripts with the help of on-the-fly script-wise keyword generation for the corresponding script. We have used a two-stage word spotting approach using Hidden Markov Model (HMM) to detect the translated keyword in a given text line by identifying the script of the line. A novel unsupervised dynamic shape coding based scheme has been used to group similar shape characters to avoid confusion and to improve text alignment. Next, the hypotheses locations are verified to improve retrieval performance. To evaluate the proposed system for searching keyword from natural scene image and video frames, we have considered two popular Indic scripts such as Bangla (Bengali) and Devanagari along with English. Inspired by the zone-wise recognition approach in Indic scripts[1], zone-wise text information has been used to improve the traditional word spotting performance in Indic scripts. For our experiment, a dataset consisting of images of different scenes and video frames of English, Bangla and Devanagari scripts were considered. The results obtained showed the effectiveness of our proposed word spotting approach.Comment: Multimedia Tools and Applications, Springe

Apprentissage profond de formes manuscrites pour la reconnaissance et le repérage efficace de l'écriture dans les documents numérisés

Malgré les efforts importants de la communauté d’analyse de documents, définir une representation robuste pour les formes manuscrites demeure un défi de taille. Une telle representation ne peut pas être définie explicitement par un ensemble de règles, et doit plutôt être obtenue avec une extraction intelligente de caractéristiques de haut niveau à partir d’images de documents. Dans cette thèse, les modèles d’apprentissage profond sont investigués pour la representation automatique de formes manuscrites. Les représentations proposées par ces modèles sont utilisées pour définir un système de reconnaissance et de repérage de mots individuels dans les documents. Le choix de traiter les mots individuellement est motivé par le fait que n’importe quel texte peut être segmenté en un ensemble de mots séparés. Dans une première contribution, une représentation non supervisée profonde est proposée pour la tâche de repérage de mots manuscrits. Cette représentation se base sur l’algorithme de regroupement spherical k-means, qui est employé pour construire une hiérarchie de fonctions paramétriques encodant les images de documents. Les avantages de cette représentation sont multiples. Tout d’abord, elle est définie de manière non supervisée, ce qui évite la nécessité d’avoir des données annotées pour l’entraînement. Ensuite, elle se calcule rapidement et est de taille compacte, permettant ainsi de repérer des mots efficacement. Dans une deuxième contribution, un modèle de bout en bout est développé pour la reconnaissance de mots manuscrits. Ce modèle est composé d’un réseau de neurones convolutifs qui prend en entrée l’image d’un mot et produit en sortie une représentation du texte reconnu. Ce texte est représenté sous la forme d’un ensemble de sous-sequences bidirectionnelles de caractères formant une hiérarchie. Cette représentation se distingue des approches existantes dans la littérature et offre plusieurs avantages par rapport à celles-ci. Notamment, elle est binaire et a une taille fixe, ce qui la rend robuste à la taille du texte. Par ailleurs, elle capture la distribution des sous-séquences de caractères dans le corpus d’entraînement, et permet donc au modèle entraîné de transférer cette connaissance à de nouveaux mots contenant les memes sous-séquences. Dans une troisième et dernière contribution, un modèle de bout en bout est proposé pour résoudre simultanément les tâches de repérage et de reconnaissance. Ce modèle intègre conjointement les textes et les images de mots dans un seul espace vectoriel. Une image est projetée dans cet espace via un réseau de neurones convolutifs entraîné à détecter les différentes forms de caractères. De même, un mot est projeté dans cet espace via un réseau de neurones récurrents. Le modèle proposé est entraîné de manière à ce que l’image d’un mot et son texte soient projetés au même point. Dans l’espace vectoriel appris, les tâches de repérage et de reconnaissance peuvent être traitées efficacement comme un problème de recherche des plus proches voisins

OTS: A One-shot Learning Approach for Text Spotting in Historical Manuscripts

Historical manuscript processing poses challenges like limited annotated training data and novel class emergence. To address this, we propose a novel One-shot learning-based Text Spotting (OTS) approach that accurately and reliably spots novel characters with just one annotated support sample. Drawing inspiration from cognitive research, we introduce a spatial alignment module that finds, focuses on, and learns the most discriminative spatial regions in the query image based on one support image. Especially, since the low-resource spotting task often faces the problem of example imbalance, we propose a novel loss function called torus loss which can make the embedding space of distance metric more discriminative. Our approach is highly efficient and requires only a few training samples while exhibiting the remarkable ability to handle novel characters, and symbols. To enhance dataset diversity, a new manuscript dataset that contains the ancient Dongba hieroglyphics (DBH) is created. We conduct experiments on publicly available VML-HD, TKH, NC datasets, and the new proposed DBH dataset. The experimental results demonstrate that OTS outperforms the state-of-the-art methods in one-shot text spotting. Overall, our proposed method offers promising applications in the field of text spotting in historical manuscripts

Segmentation-free Word Spotting for Handwritten Arabic Documents

In this paper we present an unsupervised segmentation-free method for spotting and searching query, especially, for images documents in handwritten Arabic, for this, Histograms of Oriented Gradients (HOGs) are used as the feature vectors to represent the query and documents image. Then, we compress the descriptors with the product quantization method. Finally, a better representation of the query is obtained by using the Support Vector Machines (SVM)