Robust and comprehensive joint image-text representations

par Thi Quynh Nhi Tran

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Michel Crucianu.

Le président du jury était Céline Hudelot.

Le jury était composé de Sid-Ahmed Berrani, Gregory Grefenstette, Hervé Le Borgne.

Les rapporteurs étaient Georges Quénot, Guillaume Gravier.

  • Titre traduit

    Recherche multimédia à large échelle


  • Résumé

    La présente thèse étudie la modélisation conjointe des contenus visuels et textuels extraits à partir des documents multimédias pour résoudre les problèmes intermodaux. Ces tâches exigent la capacité de ``traduire'' l'information d'une modalité vers une autre. Un espace de représentation commun, par exemple obtenu par l'Analyse Canonique des Corrélation ou son extension kernelisée est une solution généralement adoptée. Sur cet espace, images et texte peuvent être représentés par des vecteurs de même type sur lesquels la comparaison intermodale peut se faire directement.Néanmoins, un tel espace commun souffre de plusieurs déficiences qui peuvent diminuer la performance des ces tâches. Le premier défaut concerne des informations qui sont mal représentées sur cet espace pourtant très importantes dans le contexte de la recherche intermodale. Le deuxième défaut porte sur la séparation entre les modalités sur l'espace commun, ce qui conduit à une limite de qualité de traduction entre modalités. Pour faire face au premier défaut concernant les données mal représentées, nous avons proposé un modèle qui identifie tout d'abord ces informations et puis les combine avec des données relativement bien représentées sur l'espace commun. Les évaluations sur la tâche d'illustration de texte montrent que la prise en compte de ces information fortement améliore les résultats de la recherche intermodale. La contribution majeure de la thèse se concentre sur la séparation entre les modalités sur l'espace commun pour améliorer la performance des tâches intermodales. Nous proposons deux méthodes de représentation pour les documents bi-modaux ou uni-modaux qui regroupent à la fois des informations visuelles et textuelles projetées sur l'espace commun. Pour les documents uni-modaux, nous suggérons un processus de complétion basé sur un ensemble de données auxiliaires pour trouver les informations correspondantes dans la modalité absente. Ces informations complémentaires sont ensuite utilisées pour construire une représentation bi-modale finale pour un document uni-modal. Nos approches permettent d'obtenir des résultats de l'état de l'art pour la recherche intermodale ou la classification bi-modale et intermodale.


  • Résumé

    This thesis investigates the joint modeling of visual and textual content of multimedia documents to address cross-modal problems. Such tasks require the ability to match information across modalities. A common representation space, obtained by eg Kernel Canonical Correlation Analysis, on which images and text can be both represented and directly compared is a generally adopted solution.Nevertheless, such a joint space still suffers from several deficiencies that may hinder the performance of cross-modal tasks. An important contribution of this thesis is therefore to identify two major limitations of such a space. The first limitation concerns information that is poorly represented on the common space yet very significant for a retrieval task. The second limitation consists in a separation between modalities on the common space, which leads to coarse cross-modal matching. To deal with the first limitation concerning poorly-represented data, we put forward a model which first identifies such information and then finds ways to combine it with data that is relatively well-represented on the joint space. Evaluations on emph{text illustration} tasks show that by appropriately identifying and taking such information into account, the results of cross-modal retrieval can be strongly improved. The major work in this thesis aims to cope with the separation between modalities on the joint space to enhance the performance of cross-modal tasks.We propose two representation methods for bi-modal or uni-modal documents that aggregate information from both the visual and textual modalities projected on the joint space. Specifically, for uni-modal documents we suggest a completion process relying on an auxiliary dataset to find the corresponding information in the absent modality and then use such information to build a final bi-modal representation for a uni-modal document. Evaluations show that our approaches achieve state-of-the-art results on several standard and challenging datasets for cross-modal retrieval or bi-modal and cross-modal classification.


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