3 Автоматизация обработки документов

3.1 Системы оптического распознавания информации

3.1.1 Технология распознавания

В практической деятельности часто встречаются ситуации, когда необходимо перевести в электронный вид документ, напечатанный на бумаге. В этом случае можно просто набрать документ на компьютере, что занимает довольно много времени, либо воспользоваться сканером - устройством, специально предназначенным для перевода документов в электронный вид. Для организации сканирования изображения помимо непосредственно сканера требуется одна из специальных программ систем оптического распознавания текста.

Системы оптического распознавания текста (Орtiсаl Сhагасtеr recognition - ОСR-системы) предназначены для автоматического ввода печатных документов в компьютер.

Современные программы распознавания текста не только ошибаются реже, чем живой человек, но и обеспечивают проверку орфографии, автоматическое форматирование текста и массу других дополнительных удобств.

Последние годы ведущие позиции на российском рынке «распознавалок» удерживают программы Fine Reader и СuneiForm. Несмотря на свои замысловатые названия, обе программы отечественного производства вполне хорошего качества. По своим возможностям и сервису они примерно равноценны.

Сложность машинного распознавания текстов заключается в том, что его невозможно построить по жесткому алгоритму хотя бы потому, что для написания одной и той же буквы существует множество вариантов написания. Значит, чтобы компьютер корректно прочитал символы, он должен их «осмыслить». Иными словами, для распознавания текста требуется моделирование рассуждений человека в подобной ситуации, а это принято обозначать термином «искусственный интеллект».

Исходя из принципа целостности, распознаваемое изображение рассматривается как единый объект, состоящий из частей, связанных между собой пространственными соотношениями. По принципу целенаправленности распознавание строится как процесс выдвижения и целенаправленной проверки гипотез об объекте, а принцип адаптивности подразумевает способность системы к самообучению.

Для выдвижения гипотез о том, что может представлять собой изображение, применяются так называемые признаковые классификаторы. Они используют ряд признаков, на основе которых программа вычисляет степень близости распознаваемого изображения и известных ей классов изображений, после чего выдает список подходящих классов, т. е. гипотезу о принадлежности объекта к тому или иному классу. Кроме того, признаковые классификаторы применяются также и для повышения точности распознавания изображений с дефектами.

Полученный набор классов последовательно проверяется структурным классификатором, анализирующим каждый символ. Скажем, если Fine Reader полагает, что на странице изображена буква «ф», он специально проверяет те признаки, которые должны быть именно у буквы «Ф», а не у какой-либо другой, сравнивая этот символ со структурным эталоном. Структурный эталон описывает символ как комбинацию структурных элементов (отрезок, дута, кольцо, точка), находящихся в определенных отношениях между собой. Процесс распознавания делится на этапы выделения структурных элементов в изображении и сопоставлении их с эталоном.

Если в окончательный список попало более одной гипотезы, они попарно сравниваются с помощью дифференциальных классификаторов. Если структурный классификатор при распознавании символов не может однозначно выбрать одну из двух букв с похожим написанием, то между этими конкурирующими гипотезами делается дифференциальный выбор. Например, есть две гипотезы: распознаваемый символ представляет собой строчную букву «твердый знак» или «мягкий знак». Чтобы сделать выбор, Fine Reader целенаправленно проанализирует левый верхний угол буквы, где имеется единственная отличительная деталь между этими буквами.

С завершением работы дифференциального классификатора заканчивается распознавание и начинается этап проверки итогового списка гипотез. Окончательная стадия распознавания осуществляется системой контекста - при наличии некоторого количества распознанных букв из слова программа, используя словарь, может «догадаться», что это за слово.

Базовые принципы целостности, целенаправленности и адаптации остаются неизменными от версии к версии программы Fine Reader, ведь именно они позволяют компьютеру приблизиться к логике мышления человека.