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Publications sur Segmentation
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7 Rapports de recherche et Rapports techniques |
3 - A Probabilistic Framework for Adaptive Texture Description.
K. Brady et I. H. Jermyn et J. Zerubia. Rapport de Recherche 4920, INRIA, France, septembre 2003.
Mots-clés : Segmentation, Texture, Paquet d'ondelettes.
@TECHREPORT{4920,
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| author |
= |
{Brady, K. and Jermyn, I. H. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{A Probabilistic Framework for Adaptive Texture Description}, |
| year |
= |
{2003}, |
| month |
= |
{septembre}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{4920}, |
| address |
= |
{France}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00071659}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/71659/filename/RR-4920.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/16/59/PS/RR-4920.ps}, |
| keyword |
= |
{Segmentation, Texture, Paquet d'ondelettes} |
| } |
Résumé :
Ce rapport présente le développement d'un nouveau cadre probabiliste cohérent pour la description adaptative de texture. En partant d'une distribution de probabilité sur un espace d'images infinies, nous générons une distribution sur des régions finies par marginalisation. Pour une distribution gaussienne, les contraintes de calcul imposées par la diagonalisation nous conduisent naturellement à des modèles utilisant des paquets d'ondelettes adaptatifs. Ces modèles reflètent les principales périodicités présentes dans les textures et permettent également d'avoir des corrélations à longue portée tout en préservant l'indépendance des coefficients des paquets d'ondelettes. Nous avons appliqué notre méthode à la segmentation. Deux types de données figurent dans notre ensemble de test: des mosaïques synthétiques de Brodatz et des images satellitaires haute résolution. Dans le cas des textures synthétiques, nous utilisons la version non-décimée de la transformée en paquets d'ondelettes afin de diagonaliser la distribution gaussienne de manière efficace, bien qu'approximative. Cela nous permet d'effectuer une classification de la mosaique pixel par pixel. Une étape de régularisation est ensuite effectuée afin d'arriver à un résultat de segmentation final plus lisse. Afin d'obtenir les meilleurs résultats possibles dans le cas de données réelles, la moyenne de la distribution est ensuite introduite dans le modèle. L'approximation faite pour la classification des mosaiques de textures synthetiques a été testée sur des images réelles, mais les résultats obtenus n'étaient pas satisfaisants. C'est pourquoi nous avons introduit, pour ce type de données, une technique de classification heuristique basée sur la transformée en paquets d'ondelettes décimée. Les résultats de segmentation sont ensuite régularisés à l'aide de la même méthode que dans le cas synthétique. Nous présentons les résultats pour chaque type de données et concluons par une discussion. |
Abstract :
This report details the development of a probabilistic framework for adaptive texture description. Starting with a probability distribution on the space of infinite images, we generate a distribution on finite regions by marginalisation. For a Gaussian distribution, the computational requirement of diagonalisation leads naturally to adaptive wavelet packet models which capture the principal periodicities present in the textures and allow long-range correlations while preserving the independence of the wavelet packet coefficients. These models are then applied to the task of segmentation. Two data types are included in our test bed: synthetic Brodatz mosaics and high-resolution satellite images. For the case of the synthetic textures, undecimated versions of the wavelet packet transform are used to diagonalise the Gaussian distribution efficiently, albeit approximately. This enables us to perform a pixelwise classification of the mosaics. A regularisation step is then implemented in order to arrive at a smooth final segmentation. In order to obtain the best possible results for the real dataset, the mean of the distribution is included in the model. The approximation made for the classification of the synthetic texture mosaics is tested on the remote sensing images, but it produces unsatisfactory results. Therefore we introduce a heuristic classification technique for this dataset, based on a decimated wavelet packet transform. The resulting segmentation is then regularised using the same method as in the synthetic case. Results are presented for both types of data and a discussion follows. |
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4 - The Methodology and Practice of the Evaluation of Image Retrieval Systems and Segmentation Methods.
I. H. Jermyn et C. Shaffrey et N. Kingsbury. Rapport de Recherche 4761, INRIA, France, mars 2003.
Mots-clés : Base de donnees Image, Segmentation, Semantique.
@TECHREPORT{4761,
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| author |
= |
{Jermyn, I. H. and Shaffrey, C. and Kingsbury, N.}, |
| title |
= |
{The Methodology and Practice of the Evaluation of Image Retrieval Systems and Segmentation Methods}, |
| year |
= |
{2003}, |
| month |
= |
{mars}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{4761}, |
| address |
= |
{France}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00071825}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/71825/filename/RR-4761.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/18/25/PS/RR-4761.ps}, |
| keyword |
= |
{Base de donnees Image, Segmentation, Semantique} |
| } |
Résumé :
La recherche d'images par le contenu est importante pour deux raisons. Premièrement, la croissance d'archives d'images fréquemment citée dans beaucoup d'applications, et l'expansion rapide du Web, signifient qu'il est nécessaire d'utiliser des systèmes de recherche efficaces pour les bases de données afin que la masse de données accumulée soit utile. Deuxièmement, la recherche dans les bases de données image pose des questions importantes liées à la vision par ordinateur : une recherche efficace demande une véritable compréhension des images. Pour ces raisons, l'évaluation des systèmes de recherche dans les bases de données image devient une priorité. Il existe déjà une littérature importante évaluant des systèmes spécifiques, mais peu de discussions sont publiées sur les méthodes d'évaluation en soi. Dans la première partie de ce rapport, nous proposons un cadre dans lequel ces sujets peuvent être abordés, nous analysons des méthodologies d'évaluation possibles, indiquant quand elles sont pertinentes et quand elles ne le sont pas, et nous critiquons la technique «query-by-example» et les méthodes d'évaluation qui s'y rapportent. Dans la deuxième partie du rapport, nous appliquons les résultats de cette analyse à une collection spécifique d'images. Cette collection est problématique mais typique: il n'existe pas de vérité terrain sémantique. Considérant la recherche fondée sur la segmentation d'image, nous présentons une nouvelle méthode pour son évaluation. Contrairement aux méthodes d'évaluation qui reposent sur l'existence ou la création d'une vérité terrain, la méthodologie proposée utilise des sujets humains pour un test psychovisuel qui compare les résultats des différentes méthodes de segmentation. Le test est con u pour répondre à deux questions : existe-t-il une segmentation «meilleure» que les autres et si oui qu'apprenons-nous des méthodes de segmentation pour la recherche dans des bases de données image? Les résultats confirment la cohérence des jugements humains, permettant ainsi une évaluation significative. |
Abstract :
Content-Based Image Retrieval is important for two reasons. First, the oft-cited growth of image archives in many fields, and the rapid expansion of the Web, mean that successful image retrieval systems are fast becoming a necessity if the mass of accumulated data is to be useful. Second, database retrieval provides a framework within which the important questions of machine vision are brought into focus: successful retrieval is likely to require genuine image understanding. In view of these points, the evaluatio- n of retrieval systems becomes a matter of priority. There is already a substantial literature evaluating specific systems, but little high-level discussion of the evaluation methodologies themselves seems to have taken place. In the first part of the report, we propose a framework within which such issues can be addressed, analyse possible evaluation methodologies, indicate where they are appropriate and where they are not, and critique query-by-example and evaluation methodologies related to it. In the second part of the report, we apply the results of this analysis to a particular dataset. The dataset is problematic but typical: no ground truth is available for its semantics. Considering retrieval based on image segmentation- s, we present a novel method for its evaluation. Unlike methods of evaluation that rely on the existence or creation of ground truth, the proposed evaluatio- n procedure subjects human subjects to a psychovisual test comparing the results of different segmentation schemes. The test is designed to answer two questions: does consensus about a `best' segmentation exist, and if it does, what do we learn about segmentation schemes for retrieval? The results confirm that human subjects are consistent in their judgements, thus allowing meaningful evaluation. |
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5 - Simulation de processus objets : Etude de faisabilité pour une application à la segmentation d'image.
M. Imberty et X. Descombes. Rapport de Recherche 3881, Inria, février 2000.
Mots-clés : Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Segmentation.
@TECHREPORT{xd00im,
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| author |
= |
{Imberty, M. and Descombes, X.}, |
| title |
= |
{Simulation de processus objets : Etude de faisabilité pour une application à la segmentation d'image}, |
| year |
= |
{2000}, |
| month |
= |
{février}, |
| institution |
= |
{Inria}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{3881}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00072772}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/72772/filename/RR-3881.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/27/72/PS/RR-3881.ps}, |
| keyword |
= |
{Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Segmentation} |
| } |
Résumé :
Dans cette étude, nous comparons l'efficacité de deux techniques de simulation par chaînes de Markov (MCMC) de processus aléatoires sur des ensembles d'objets géométriques : l'algorithme de naissance-mort et celui de Metropolis-- Hastings-Green. Les comparaisons sont effectuées sur différents modèles de processus objets de type attractif présentant un intérêt en traitement d'image. Nous appliquons ensuite ces méthodes de simulation à la segmentation d'image. Pour cela, nous nous plaçons dans le cadre bayésien : nous définisson- s donc un modèle a priori attractif simple sur des objets rectangulaires, ainsi qu'un terme d'attache aux données garantissant l'adéquation des objets à l'image. Nous utilisons ensuite un recuit simulé pour extraire les différentes zones de l'image. Des tests sont effectués sur des images synthétiques. |
Abstract :
In this study, we compare the efficiency of two algorithms using Monte Carlo Markov chains methods in order to simulate random processes of geometric- al objects sets : the algorithm of birth and death and the dynamics of Metropolis-Hastings-Green. The comparisons are carried out on various object models for clustered patterns, which could be of interest in image processing. Then we apply these methods of simulation to image segmentation, using the bayesian approach : thus we define a simple prior model on rectangul- ar objects, as well as a posterior probability guaranteeing the adequacy of the objects to the data. We finally use a stochastic annealing to extract the various zones of the image. Some tests are performed on synthetic data. |
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6 - Isotropic Properties of Some Multi-body Interaction Models: Two Quality Criteria for Markov Priors in Image Processing.
X. Descombes et E. Pechersky. Rapport de Recherche 3752, Inria, août 1999.
Mots-clés : Champs de Gibbs, Segmentation, Restauration.
@TECHREPORT{xd99k,
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| author |
= |
{Descombes, X. and Pechersky, E.}, |
| title |
= |
{Isotropic Properties of Some Multi-body Interaction Models: Two Quality Criteria for Markov Priors in Image Processing}, |
| year |
= |
{1999}, |
| month |
= |
{août}, |
| institution |
= |
{Inria}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{3752}, |
| url |
= |
{http://hal.inria.fr/inria-00072910}, |
| pdf |
= |
{http://hal.inria.fr/docs/00/07/29/10/PDF/RR-3752.pdf}, |
| ps |
= |
{http://hal.inria.fr/docs/00/07/29/10/PS/RR-3752.ps}, |
| keyword |
= |
{Champs de Gibbs, Segmentation, Restauration} |
| } |
Résumé :
Les champs de Gibbs sont très utilisés en traitement d'image à la fois pour la segmentation et la restauration. Définis sur la trâme discrète sous-jacente à l'image, ils présentent un comportement non isotrope. Dans ce rapport, nous étudions et quantifions cette non-isotropie, pour des modèles avec des interactions 3x3, en calculant la tension de bord en fonction de l'angle d'une droite séparant le plan en deux parties contenant une phase différente. De cette étude, nous dérivons deux critères quantitatifs d'anisotropie des modèles. Nous calculons ensuite la forme d'une goutte d'une phase immergée dans une autre phase à la température nulle pour les différents modèles, et étudions la non isotropie des formes obtenues. Pour finir, les artéfacts induits par cette non-isotropie sont mis en évidence sur des exemples de segmentation et de restauration d'image. |
Abstract :
Gibbs Fields are widely used in image processing for both segmentation and restoration. Defined on a discrete lattice representing the image they exhibit a non-isotropic behavior. Herein, we study and quantify this non-isotropy by computing the boundary tension as a function of the angle of a line separating the plane in two parts containing a different phase. From this study, we derive two quantitative criteria of the non isotropy of the model. We then compute the shape at zero temperature of a droplet of one phase within the other phase and study the non-isotropy of the shape for the different models. Finally, we show the artifacts due to this non-isotropic behavior for image segmentation and restoration. |
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7 - Indexing and retrieval in multimedia libraries through parametric texture modeling using the 2D Wold decomposition.
R. Stoica et J. Zerubia et J.M. Francos. Rapport de Recherche 3594, Inria, décembre 1998.
Mots-clés : Champs de Markov, Texture, Segmentation, Indexation.
@TECHREPORT{stoica98,
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| author |
= |
{Stoica, R. and Zerubia, J. and Francos, J.M.}, |
| title |
= |
{Indexing and retrieval in multimedia libraries through parametric texture modeling using the 2D Wold decomposition}, |
| year |
= |
{1998}, |
| month |
= |
{décembre}, |
| institution |
= |
{Inria}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{3594}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00073085}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/73085/filename/RR-3594.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/30/85/PS/RR-3594.ps}, |
| keyword |
= |
{Champs de Markov, Texture, Segmentation, Indexation} |
| } |
Résumé :
Ce rapport présente une méthode paramétrique permettant de faire de l'indexati- on et de la recherche dans une base de données multimédia. L'indexation (étiquetage) et la recherche de données multimédia sont réalisées grâce à la modélisation paramétrique de textures qui se trouvent dans les images de la base de données. Les textures sont caracterisées par des paramètres qui servent d'indices pour la recherche dans la base de données. Afin de pouvoir identifier les différentes régions texturées d'une image et estimer les paramètres correspondants, un algorithme de segmentation-estimatio- n est proposé dans ce rapport, qui fait appel à une décomposition de Wold 2D pour le modèle de texture et à un modèle markovien pour l'étiquetage. L'indexation nécessite de définir une distance entre les images. Une nouvelle distance, inspirée de la distance de Kullback, est décrite dans ce rapport. Elle utilise les paramètres estimés correspondants au modèle 2D de chaque texture. Les résultats obtenus relativement à la segmentation et à l'indexatio- n sont proches de ceux obtenus par un opérateur humain. |
Abstract :
This paper presents a parametric method for indexing and retrieval of multimedia data in digital libraries. %Indexing (labeling) and retrieval %of multimedia data, based on the properties %of the imagery components of the stored data record, are derived. Indexing (labeling) and retrieval of the multimedia data are performed using parametric modeling of the textured segments found in the data imagery components. The estimated parametric models of the textured segments serve as their indices, and hence as indices of the entire image, as well as of the multimedia record which the image is part thereof. To achieve the ability to identify textured image regions and estimate their parameters, a joint segmentation-estimation algorithm that combines the 2-D Wold decomposition based texture model with a Markovian labeling process, is derived. Ordering and indexing of images require a definition of a distance measure between images. Using the framework of the Kullback distance between probability distributions, a new rigorous distance measure between textures is derived. The distance between any two textured image segments is evaluated using their estimated parametric models. The proposed segmentation, distance evaluation, and indexing methods are shown to produce comparable results to those obtained by a human viewer. |
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