Συστημα Οπτικης Αναγνωρισης Χαρακτηρων Με Χρηση Πολλαπλων Τεχνικων Μηχανικης Μαθησης

Abstract

Η οπτική αναγνώριση χαρακτήρων είναι η αναπαράσταση από έναν Η/Υ, συνήθως σε μορφή ASCII, ενός αριθμού ή χαρακτήρα που απεικονίζεται σε κάποια εικόνα. Αποτελεί δε, το βασικό στοιχείο από τα τρία ενός συστήματος ταυτοποίησης οχημάτων με βάση την πινακίδα κυκλοφορίας του. Το πρώτο από τα άλλα δύο έχει να κάνει με την εύρεση της περιοχής της πινακίδας από την εικόνα του οχήματος και το δεύτερο με το διαχωρισμό των χαρακτήρων από την πινακίδα που έχει ήδη βρεθεί.Διάφορες τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για την υλοποίηση συστημάτων οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων στηριζόμενες σε νευρωνικά δίκτυα ή σε τεχνικές μηχανικής μάθησης. Προκειμένου να μπορέσουν αυτά τα συστήματα να είναι αποτελεσματικά χρειάζεται να περάσουν μία φάση εκπαίδευσης κατά την οποία επεξεργάζονται δεδομένα σαν αυτά που πρόκειται να κληθούν να αναγνωρίσουν. Κατόπιν, για να μπορέσουμε να αντιληφθούμε αν η εκπαίδευση είχε την ανάλογη επιτυχία έχουμε την φάση της επαλήθευσης και τέλος αυτή των δοκιμών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκαν 7 τέτοιες τεχνικές στο περιβάλλον προγραμματισμού Matlab. Αρχικά δημιουργήσαμε ένα σύνολο δεδομένων αποτελούμενο πάνω από 2500 χαρακτήρες τους οποίους αντλήσαμε από 400 φωτογραφίες, υπό διάφορες γωνίες λήψης, που αναπαριστούσαν οχήματα σε διάφορες συνθήκες φωτισμού και καιρικών συνθηκών. Τα δεδομένα υπέστησαν επεξεργασία ώστε να αναπαρασταθούν σε κατάλληλη μορφή για να αποτελέσουν την είσοδο του συστήματός μας. Με βάση αυτά έγινε η εκπαίδευση και οι δοκιμές της κάθε μία τεχνικής και τα αποτελέσματα αποθηκεύτηκαν σε δύο τελικούς πίνακες, έναν για τους αριθμούς και έναν για τα γράμματα. Ο λόγος του διαχωρισμού αυτού είναι η πιο αποτελεσματική απόδοση του συστήματος, αφού αν τα δεδομένα μας ήταν ενιαία θα υπήρχαν αρκετές δυσκολίες δεδομένου ότι κάποια ζεύγη αριθμών και χαρακτήρων παρουσιάζουν σημαντικές ομοιότητες, όπως τα ζεύγη (Ι,1), (Ζ,2), (Β,8) και (Ο,0). Τέλος, στηριζόμενοι στους δύο πίνακες εξόδου διεξήχθησαν σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με την απόδοση της κάθε τεχνικής, ενώ εφαρμόστηκε μια μέθοδος σχετικής ψηφοφορίας ώστε να αναδειχθεί κατά πόσο θα βελτιωνόταν η διαδικασία της αναγνώρισης σε περίπτωση συνεργασίας όλων των τεχνικών μαζίως ενιαίο σύστημα. Την μέθοδο αυτή τη συγκρίναμε με μία μέθοδο πλειοψηφικής ψηφοφορίας και είδαμε ότι υπερτερούσε.