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Reconnaissance de symboles à partir de schémas électriques

Reconnaissance de symboles à partir de schémas électriques. Soutenance de Stage Master GI. Romain Raveaux. ( Double cursus Master GI et Master GEII ). Maître de stage : Mlle Elise GABARRA Tuteur : M. Sébastien ADAM. 07/2006. Le déroulement de la soutenance.

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Presentation Transcript

  1. Reconnaissance de symboles à partir de schémas électriques Soutenance de Stage Master GI Romain Raveaux ( Double cursus Master GI et Master GEII ) Maître de stage : Mlle Elise GABARRA Tuteur : M. Sébastien ADAM 07/2006

  2. Le déroulement de la soutenance • Problématique : reconnaissance de symboles • Etat de l’art • Réalisations • Approche statistique et combinaison de classifieurs • Approche structurelle, classification de graphes • Analyse de résultats • Conclusions et perspectives Présentation

  3. Le déroulement de la soutenance Problématique : reconnaissance de symboles • Le traitement automatique du document • Analyse de document graphique • Structure générale des systèmes d’analyse • Bilan des savoir-faire et des verrous technologiques • 1. Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Rétro conversion

  4. Le déroulement de la soutenance Les différents points de vue des processus de reconnaissances • 1. Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Les systèmes de recherche dans une base de documents • Les systèmes de détection/reconnaissance des symboles dans un document complet. • Les systèmes de « simple » reconnaissance Modèles Classe du symbole identifiée Processus de RDF Inconnu Rétro conversion

  5. Le déroulement de la soutenance Schéma électrique • Le traitement automatique du document • Analyse de document graphique • Structure générale des systèmes d’analyse • Bilan des savoir-faire et des verrous technologiques • 1. Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Rétro conversion

  6. Le déroulement de la soutenance Contexte Industriel Développement de logiciel de schématique électrique (CAO/DAO) Projet européen EPEIRES (Évaluation des PErformances de l'Interprétation et de la REconnaissance de Symboles) • 1. Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Rétro conversion

  7. Le déroulement de la soutenance • Problématique : reconnaissance de symboles • Etat de l’art • Réalisations • Approche statistique et combinaison de classifieurs • Approche structurelle, classification de graphes • Analyse de résultats • Conclusions et perspectives Présentation

  8. Le déroulement de la soutenance Etat de l’art de la reconnaissance de symboles • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion [RAM 05] « De l’appariement de graphes symboliques à l’appariement de graphes numériques : Application à la reconnaissance de symboles », Rashid Jalal Qureshi, Jean-Yves Ramel, Hubert Cardot. [FIL 92] Filipski A.J., Flandrena R., « Automated Conversion of Engineering Drawings to CAD form », Proc. IEEE, vol. 80, n°7, p. 1195-1209, 1992. [Jean-Marc Ogier et Sébastien Adam 06] Chapitre 7 : « Documents graphiques : de la rétro conversion à la recherche d’information » [DOR 95] DORI D., « Vector-Based Arc Segmentation in the Machine Drawing Understanding System Environment », IEEE PAMI, vol. 17, n°11, p. 1057-1068, 1995. BELAID A., TOMBRE K. (1992) "Analyse de documents : de l'image à la sémantique", Actes de CNED'92, Bigre No 80, pp. 3-29. Trois types d’approches • Approches statistiques • Approches structurelles • Approches syntaxiques Bibliographie

  9. Le déroulement de la soutenance Approches statistiques • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Le Symbole image est projeté sous forme de vecteur de caractéristiques numériques. • L’image est donc ramenée à un espace à N dimensions. Approche statistique

  10. Le déroulement de la soutenance Approches statistiques • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Exemple de caractéristiques : • Les moments invariants de Zernike • Les descripteurs de Fourier – Melin • Les moments de Legendre Signature Radon Pattern Recognition, Vol. 29, No. 4, pp. 641-662, 1996, “FEATURE EXTRACTION METHODS FOR CHARACTER RECOGNITION--A SURVEY” Approche statistique

  11. Le déroulement de la soutenance Approches structurelles • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Un symbole peut être décrit à partir des primitives le constituant (composantes connexes, occlusions, segments, arcs…) et des relations entre ces primitives (voisinage, connexions, parallélisme). Contextual System of Symbol Structural Recognition based on an Object-Process Methodology. Mathieu Delalandre and Eric Trupin and Jean-Marc Ogier and Jacques Labiche Approche structurelle

  12. Le déroulement de la soutenance Approches syntaxiques • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Modélisation par un ensemble de règles. • Phase de reconnaissance : - Vérification des grammaires de production [CHA 01] Chang M.T. and Chen S.Y., « Deformed trademark retrieval based on 2D pseudo-hiddem Markov model », PR, vol. 34, p. 953–967, 2001. MMC MEM CRF Approche syntaxique

  13. Le déroulement de la soutenance Etude de solutions • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Il n’existe pas de solution générique • Dépendance au contexte d’acquisition de l’image. • Dépendance au type de symbole à traiter. • Nombre de classes du problème. • L’objectif à atteindre. • Confronter des approches bien différentes • Obtenir des erreurs non corrélées. • Comparatif Analyse

  14. Le déroulement de la soutenance • Problématique : reconnaissance de symboles • Etat de l’art • Réalisations • Approche statistique et combinaison de classifieurs • Approche structurelle, classification de graphes • Analyse de résultats • Conclusions et perspectives Présentation

  15. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Principe : • Extraction de caractéristiques • Classification • Combinaison parallèle Approche statistique

  16. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Extraction de caractéristiques : Approche statistique

  17. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Classification de caractéristiques • Classifieur 1 Plus Proche Voisin Approche statistique Classifieur : Classification basée sur les moments de Zernike d’ordre 6

  18. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Classification de caractéristiques • Deux cas de figures : • Distance entre deux vecteurs : • Distance euclidienne. • Distance entre deux matrices : • Chaque ligne représente un vecteur de caractéristiques d’une composante connexe. Approche statistique

  19. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs Matrice M1 : Vecteur A1 [ 13.545152 ; 0.788149 ; 2.686930 ] Vecteur A2 [ 13.562704 ; 0.780961 ; 2.679942 ] Vecteur A3 [13.545152 ; 0.788149 ; 2.686930 ] • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Classification de caractéristiques Matrice M2 : Vecteur B1 [ 6.216766 ; 0.416909 ; 4.637786 ] Classification

  20. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs Matrice M1 : Vecteur A1 [ 13.545152 ; 0.788149 ; 2.686930 ] Vecteur A2 [ 13.562704 ; 0.780961 ; 2.679942 ] Vecteur A3 [13.545152  ; 0.788149 ; 2.686930 ] Matrice M2 : Vecteur B1 [ 6.216766 ; 0.416909 ; 4.637786 ] • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Matrice de pondération Matrice d’assignement D(M1,M2) = D(A3,B1) + D(A1) + D(A2) • Recherche de la matrice d’assignement par la méthode hongroise. • SCHÖNAUERS [SHO 03] • “Distances and expression measures”,Sandrine Dudoit and Robert Gentleman, Bioconductor short course Summer 2002 Recherche opérationnelle

  21. Le déroulement de la soutenance Approche statistique et combinaison de classifieurs • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Combinaison parallèle Combinaison

  22. Le déroulement de la soutenance • Problématique : reconnaissance de symboles • Etat de l’art • Réalisations • Approche statistique et combinaison de classifieurs • Approche structurelle, classification de graphes • Analyse de résultats • Conclusions et perspectives Présentation

  23. Le déroulement de la soutenance Approche structurelle et classification de graphes Du symbole au graphe : • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • - Construction à partir des éléments vectorisés. • Graphe de jonctions Représentation

  24. Le déroulement de la soutenance Approche structurelle et classification de graphes Attributs nominaux : • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Etiquetage des nœuds : - Le degré du nœud Etiquetage des arêtes : - L’alignement entre deux points. - Le type de liaison : Arc ou Vecteur - La taille de liaison : Discrétisation en Grand ou Petit. Clustering v 1 J1 v 2 J3 v 3 J1 v 4 J1 v 5 J2 v 6 J3 v 7 J2 v 8 J1 u 1 2 vec_qqc_g u 2 3 vec_qqc_g u 2 6 vec_h_g u 4 5 vec_h_p u 5 6 vec_v_g u 6 7 vec_v_g u 7 8 vec_h_p Représentation

  25. Le déroulement de la soutenance Approche structurelle et classification de graphes • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Description structurelle du symbole. • Le problème tourne en une classification de • graphes. • Comment comparer des graphes ? - Difficulté : établir une distance entre graphes. Classification de graphes

  26. Le déroulement de la soutenance Distance entre graphe • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Notion de distance : Distance

  27. Le déroulement de la soutenance Distance entre graphe • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Distance d’édition • Représente la séquence d'édition visant à minimiser la somme des coûts des opérations élémentaires permettant de transformer un graphe en un autre. • - Opération d’insertion • - Opération de substitution • - … • Une complexité algorithmique exponentielle dans le pire des cas. Problème NP complet. • Si les coûts des opérations élémentaires sont • symétriques, il s'agit d'une métrique. • Les coûts des opérations doivent être déterminés en fonction de l'application . • Cette distance n'est pas normalisée Distance

  28. Le déroulement de la soutenance Mesure de dissimilarité • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Pour pallier ce handicap, l’explosion combinatoire, nous optons pour une approximation : • Graph Probing [D. P. Lopresti and G.T. . Wilfong, “A fast technique for comparing graph representations with applications to performance evaluation” ] Le Graph Probing s'applique aux graphes non orientés ● La structure d'arcs d'un noeud donné – Considérant ‘a’ étiquettes d'arcs : – La structure d'arcs d'un noeud est un ‘2a’-tuple d'entiers non négatifs – Le noeud a exactement xi arcs entrants étiquetés li, et yj noeuds sortant étiquetés lj ● Probe1 : Combien de noeuds étiquetés « J2 » sont présents dans le graphes ? ● Probe2 : Combien de noeuds disposant d’une structure d'arcs donnée sont présents dans le graphe ? Mesure

  29. Le déroulement de la soutenance Mesure de dissimilarité • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion ● Graph probing distance respecte les conditions 1,3 et 4 de la définition d'une métrique, mais pas la propriété 2. ● Graph probing peut être calculé en temps linéaire ● Relation entre graph probing et distance d'édition : Dissimilarité entre objets

  30. Le déroulement de la soutenance Mesure de dissimilarité • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion G1 G2 Graphes

  31. Le déroulement de la soutenance Mesure de dissimilarité • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Probe1 = Probe 1

  32. Le déroulement de la soutenance Mesure de dissimilarité • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Probe2 = Probe 2

  33. Le déroulement de la soutenance Appariement de graphes : Corrélation • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Mesure de dissimilarité : Graph Probing • Etude du comportement du Graph Probing : • E. Barbu, R. Raveaux, H. Locteau, S. Adam, P. Héroux, E. Trupin, • "Graph Classification Using Genetic Algorithm and Graph Probing • Application to Symbol Recognition“ • Lecture Notes in Computer Science, 2006. Evaluation

  34. Le déroulement de la soutenance Analyse de résultats • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Problèmes : Approche statistique • Sensible aux caractéristiques d’acquisition de l’image. • Coûteuse en temps:Extraction + combinaison de classifieurs • Problèmes : Approche structurelle • Vectorisation imprécise  Solution possible: • LOCTEAU H., RAVEAUX R., ADAM S., LECOURTIER • Y., HEROUX P., TRUPIN E. • « Approximation of Digital Curves Using a Multi-Objective Genetic Algorithm »; Lecture Notes in Computer Science 3926, 2006. Comparaison

  35. Le déroulement de la soutenance Conclusion • Bilan : • - Méthode statistique associée à une combinaison de classifieurs. • - Méthode structurelle: •  2 types de graphe •  Comparaison de mesures de dissimilarité entre graphes. • - Réseau de symboles [MES 93] • Prospection : • Combinaison statistico/strcuturelle • Tester et valider l’approche en réseau de symboles. • Etudier des méthodes d’appariements de graphes. •  « A Comparative Study of Ant Colony Optimization and Reactive Search for Graph Matching Problems. » Sébastien Sorlin • - Tenir compte d’éléments externes à l’imagette. • - Information spécifique au domaine. • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Bilan http://algoreco.free.fr

  36. Le déroulement de la soutenance Fin • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion • Merci de votre attention Des questions ?

  37. Le déroulement de la soutenance Représentation structurelle • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Probe 2

  38. Le déroulement de la soutenance Réseau • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Probe 2

  39. Le déroulement de la soutenance Documents graphiques • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Rétro conversion

  40. Le déroulement de la soutenance Pluralité des données graphiques • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Rétro conversion

  41. Le déroulement de la soutenance Faible densité de pixels • 1.Introduction • 2. Etat de l’art • 3. Réalisations • a. Approche statistique • b. Classification de graphes • 4. Analyse de résultats • 5. Conclusion Symbole base Elec 1600 pixels Symbole GREC 250 000 pixels Rétro conversion

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