Single-Class Instance Segmentation for Vectorization of Line Drawings
Notice bibliographique
Résumé
Images can be represented and stored either in raster or in vector formats. Raster images are the most ubiquitous and are defined as matrices of pixel intensities/colours, while vector images consist of a finite set of geometric primitives, such as lines, curves, and polygons. Since geometric shapes are expressed via mathematical equations and defined by a limited number of control points, they can be manipulated in a much easier way than by directly working with pixels; hence, the vector format is much preferred to raster for image editing and understanding purposes. The conversion of a raster image into its vector correspondent is a non-trivial process, called image vectorization. Creating vector images from a given raster image can be time-consuming and requires the expertise of a skilled graphic user. This thesis explores the effectiveness of a Deep Learning based framework to vectorize raster images comprising line drawings with minimal user interventions. To improve the visual representation of the image, each stroke in the line drawing is represented with a different label and vectorized. In this document, we present an in-depth study of image vectorization, the objective of our research, challenges, potential resolutions, and compare the outcomes of our approach on six datasets consisting of different types of hand drawings. More specifically, this thesis begins by comparing raster images with vector images, the importance of image vectorization, and our objective to convert raster images to vector-based representations by accurately separating each stroke from the line drawings. In further chapters of this thesis, a Deep Learning based segmentation methodology is introduced to perform Single-Class Instance Segmentation of hand drawings to process the input raster image by labeling each pixel as belonging to a particular stroke instance. This segmentation approach is able to leverage the spatial relationships between each stroke instance. A novel loss function specifically designed to optimize our highly imbalanced datasets by scaling the margins and adding a regularization term to improve its feature selection technique. The weighted combination of our proposed margin regularized loss function is combined with the Dice loss to reduce the spatial overlap and improve the predictions over infrequent labels. Finally, the effectiveness of our segmentation technique of line drawing vectorization is compared experimentally with the state-of-the-art and our reference method. Our method can successfully handle a wide variety of human drawing styles. The results are comparable in terms of accuracy and way ahead in terms of speed and complexity, with other methods.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».