L'augmentation exponentielle du nombre d'images nécessite des moyens efficaces pour les classer en fonction de leur contenu visuel. Le sac de mot visuel (Bag-Of-visual-Words, BOW), en raison de sa simplicité et de sa robustesse, devient l'approche la plus populaire. Malheureusement, cette approche ne prend pas en compte de l'information spatiale, ce qui joue un rôle important dans les catégories de modélisation d'image. Récemment, Lazebnik ont introduit la représentation pyramidale spatiale (Spatial Pyramid Representation, SPR) qui a incorporé avec succès l'information spatiale dans le modèle BOW. Néanmoins, ce système de correspondance rigide empêche la SPR de gérer les variations et les transformations d'image. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier un modèle de chaîne de correspondance plus souple qui prend l'avantage d'histogrammes de BOW locaux et se rapproche de la correspondance de la chaîne. Notre première contribution est basée sur une représentation en chaîne et une nouvelle distance d'édition (String Matching Distance, SMD) bien adapté pour les chaînes de l'histogramme qui peut calculer efficacement par programmation dynamique. Un noyau d'édition correspondant comprenant à la fois d'une pondération et d'un système pyramidal est également dérivée. La seconde contribution est une version étendue de SMD qui remplace les opérations d'insertion et de suppression par les opérations de fusion entre les symboles successifs, ce qui apporte de la souplesse labours et correspond aux images. Toutes les distances proposées sont évaluées sur plusieurs jeux de données tâche de classification et sont comparés avec plusieurs approches concurrentes / The exponential increasing of the number of images requires efficient ways to classify them based on their visual content. The most successful and popular approach is the Bag of visual Word (BoW) representation due to its simplicity and robustness. Unfortunately, this approach fails to capture the spatial image layout, which plays an important roles in modeling image categories. Recently, Lazebnik et al (2006) introduced the Spatial Pyramid Representation (SPR) which successfully incorporated spatial information into the BoW model. The idea of their approach is to split the image into a pyramidal grid and to represent each grid cell as a BoW. Assuming that images belonging to the same class have similar spatial distributions, it is possible to use a pairwise matching as similarity measurement. However, this rigid matching scheme prevents SPR to cope with image variations and transformations. The main objective of this dissertation is to study a more flexible string matching model. Keeping the idea of local BoW histograms, we introduce a new class of edit distance to compare strings of local histograms. Our first contribution is a string based image representation model and a new edit distance (called SMD for String Matching Distance) well suited for strings composed of symbols which are local BoWs. The new distance benefits from an efficient Dynamic Programming algorithm. A corresponding edit kernel including both a weighting and a pyramidal scheme is also derived. The performance is evaluated on classification tasks and compared to the standard method and several related methods. The new method outperforms other methods thanks to its ability to detect and ignore identical successive regions inside images. Our second contribution is to propose an extended version of SMD replacing insertion and deletion operations by merging operations between successive symbols. In this approach, the number of sub regions ie. the grid divisions may vary according to the visual content. We describe two algorithms to compute this merge-based distance. The first one is a greedy version which is efficient but can produce a non optimal edit script. The other one is an optimal version but it requires a 4th degree polynomial complexity. All the proposed distances are evaluated on several datasets and are shown to outperform comparable existing methods.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2014STET4029 |
| Date | 29 August 2014 |
| Creators | Nguyen, Hong-Thinh |
| Contributors | Saint-Etienne, Ducottet, Christophe |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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