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光學字符識別的工作流程

壹個OCR識別系統,其目的很簡單,只是要把影像作壹個轉換,使影像內的圖形繼續保存、有表格則表格內資料及影像內的文字,壹律變成計算機文字,使能達到影像資料的儲存量減少、識別出的文字可再使用及分析,當然也可節省因鍵盤輸入的人力與時間。

從影像到結果輸出,須經過影像輸入、影像前處理、文字特征抽取、比對識別、最後經人工校正將認錯的文字更正,將結果輸出。 欲經過OCR處理的標的物須透過光學儀器,如影像掃描儀、傳真機或任何攝影器材,將影像轉入計算機。科技的進步,掃描儀等的輸入裝置已制作的愈來愈精致,輕薄短小、品質也高,對OCR有相當大的幫助,掃描儀的分辨率使影像更清晰、掃除速度更增進OCR處理的效率。

影像預處理:影像預處理是OCR系統中,須解決問題最多的壹個模塊。影像須先將圖片、表格及文字區域分離出來,甚至可將文章的編排方向、文章的提綱及內容主體區分開,而文字的大小及文字的字體亦可如原始文件壹樣的判斷出來。

對待識別圖像進行如下預處理,可以降低特征提取算法的難度,並能提高識別的精度。 二值化:由於彩色圖像所含信息量過於巨大,在對圖像中印刷體字符進行識別處理前,需要對圖像進行二值化處理,使圖像只包含黑色的前景信息和白色的背景信息,提升識別處理的效率和精確度。 圖像降噪:由於待識別圖像的品質受限於輸入設備、環境、以及文檔的印刷質量,在對圖像中印刷體字符進行識別處理前,需要根據噪聲的特征對待識別圖像進行去噪處理,提升識別處理的精確度。 傾斜校正:由於掃描和拍攝過程涉及人工操作,輸入計算機的待識別圖像或多或少都會存在壹些傾斜,在對圖像中印刷體字符進行識別處理前,就需要進行圖像方向檢測,並校正圖像方向。

文字特征抽取:單以識別率而言,特征抽取可說是 OCR的核心,用什麽特征、怎麽抽取,直接影響識別的好壞,也所以在OCR研究初期,特征抽取的研究報告特別的多。而特征可說是識別的籌碼,簡易的區分可分為兩類:壹為統計的特征,如文字區域內的黑/白點數比,當文字區分成好幾個區域時,這壹個個區域黑/白點數比之聯合,就成了空間的壹個數值向量,在比對時,基本的數學理論就足以應付了。而另壹類特征為結構的特征,如文字影像細線化後,取得字的筆劃端點、交叉點之數量及位置,或以筆劃段為特征,配合特殊的比對方法,進行比對,市面上的線上手寫輸入軟件的識別方法多以此種結構的方法為主。

對比數據庫:當輸入文字算完特征後,不管是用統計或結構的特征,都須有壹比對數據庫或特征數據庫來進行比對,數據庫的內容應包含所有欲識別的字集文字,根據與輸入文字壹樣的特征抽取方法所得的特征群組。 這是可充分發揮數學運算理論的壹個模塊,根據不同的特征特性,選用不同的數學距離函數,較有名的比對方法有,歐式空間的比對方法、松弛比對法(Relaxation)、動態程序比對法(Dynamic Programming,DP),以及類神經網絡的數據庫建立及比對、HMM(Hidden Markov Model)…等著名的方法,為了使識別的結果更穩定,也有所謂的專家系統(Experts System)被提出,利用各種特征比對方法的相異互補性,使識別出的結果,其信心度特別的高。

字詞後處理:由於OCR的識別率並無法達到百分之百,或想加強比對的正確性及信心值,壹些除錯或甚至幫忙更正的功能,也成為OCR系統中必要的壹個模塊。字詞後處理就是壹例,利用比對後的識別文字與其可能的相似候選字群中,根據前後的識別文字找出最合乎邏輯的詞,做更正的功能。

字詞數據庫:為字詞後處理所建立的詞庫。 文獻資料的數字化錄入,壹般分為:

1.純圖像方式。

2.目錄文本、正文圖像方式。

3.全文本方式。

4.全文索引方式。文本方式和圖像方式的混合體。 書本級:中文,英文;簡體,繁體;

版式級:豎排,橫排;有無分欄;

行切分 字切分

識別:真正的OCR識別過程,圖像信息還原成文本信息

後處理:人工幹預,主要集中在前四個階段。 1.圖片的質量,壹般建議150dpi以上

2.顏色,壹般對彩色識別很差,黑白的圖片較高,因此建議ocr的為黑白tif格式

3.最重要的就是字體,如果是手寫識別率很低。

國內OCR識別簡體差錯率為萬分之三,如果要求更高的精度需要投入更大的人工幹預。繁體識別由於繁體字庫的不統壹性(民國時期的字庫和現在繁體字庫不統壹),導致識別困難,在人工幹預下,精度能達到90%以上(圖文清晰情況下)。