2.1.2 Характеристики стилізованих цифр
Стилізовані цифри складаються з сукупностей сегментів (штрихів), розміри і місця розташування яких визначаються трафаретом, надрукованим на поштових конвертах і картках.
Сьогодні знайшли застосування 9-сегментні і 7-сегментні стилізації арабських цифр, основні (рекомендовані) і додаткові (нерекомендовані) конфігурації яких наведено на рис. 2.3 (а – основні конфігурації 9-сегментних цифр; б – основні конфігурації 7-сегментних цифр; в – приклади додаткових 9-сегментних і 7-сегментних конфігурацій цифр).
Рисунок 2.3 – Конфігурації стилізованих цифр
Як ознаки стилізованих цифр виступають самі сегменти, тобто частини конфігурацій цих цифр. При цьому кожний із сегментів може приймати одне з двох значень: 0 (сегмент відсутній) або 1 (сегмент присутній), внаслідок чого будь-яка конфігурація подається відповідним двійковим кодом. Так, наведені на рис. 11 9-сегментна (основна) і 7-сегментна конфігурації цифри 3 подаються відповідно 9-розрядним 110000011 і 7-розрядним 1100111 двійковими кодами (нумерація розрядів справа-наліво).
Оскільки кожний сегмент може приймати два значення, в 9-сегментній стилізації може бути подано 29 = 512, а в 7-сегментній 27 = 128 різних конфігурацій, тобто, будь-яка конфігурація, що розпізнається, сприймається як одна з 512 або одна зі 128 можливих.
Множина можливих конфігурацій розбивається на дві підмножини: підмножину дозволених конфігурацій (конфігурацій, що подають арабські цифри) і підмножину заборонених конфігурацій (конфігурацій, що не подають арабські цифри).
При віднесенні зчитаної з поштового відправлення конфігурації до першой підмножини вона класифікується як відповідна арабська цифра, при віднесенні до другої – відбувається відмова від розпізнавання, тобто приймається рішення про те, що зчитана конфігурація не являє собою жодної з арабських цифр (при цьому поштове відправлення направляється на ручне сортування).
На рис. 2.4 наведено області сегментів при 9-сегментній і 7-сегментній стилізації.
Рисунок 2.4 – Області сегментів стилізованих цифр
Як випливає з рис. 12, області горизонтальних, вертикальних і нахилених сегментів перетиняються, внаслідок чого чорні елементи зображення, що потрапили у місця перетинання областей сегментів, не можуть бути однозначно віднесені до тих чи інших сегментів.
До перетинань областей сегментів можна віднестись двояко: зберегти або вилучити їх із зображень стилізованих цифр.
У першому випадку внаслідок попадання частин одних сегментів в області інших сегментів підвищується ймовірність помилкового виникнення сегментів (помилки першого роду), а у другому – внаслідок укорочення сегментів підвищується ймовірність помилкового зникнення сегментів (помилки другого роду).
Таким чином, в обох випадках підвищується ймовірність помилкового виділення ознак.
Очевидно, що зі зростанням довжин сегментів вплив перетинання сегментів на ймовірність помилкового розпізнавання зменшується.
Сумарні площі зазначених перетинань при ширині сегмента D складають у 9-сегментній і 7-сегментній стилізації відповідно 8,5D2 і 6D2, внаслідок чого ймовірність помилкового виділення ознак при 9-сегментній стилізації виявляється приблизно в 1,4 рази вищою, ніж при 7-сегментній стилізації.
Крім того, при 7-сегментній стилізації, як випливає з подальшого, значно легше реалізувати компенсацію афінних спотворень зображень цифр. Важливим є і те, що кількість нерекомендованих конфігурацій арабських цифр при 7-сегментній стилізації значно менша, ніж при 9-сегментній внаслідок меншої загальної кількості можливих конфігурацій. Слід зазначити також, що виділення нахилених сегментів здійснюється складніше, ніж горизонтальних і вертикальних.
Наведені міркування дають підставу стверджувати, що 9-сегментна стилізація за багатьма показниками поступається 7-сегментній. Виходячи з цього в подальшому розглядається лише 7-сегментна стилізація.
З рис. 12 випливає, що середні частини сегментів несуть в собі більше інформації про ознаки, ніж їх кінцеві частини, тому при виділенні ознак елементам середніх частин сегментів доцільно присвоїти більші значення (ваги), ніж елементам їх кінцевих частин, що рівнозначне збільшенню довжини сегментів.
Наприклад, при реальній довжині сегмента 5 мм і максимальній ширині ліній сегмента 1,25 мм, можна умовно поділити протяжність сегмента на три частини:
частина 1 (від 0 до 1,25 мм) з вагою елементів 1;
частина 2 (від 1,25 до 3,75 мм) з вагою елементів 2;
частина 3 (від 3,75 до 5 мм) з вагою елементів 1.
Очевидно, що зменшення впливу областей перетинання сегментів на надійність виділення ознак стилізованих цифр можна також досягти шляхом застосування операції стоншення ліній сегментів стилізованих цифр у процесі попереднього оброблення розпізнаваних графічних зображень, однак виконання цієї операції внаслідок її трудомісткості потребує застосування ЕОМ з високою швидкодією.