Đồ Án Tìm hiểu bài toán nhận dạng kí tự viết tay và phát triển ứng dụng

LỜI NÓI ĐẦU




Nhận dạng kí tự, đặc biệt kí tự viết tay là bài tốn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Về mặt lý thuyết, chưa có phương pháp nào hồn chỉnh cho cho bài tốn này do tính phức tạp, sự biến dạng của dữ liệu đầu vào.
Những năm gần đây, cùng vơí sự phát triển của lý thuyết nhận dạng, công nghệ xử lý ảnh, đã có nhiều nghiên cứu mang lại một số kết quả cho bài tốn nhận
dạng kí tự viết tay, từ đó mở ra hàng loạt ứng dụng thực tế.
Mục tiêu của đồ án nhằm giới thiệu một cách tiếp cận bài tốn nhận dạng chữ viết tay với một số ràng buộc, nhằm từng bước đưa vào ứng dụng thực tiễn.
Mặc dù hết sức cố gắng, song do thời gian có hạn và những hạn chế bản thân nên đồ án có thể còn thiếu sót, mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo của Thầy, Cô và ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đồ án được hồn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.
PHẦN I



TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT TIỀN XỬ LÝ ẢNH KÍ TỰ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN


I. Giới thiệu bài tốn:
Nhận dạng kí tự, đặc biệt kí tự viết tay là bài tốn có nhiều ứng dụng thực tế.
Máy tính xử lí, nhận dạng các biểu mẫu, phiếu điều tra tự động, bằng cách này ta
có thể tiết kiệm được nhiều chi phí về thời gian, công sức cũng như các chi phí khác cho việc nhập dữ liệu.
Ngày nay cùng với sự phát triển về mặt lý thuyết, công nghệ, có rất nhiều hướng đi cho việc giải quyết bài tốn này như: nhận dạng kí tự dựa trên cấu trúc
hay cách tiếp cận khác như dùng: logic mờ, giải thuật di truyền, mô hình xác suất thống kê, mô hình mạng nơ ron. Đặc biệt trong những năm gần đây mô hình mạng nơron được quan tâm nhiều do khả năng tổng hợp của mô hình và sự phát triển về tốc độ xử lí của máy tính.
Trên thế giới hiện nay có nhiều chương trình nhận dạng chữ viết (chữ in và viết tay) bằng các thứ tiếng Anh, Nga, v.v . như các hệ OMNIPAGE, READ- WRITE, WORD-SCAN, . Ở Việt Nam cũng có một số hệ như WORC của công





ty 3C, VIET-IN của công ty SEATIC, VNDOCR của Viện Công Nghệ Thông Tin, Image Scon của Trung Tâm Tự Động Hóa Thiết Kế, hệ WINGIS của công ty DolfSoft .
Nhìn chung, các sản phẩm phần mềm nhận dạng văn bản Tiếng Việt chữ in của nước ta đã thu được kết quả khả quan, đặc biệt phần mềm VNDOCR đã được sử dụng rộng rãi trong các cơ quan nhà nước. Riêng phần nhận dạng kí tự viết tay
vẫn đang được nghiên cứu và phát triển nhằm phục vụ cho các yêu cầu khác nhau như đọc và xử lý các biểu mẫu: hố đơn, phiếu điều tra .
Với mục tiêu tìm hiểu bài tốn nhận dạng ảnh kí tự viết tay không trực tuyến
(off-line), đồng thời sử dụng kết quả vào việc xử lí phiếu đăng kí môn học của Trường Đại Học Thuỷ Sản Nha Trang. Nội dung đồ án là sự thử nghiệm xây dựng chương trình nhận dạng ảnh kí tự viết tay nêu trên, bằng cách sử dụng mạng nơron để nhận dạng kí tự, dựa trên tập mẫu kí tự đã được mã hố bởi đặc trưng của đường biên.
Trong quá trình tìm hiểu lý thuyết và xây dựng chương trình, em đã tham khảo nhiều nguồn tài liệu, trong đó ý tưởng xác định véc tơ đặc trưng của kí tự
viết tay sử dụng trong đồ án này được tham khảo từ luận án thạc sĩ “ Nhận dạng chữ viết tay rời Tiếng Việt”, của tác giả Phạm Đại Xuân, Đại học khoa học tự nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh.
II. Cấu trúc, nội dung của đồ án:
Nội dung của đồ án được chia làm 4 phần:
Phần I: Giới thiệu tổng quan và cơ sở lý thuyết tiền xử lí ảnh kí tự, gồm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan.
Chương 2: Giới thiệu cơ sở lí thuyết tiền xử lí ảnh kí tự.
Chương 3: Giới thiệu cách xác định đặc trưng của kí tự.
Phần II: Giới thiệu các mô hình nhận dạng, gồm 2 chương.
Chương 1: Giới thiệu một số kĩ thuật phân lớp: đối sánh, sử dụng hàm thế, phương pháp LDA.
Chương 2: Giới thiệu mô hình mạng nơ ron cho bài tốn nhận dạng.
Phần III: Giới thiệu một số ứng dụng và đánh giá kết luận gồm 4 chương .
Chương 1: Giới thiệu ứng dụng kĩ thuật tách liên thông cho việc
tách liên thông kí tự trong văn bản.
Chương 2: Xây dựng, đánh giá chương trình nhận dạng kí tự viết

tay.





Chương 3: Đưa kết quả vào ứng dụng xây dựng chương trình xử lí

phiếu đăng kí môn học cho sinh viên ở trường Đại học Thuỷ Sản Nha Trang.
Chương 4: Đánh giá kết luận và nêu hướng phát triển của đề tài.
Phần IV : Phụ lục giới thiệu giao diện chương trình.


CHƯƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TIỀN XỬ LÍ ẢNH KÍ TỰ


I. Lọc mịn ảnh:
Lọc mịn ảnh là một lọc thông thấp, giá trị của một điểm ảnh là trung bình trọng số của các điểm ảnh lân cận, hay giá trị điểm ảnh là kết quả của quá trình xoắn (convole) của các điểm ảnh lân cận với một nhân. Nhân có kích thước tuỳ ý 3x3, 5x5, kích thước nhân càng lớn thì càng nhiều điểm lân cận ảnh hưởng vào
điểm ảnh kết quả. Ví dụ một số nhân lọc mịn ảnh như sau: