Content-based image retrieval
Indexation d'images 2D
Résumé
Huge volume of numeric images has recently led to strong needs for indexing and retrieval tools. Indexing an image consists in extracting a signature from it. Then, retrieving an image from an image database implies to compare several signatures together. We call content-based image retrieval systems those which build a signature from image low-level signal features such as color or texture. Such systems face a crucial limitation today. As a matter of fact, they allow to retrieve an image based on signal point of view, while users usually seek a more semantic-based search, related to what the image depicts (objects for instance). In this thesis, we have proposed an indexing system which may allow to bridge the gap between low-level features and semantic. First, the user has to formulate a kind of model (prototype) for the object sought. Then, while comparing this model which each image from the database, several features are considered, such as shape but also structural relationships between some regions of interest. The extraction of those regions remains an open and challenging problem. Segmentation approaches are often error-prone, because of artifacts from tight variations in illumination of the scene. That is why we do not describe an image with one unique segmentation, but rather with a hierarchy of segmentations. This represents the image at several levels of detail. It is build by iterative perceptual groupings on regions, considering both low-level and geometric features. When comparing a model with an image, we use one-to-one matching between model parts and regions from image, instead of considering the model in its whole. More precisely, comparison is based on shape similarity (through Angular Radial Transform and Curvature Scale Space) and on structural relationships among parts of object. All these features are then combined together, using Dempster-Shafer theory of belief, in order to derive one single similarity measure
D'importants volumes d'images numériques, conduisent aujourd'hui à une forte demande d'outils permettant d'indexer puis de rechercher une image. Indexer une image consiste à en extraire une signature. Rechercher une image dans une base consiste alors à comparer plusieurs signatures entre elles. Une indexation est dite basée sur le contenu lorsqu'elle utilise les données de bas niveau (couleur, texture) de l'image pour construire la signature. De tels systèmes sont face à une limitation fondamentale : ils permettent aux utilisateurs de rechercher des images d'après leurs caractéristiques de bas niveaux (matière) alors que ces derniers préfèreraient une recherche plus sémantique, relative à ce que l'image décrit (les objets présents, par exemple). Dans cette thèse, nous proposons un système d'indexation qui permet de réduire le fossé entre les données de bas niveau et la sémantique. Tout d'abord, l'utilisateur formule, lors de la requête, un modèle (prototype) de l'objet recherché. Lors de la comparaison, entre ce modèle et les images de la base, plusieurs critères sont utilisés, comme la forme mais aussi l'organisation spatiale de différentes zones d'intérêt. Une étape cruciale consiste justement à extraire de telles zones d'intérêt. Les approches de segmentation sont souvent entachées d'erreur, notamment à cause de variation d'éclairage dans la scène. Nous proposons donc de ne pas décrire une image par une segmentation unique mais plutôt par une hiérarchie de segmentations. Celle-ci représente l'image à différents niveaux de détails et se construit à partir de regroupements successifs de régions (groupements perceptuels), basés à la fois sur des critères de bas niveaux mais aussi géométriques. Durant la comparaison entre un modèle et une image, nous considérons les correspondances entre chacune des parties au lieu d'utiliser seulement le modèle dans sa globalité. Plus précisément, la correspondance prend en compte les formes des parties, à travers les descripteurs ART (Angular Radial Transform) et CSS (Curvature Scale Space). En outre, l'organisation spatiale de sparties entre elles est également prise en compte. Toutes ces caractéristiques sont combinées entre elles, par la théorie de l'évidence de Shafer afin d'en déduire une mesure unique de similarité