公式检测(1)--ScanSSD摘要

最近在做公式检测的项目。从本文开始介绍一个用于扫描式公式检测的方法,我们将分为三个部分介绍。第一、解读论文。第二、开源代码详解。第三、在本地数据集上的复现。论文地址和代码地址分别为:论文地址代码地址



标题


标题:ScanSSD: Scanning Single Shot Detector forMathematical Formulas in PDF Document Images

翻译:ScanSSD:用于PDF文档图像中的数学公式的扫描式SSD。

解读:PDF文档其实可以按页提取为图像。那么我们如何检测出图像中的数学公式呢?这篇文章就介绍了这样一种方法:ScanSSD。


摘要


原文:We introduce the Scanning Single Shot Detector (ScanSSD) for locating math formulas offset from text and embedded in textlines.

翻译:locating math formulas(定位数学公式),offset from text(文本开头),embedded in textlines(嵌入文本行)。

我们介绍扫描式SSD(ScanSSD),用于定位,文本开头和嵌入文本行的数学公式。

解读:数学公式在图像中的分布可以分为两种:1.offset from text(文本开头),2.embedded in textlines(嵌入文本行)。如图1,绿框代表文本开头的公式,因为这些公式后面跟着的都是文本,红框代表嵌入文本行的,因为它处于文本行的中间。

图1

原文:ScanSSD uses only visual features fordetection: no formatting or typesetting information such aslayout, font, or character labels are employed.

翻译:visual features(视觉特征),formatting(格式),typesetting(排版),character labels(字符标签),employed(使用)。

ScanSSD只使用视觉特征进行检测。没有使用格式或排版信息,如:布局、字体或字符标签。

解读:只使用了神经网络进行视觉特征的提取,而对布局、字体或字符标签,没有太多要求。这其实是神经网络的优势。但是这个优势建立在丰富的训练数据集的基础上。

原文:Given a 600 dpidocument page image, a Single Shot Detector (SSD) locatesformulas at multiple scales using sliding windows, after whichcandidate detections are pooled to obtain page-level results.

翻译:dpi(打印分辨率,每英寸所能打印的点数,即打印精度),multiple scales(多尺度),sliding windows(滑动窗口),candidate detections(候选检测框),pooled(集中资源,合并),page-level results(整个页面的结果)

给定一个600dpi的文档页图像,SSD使用多尺度滑动窗口的方式定位公式,然后把检测结果合并,得到整个页面的公式。

解读:600dpi的意思是该图像每英寸有600个像素点。SSD本身是一个用于公式检测的神经网络,基本的方法就是多尺度滑动窗口定位目标。

原文:Forour experiments we use the TFD-ICDAR2019v2 dataset, amodification of the GTDB scanned math article collection.

翻译:modification(修改,改进),GTDB(应该是一个软件)。

我们在实验中使用的数据集是:TDF-ICDAR2019v2,该数据集基于GTDB扫描的数学文章集,并进行了一点改进。

解读:实验中用到的数据集应该是用GTDB这个软件采集的。

原文:ScanSSD detects characters in formulas with high accuracy,obtaining a 0.926 f-score, and detects formulas with high recall overall.

翻译:ScanSSD可以高精度检测公式里的字符,在保持高召回率的情况下可以达到0.926 f-score。

原文:Detection errors are largely minor, such as splittingformulas at large whitespace gaps (e.g., for variableconstraints) and merging formulas on adjacent textlines.

翻译:largely(很大程度上),large whitespace gaps(较大的空白处),adjacent textlines(相邻文本行)。

检测误差很大程度上很小,例如在较大空白处拆分公式(例如,用于变量约束),并合并相邻文本行上的公式。

解读:在较大空白处拆分公式,意思就是公式旁边有较大的空白,对于这种公式,误差肯定会较小。合并相邻文本行上的公式,字面意思很好理解,就是如果两个公式相邻,就只画一个框,但是这么做为什么会减小误差?

原文:Formula detection f-scores of 0.796 (IOU ≥ 0.5) and 0.733(IOU ≥ 0.75) are obtained.

翻译:IOU(测量真实和预测之间的相关度),f-scores(综合考虑Precision和Recall的调和值)。

公式检测在IOU>=0.5的情况下f-scores为0.796,在IOU大于0.75的情况下f-scores为0.733。

解读:IOU的计算公式如图2所示,是预测框和真实框的交集和并集的比值,分子为交集,分母为并集。

图2

f-scores的数学公式为:

F-Score = (1+\beta ^2)\cdot \frac{Precision\cdot Recall}{\beta ^2 \cdot Precision + Recall}

\beta =1时,成为F1-score,这时精确率和召回率都很重要,权重相同。如果精确率更重要,则\beta <1。反之,\beta >1



总结


摘要的大致内容如下:通过扫描式SSD算法,用多尺度滑动窗口,检测公式。该算法可以把文本开头和嵌入文本行的公式全部检测出来。实验中用到的数据集为:TDF-ICDAR2019v2。当IOU>=0.5的情况下f-scores为0.796,在IOU大于0.75的情况下f-scores为0.733。


遗留问题


摘要部分的解读到这里就结束了,但是仍然几个遗留问题,我准备列出来,在后续继续阅读文章时,争取找到答案。问题如下:

1.ScanSSD只使用视觉特征进行检测。没有使用格式或排版信息,如:布局、字体或字符标签。那么有没有考虑布局、字体或字符标签的算法呢?

2.多尺度滑动窗口的具体流程是怎样的?检测公式时,如果遇到很简单的公式,如:x+1=2,那么该如何把这类公式和文本信息进行区分?

3.GTDB采集数据的流程是怎样的?

4.在本文中计算f-score时,\beta 的取值是怎样的?

5.之前提到,保持高召回率的同时,f-score达到了0.926。后面又提到,当IOU>=0.5的情况下f-scores为0.796,在IOU大于0.75的情况下f-scores为0.733。这两种说法如何理解,是否前后不一致?

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,686评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,668评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,160评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,736评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,847评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,043评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,129评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,872评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,318评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,645评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,777评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,470评论 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,126评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,861评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,095评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,589评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,687评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容