Journals / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2022 / Cilt: 24 - Sayı: 71

Classification of Scatter Plot Images Using Deep Learning

Classification of Scatter Plot Images Using Deep Learning Derin Öğrenme Kullanarak Dağılım Grafiği Görüntülerinin Sınıflandırılması

Pages
631–642
Publication Date
2022-10-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The experimental results showed that the proposed system successfully (93.90%) classified scatter plot images to help visually impaired users understand the information given in the graph.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Scatter plot is one of the well-known charts and is frequently embedded in different types of documents such as articles, books, and dissertations.
📊
Key Findings & Data:The experimental results showed that the proposed system successfully (93.90%) classified scatter plot images to help visually impaired users understand the information given in the graph.
💡
Conclusion & Impact:Keywords: Scatter plots, Image classification, Deep learning, Machine learning
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

Scatter plot is one of the well-known charts and is frequently embedded in different types of documents such as articles, books, and dissertations. However, the information given in the scatter plots can’t be directly noticed by visually impaired individuals, because they are usually in an image format, and so they are not naturally readable by machines. To solve this problem, this paper proposes a system that can extract visual properties from scatter plot images using deep learning and image processing techniques. It is the first study that automatically classifies scatter plots in terms of two aspects: degree of correlation (strong or weak) and types of correlation (positive, negative, or neutral). In the experimental studies, alternative convolutional neural network (CNN) architectures were compared on both synthetic and real-world datasets in terms of accuracy, including Residual Networks (ResNet), Alex Networks (AlexNet), and Visual Geometry Group (VGG) Networks. The experimental results showed that the proposed system successfully (93.90%) classified scatter plot images to help visually impaired users understand the information given in the graph. Keywords: Scatter plots, Image classification, Deep learning, Machine learning

Özet

Dağılım grafiği, iyi bilinen grafiklerden biridir ve makaleler, kitaplar, raporlar gibi birçok farklı türdeki dokümanlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak, dağılım grafikleri genellikle görüntü biçiminde olduğu için grafiklerde verilen bilgiler görme engelli kişiler tarafından fark edilemez, yani esasen makine tarafından okunabilir değillerdir. Bu sorunu çözmek için, bu makale, derin öğrenme ve görüntü işleme tekniklerini kullanarak, dağılım grafiği görüntülerinden görsel özellikleri çıkartabilen bir sistem önermektedir. Dağılım grafiklerini iki açıdan otomatik olarak sınıflandıran ilk çalışmadır: korelasyon derecesi (güçlü veya zayıf) ve korelasyon türleri (pozitif, negatif veya nötr). Deneysel çalışmalarda, Artık Ağlar (ResNet), Alex Ağları (AlexNet) ve Görsel Geometri Grubu (VGG) Ağları gibi alternatif evrişimsel sinir ağı (CNN) mimarileri hem sentetik hem de gerçek dünya veri setlerinde doğruluk açısından karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, önerilen sistemin başarılı bir şekilde (%93,90) dağılım grafiği görüntülerini sınıflandırarak görme engelli kullanıcıların grafikte verilen bilgileri anlamalarına yardımcı olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Dağılım grafikleri, Görüntü sınıflandırma, Derin öğrenme, Makine öğrenmesi

🔖

Cite This Article

BİRANT, D., BOZKURT, B., BAĞLAN, M., AKÇA, A. (2022). Classification of Scatter Plot Images Using Deep Learning. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 24 - Sayı: 71, 631–642. https://ajindex.com/articles/491188

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (5)

  1. Shao, L., Mahajan, A., Schreck, T., Lehmann, D.J. 2017. Interactive Regression Lens for Exploring Scatter Plots, Computer Graphics Forum, Volume. 36, p. 157- 166. DOI: 10.1111/cgf.13176 [2] Wang, W.B., Huang, M.L., Nguyen, Q.V., Huang, W., Zhang, K., Huang, T.H. 2016. Enabling Decision Trend Analysis with Interactive Scatter Plot Matrices Visualization, Journal of Visual Languages & Computing, Volume. 33, p. 13-23. DOI: 10.1016/j.jvlc.2015.11.002 [3] Sainani, K.L. 2016.
  2. The Value of Scatter Plots, Physical Medicine and Rehabilitation (PM&R), Volume. 8, p. 1213-1217. DOI: 10.1016/j.pmrj.2016.10.018 [4] Mohseni, F., Mokhtarzade, M. 2021. The Synergistic Use of Microwave Coarse-scale Measurements and Two Adopted High-resolution Indices Driven from Long-term T-V Scatter Plot for Fine-scale Soil Moisture Estimation, GIScience & Remote Sensing, Volume. 58, p. 455-482. DOI: 10.1080/15481603.2021.1906056 [5] Zhang, Z., Cui, X., Jeske, D.R., Borneman, J. 2013. Biclustering Scatter Plots Using Data Depth Measures, Statistical Analysis and Data Mining, Volume. 6, p. 102-115. DOI: 10.1002/sam.11166 [6] Fu, J., Zhu, B., Cui, W., Ge, S., Wang, Y., Zhang, H., Huang, H., Tang, Y., Zhang, D., Ma, X. 2020. Chartem: Reviving Chart Images with Data Embedding, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Volume. 27, p. 337-346. DOI: 10.1109/TVCG.2020.3030351 [7] Al-Zaidy, R.A., Giles, C.L. 2015. Automatic Extraction of Data from Bar Charts. 8th International Conference on Knowledge Capture, 07-10
  3. October, Palisades,USA, 1-4. DOI: 10.1145/2815833.2816956 [8] Bajic, F., Job, J., Nenadic, K. 2019. Chart Classification Using Simplified VGG Model, International Conference on Systems, Signals and Image Processing, 5–7
  4. June, Osijek, Croatia, 229-233. DOI: 10.1109/IWSSIP.2019.8787299 [9] Araujo, T., Chagas, P., Alves, J., Santos, C., Santos, B., Meiguins, B. 2020. A Real-World Approach on the Problem of Chart Recognition Using Classification, Detection and Perspective Correction, Sensors, Volume. 20, p. 1-21. DOI: 10.3390/s20164370 [10] Deepa, R., Tamilselvan, E. 2020. Processing Of Evaluation Chart Uses Optical Character Recognition, International Journal of Scientific & Technology Research, Volume. 9, p. 4770-4773. [11] Vassilieva, N., Fomina, Y. 2013.
  5. Text Detection in Chart Images, Pattern Recognition and Image Analysis, Volume. 23, p. 139-144. DOI: 10.1134/S1054661813010112 [12] Chagas, P., Freitas, A., Daisuke, R., Miranda, B., De Araújo, T.D.O., Santos, C., Mei