Sébastien PERIN – DEA PTI

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Formalisation et Opérationalisation de Connaissances Graphiques pour l’Interopérabilité en analyse d’image de document. Sébastien PERIN – DEA PTI. Plan. Introduction à l’analyse de documents graphiques, Extraction de primitives graphiques, Formalisme et représentation des connaissances, - PowerPoint PPT Presentation

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  • Formalisation et Oprationalisation

    de Connaissances Graphiques pour lInteroprabilit en

    analyse dimage de document.Sbastien PERIN DEA PTI

    Sbastien PERIN - DEA PTI

  • PlanIntroduction lanalyse de documents graphiques,Extraction de primitives graphiques,Formalisme et reprsentation des connaissances,Formalisme adopt,Contributions,Mise en uvre,Conclusions et perspectives,

    Sbastien PERIN - DEA PTI

  • Introduction lanalyse de documents graphiquesLanalyse dimages de documents graphiques

    Lextraction de primitives graphiques en 3 tapes.

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  • Extraction de primitives graphiques (1)tude bibliographiqueLes techniques dextraction bas niveau :

    ApproximationLigne, cercle, courbe [Rosin,West95]Construction dobjets

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  • Extraction de primitives graphiques (2)Comparaison dapproches [Delalandre03]Les objets manipuls prochesTraitements granulaires communsCombinaisons: valuation dapproches,

    approches hybrides,

    coopration dapproches Problmatique : Lchange des connaissances graphiques permettant linteroprabilit.

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  • Formalisme et reprsentation des connaissances (1)tude bibliographique :Les diffrents types de formalismes [Kayser97] : base de rgles [Paulson99] (ex : Faire Action si Condition(s) )

    base de frames [Minsky75] (ex: )

    base de graphes [Lacomme03] (ex: )

    Orients donnes (listes, matrices, ) [Lucas86]

    Reprsentations :Formats [Wilkinson00]Langages de reprsentation [Kayser97]

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  • Formalisme et reprsentation des connaissances (2)Quelques formalismes et reprsentations des connaissances graphiques :

    Formalisme vectoriel et graphe est privilgiFormalisme choisi pour linteroprabilit est base dune structure de graphes

    FormalismeReprsentation[SVG-01]Vectoriel + listesLangage balis XML[DXF-80]Vectoriel + listesFormat de donnes[CGM-97]Vectoriel + graphes+ symboliqueFormat de donnes[Ah Soon01]Vectoriel + rgles+ symboliqueLangage[Allanic00]Vectoriel + graphesFormat de donnes[Hilaire01]Vectoriel + graphes[Pasternak95]Vectoriel + rgles + symboliqueLangage[Ramel00]Vectoriel + graphes[Song02]Vectoriel + graphes

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  • Le formalisme adopt (1)Lobjet graphique :

    Les donnes :

    Les attributs graphiques :

    Les donnes :

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  • Le formalisme adopt (2)Lobjet graphique :

    Primitives, listes, et graphes Les listes :

    Les graphes :

    Formalisation des connaissances graphiques par des graphes relationnels attribus pyramidaux. [Jolion90]

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  • Le formalisme adopt (3)Standard :Objet graphique :

    Attribut graphique :

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  • Le formalisme adopt (4)Exemple : Image de dpartPlusieurs reprsentations possibles Aucune nest privilgieReprsentation 1Reprsentation 2Reprsentation 3Reprsentation 4Reprsentation 5

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  • Le formalisme adopt (5)Mcanisme dexternalisation des connaissances :

    Lecture/critureExemple avec un point :

    Exemple dune ligne :

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  • Le formalisme adopt (6)Mcanisme de requtes lmentaire de type procdural, par le contenu et/ou par la structure appliqu aux graphes et/ou listes.Contenu : tests des types dobjetStructure : nombre dobjet, bouclage, etc.Exemple :TraitementPolygonalisationSubstitution des listes de points par des listes de lignes

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  • Le formalisme adopt (7)Le formalisme est cod en C++, bas sur la STL et la GTL, et sappuie sur le polymorphisme, lidiome de constructeur virtuel, chargement dynamique dobjet,21 classes pour les objets et attributs graphiques, 7 classes pour les traitements,56 fichiers 130 Ko de code.

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  • Contributions (1)Introduction : La librairie de modlisation lchange de connaissances graphiquesDveloppement plate forme de traitement bas sur la librairie modlisation :lextraction de primitives graphiquesla combinaison des diffrentes mthodesPrsentation des traitement de la plate forme :PolygonalisationAppariement de contoursConstruction de courbes

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  • Contributions (2)PolygonalisationLa corde [Douglas,Peucker73].Entre : liste de points et seuilSortie : Liste de lignes.

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  • Contributions (3)PolygonalisationLe split & merge [Pavlidis, Horowitz74] , ou division-fusion.Entre : liste de points et seuilSortie : Liste de lignes.

    limination des parasites

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  • Contributions (4)Appariement de contoursLalgorithme dappariement de contours [Han94] se dcompose en 5 tapes :Test dappariement (critres : vecteurs non-connects, de sens opposs, superposition de leurs projections axiales) Calcul de ces 3 critres logiquesFiltrage des appariements loigns Tri logique des propositions dappariementAppariementConstruction de quadrilatres.[Ramel00]

    ContourQuadrilatres

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  • Contributions (5)Construction de courbesInterpolation par des courbes de Bzier [Zorin02].

    Interpolation par des courbes de Bzier cubiques :P(t)=(1-t)3.P0+3.t.(1-t).P1+3.t.(1-t).P2+t3.P3.

    Intrt technologique : courbures, portage vers SVG.

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  • Contributions (6)Le systme repose sur une plate forme de traitement sappuyant sur la modlisationEn langage C++39 fichiers 45 Ko de code

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  • Mise en uvre (1)Exemple 1La mise en uvre repose sur la chane de traitements suivante :

    De limage originale lextraction donne des listes de point, des points isols et des jonctions potentielles.ExtractionPolygonalisationConstruction de courbes

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  • Mise en uvre (2)Exemple 1Listes de points

    La polygonalisationremplace par des listes de lignes

    Les listes de lignes sont remplacespar des listes de courbe

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  • Mise en uvre (3)Exemple 2Approche contourContourVectorisationConstructionQuadrilatresEffet de bords

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  • Conclusions et PerspectivesConclusions :Lobjectif est atteint : les connaissances graphiques peuvent circuler entre traitements linteroprabilitLes traitements possibles sont :La cordeLe Split & MergeAppariement de contourInterpolation par courbe de BzierPerspectives :Formaliser lapproche base de requtes (langage de requte par la structure XPath, RDF-QL)Dvelopper la plate forme de traitementsPour :Permettre des scnarios pour la combinaison des traitements pour lextraction de primitives graphiques

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  • Bibliographie (1)[Lam95] L. Lam and C.Y. Suen, An Evaluation of Parallel Thinning Algorithms for Character Recognition, 1995[Tombre99] K. Tombre and C. Ah-Soon and P. Dosch and G. Masini and S.Tabbone, Stable and Robust Vectorization : How to Make the Right Choices, 1999[Abl&Prid00] S. Ablameyko and T.P. Pridmore, Machine Interpretation of Line Drawing Images, 2000[Dori99] D. Dori, Sparse Pixel Vectorisation : An Algorithm and its Performance Evaluation, 1999[Song03] J. Song and M.R. Lyu and M. Cai and and S. Cai, Graphic Object Recognition from Binary Images: a Survey and an Integrated Paradigm, 2003[Burge98] M. Burge and W.G. Kropatsh, A Minimal Line Property Preserving Representation of Line Images, 1998[Chen94] Y.S. Chen, Segmentation and Association Among Lines and Junctions for a Line Image, 1994[Cao00] R. Cao and C.L. Tan, A Model of Stroke Extraction from Chinese Character Images, 2000[Vaxivire95] P. Vaxivire and K. Tombre, Subsampling : A Structural Approach to Technical Document Vectorisation, 1995[Su02] Y.M. Su and J.F Wang, A Learning Process to the Identification of Feature Points on Chinese Characters, 2002[Chen00] J. Chen and Y. Sato and S. Tamura, Orientation Space Filtering for Multiple Orientation Line Segmentation, 2000[Rosin,West95] P.L. Rosin and G.A.W. West, Nonparametric Segmentation of Curves Into Various Representations, 1995[Hilaire01] X. Hilaire, Ranvec and the Arc Segmentation Contest, 2001[Ramel00] J.Y. Ramel, N. Vincent, H Emptoz, A structural representation for understanding line-drawing images, 2000.[Han94] C.C. Han, K.C. Fahn, Skeleton generation of engineering drawings via contour matching, 1994.

    Rfrences

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  • Bibliographie (2)[Delalandre03] M. Delalandre, E. Trupin, J.M. Ogier, Local Structural Analysis: a Primer, GREC 2003[Kayser97] D. Kayser, La Reprsentation des Connaissances, 1997[Paulson99] L.C. Paulson, Logic and Proof, 1999[Minsky75] Minsky, 1975[Lacomme03] P. Lacomme, Algorithmes de Graphes, 2003Lucas86] M. Lucas, Algorithmes et Reprsentation des Donnes, 1986[Wilkinson00] L. Wilkinson, D.J. Rope, D.B. Carr, M.A. Rubin, The Language of Graphics, 2000[AhSoon01] C. Ah-Soon, K. Tombre, Architectural Symbol Recognition Using a Network of Constraints, 2001[Allanic00] H. Allanic, E. Petit, M. Villalon, F. Lopes, Un Outil d'Interprtation d'Image Bas sur un Modle Vectoriel Topologique, 2000[Pasternak95] B. Pasternak and B. Neumann, The Role of Taxonomy in Drawing Interpretation, 1995[Song02] J. Song, F. Su, C. Tai, S. Cai, An Object-Oriented Progressive-Simplification based Vectorisation System for Engineering Drawings: Model, Algorithm and Performance, 2002[Jolion90] J.M. Jolion, Analyse dimages : Le modle pyramidale, Traitement du signal, vol. 7, 5-17, 1990.[Douglas,Peucker73] D. H. Douglas, T. K. Peucker, Algorithm for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricatu