Resumen de Inexact Subgraph Matching Applied to Symbol Spotting in Graphical Documents
Anjan Dutta 
Existeix un ressorgiment en l'ús de mètodes estructurals per al problema de reconeixement i recuperació per contingut d'objectes en imatges. La teoria de grafs, en particular, la posada en correspondència de grafs (graph matching) juga un paper rellevant en aixó. En particular, la detecció d'un objecte (o una part) en una imatge es pot formular com un aparellament de subgrafs en termes de característiques estructurals. El matching de subgrafs és una tasca difícil. Especialment a causa de la presència de valors atípics, molts dels algoritmes existents per al matching de grafs tenen di- ficultats en l'escenari de matching de subgrafs. A més, l'aparellament de subgrafs de manera exacta s'ha demostrat ser una problema NP-complet. Així que hi ha una activitat intensa a la comunitat cientíca per proporcionar algoritmes eficaços per abordar el problema de manera suboptimal. La majoria d'ells treballen amb algoritmes aproximats que tracten d'obtenir una solució inexacta en forma aproximada. A més, el reconeixement habitualment ha de fer front a la distorsió. L'aparellament de subgrafs de manera inexacta consisteix a trobar el millor isomorfisme sota una mesura de similitud. Des del punt de vista teòric, aquesta tesi proposa algoritmes per a la solució al problema de l'aparellament de subgrafs de manera aproximada i inexacta. Des d'un punt de vista aplicat, aquesta tesi tracta el problema de la detecció de símbols en imatges de documents gràfics o dibuixos lineals (symbol spotting). Aquest és un problema ben conegut a la comunitat de reconeixement de gràfics. Es pot aplicar per a la indexació i classificació de documents sobre la base dels seus continguts. El caràcter estructural d'aquest tipus de documents motiva de forma natural la utilització d'una representació de grafs. Així el problema de detectar símbols en documents gràfics pot ser considerat com un problema d'aparellament de subgrafs. Els principals desaàments en aquest domini d'aplicació són el soroll i les distorsions que provenen de l'ús, la digitalització i la conversió de ràster a vectors d'aquests documents. A part que la visió per computador en l'actualitat no limita les aplicacions a un nombre limitat d'imatges. Així que el pas a l'escala i tractar un gran nombre d'imatges en el reconeixement de documents gràfics és un altre desaàment. En aquesta tesi, d'una banda, hem treballat en representacions de grafs eficients i robustes per solucionar el soroll i les distorsions dels documents. D'altra banda, hem treballat en diferents mètodes de matching de grafs per resoldre el problema de l'aparellament inexacte de subgrafs, que també sigui escalable davant d'un considerable nombre d'imatges. En primer lloc, es proposa un mètode per a detectar símbols mitjançant funcions de hash de subgrafs serialitzats. L'organització del graf una vegada factoritzat en subestructures comunes, que es poden organitzar en taules hash en funció de les similituds estructurals, i la serialització de les mateixes en estructures unidimensionals com ara camins, són dues aportacions d'aquesta part de la tesi. L'ús de les tècniques de hashing ajuda a reduir substancialment l'espai de cerca i accelera el procediment de la detecció. En segon lloc, presentem mecanismes de similitud contextual basades en la propagació basada en camins (walks) sobre el graf producte (tensor product graph). Aquestes similituds contextuals impliquen més informació d'ordre superior i més àble que les similituds locals. Utilitzem aquestes similituds d'ordre superior per formular l'aparellament de subgrafs com una problema de selecció de nodes i arestes al graf producte. En tercer lloc, proposem agrupament perceptual basat en convexitats per formar regions quasi convexes que elimina les limitacions de la representació tradicional dels grafs de regions per al reconeixement gràfic. En quart lloc, es proposa una representació de graf jeràrquic mitjançant la simplificació/correcció dels errors estructurals per crear un graf jeràrquic del graf de base. Aquests estructures de grafs jeràrquics s'integren en mètodes d'aparellament de grafs. A part d'aixó, en aquesta tesi hem proporcionat una comparació experimental general de tots els mètodes i alguns dels mètodes de l'estat de l'art. A més, també s'han proporcionat bases de dades d'experimentació.
