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Simon Gruber
2024-01-10 08:29:14 +01:00
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chapters/c20_grundlagen/stand_der_technik.tex
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\subsection{Texterkennungssysteme}
Optische Texterkennung wird in der Informationstechnik unter anderem dazu verwendet, Texte in verschiedensten Dokumenten oder Grafiken als solche zu erkennen und zu extrahieren. Auf dem Markt gibt es dafür bereits viele kommerzielle Komplettlösungen wie "IronOCR", "Google Cloud Vision", "Amazon Textract" oder "Microsoft Azure Computer Vision", die oftmals sehr gute Ergebnisse erzielen und sich gut in bestehende Prozesse oder Anwendungen integrieren lassen \mcite{todo}.
Optische Texterkennung wird in der Informationstechnik eingesetzt, um Textinhalte aus gedruckten oder digital reasterisierten Medien zu extrahieren. Dieses Verfahren kann für diverse Anwendungsgebiete genutzt werden, wie beispielsweise für Handschrifterkennung oder für das Ablesen von Nummernschildern eines Autos \mcite{asif2014overview}. Auf dem Markt gibt es dafür bereits viele kommerzielle Komplettlösungen wie "IronOCR", "Google Cloud Vision", "Amazon Textract" oder "Microsoft Azure Computer Vision", die oftmals sehr gute Ergebnisse erzielen und sich gut in bestehende Prozesse oder Anwendungen integrieren lassen \mcite{the_old_bailey_and_ocr} \mcite{cc_platforms_comparison}.
Heutige Texterkennungssysteme arbeiten oft mit neuralen Netzwerken sowie fortgeschrittenen Bildverarbeitungsalgorithmen, um Text in Bilddateien zu erkennen und zu extrahieren. Während es zahlreiche wissenschaftliche Werke zur grundlegenden Funktionsweise von optischen Texterkennungswerkzeugen gibt, wurden die genauen Schritte zur richtigen Vorbereitung der Bilddaten -- besonders in Bezug auf Screenshots -- nur oberflächlich behandelt.
Heutige Texterkennungssysteme arbeiten oft mit neuralen Netzwerken sowie fortgeschrittenen Bildverarbeitungsalgorithmen, um Text in Bilddateien zu erkennen und zu extrahieren. Während es zahlreiche wissenschaftliche Werke zur grundlegenden Funktionsweise von optischen Texterkennungswerkzeugen gibt (siehe beispielsweise \bibentry{eikvil1993optical} oder \bibentry{islam2017survey}), werden die genauen Schritte zur richtigen Vorbereitung der Bilddaten -- besonders in Bezug auf Screenshots -- oftmmals nur oberflächlich behandelt.
\subsection{Filterung der Ergebnisdaten}
Das Themengebiet des Natural Language Processing beschäftigt sich mit der Interaktion zwischen menschlicher Sprache und Computern. Natural Language Processing kombiniert Techniken aus der Informatik, Linguistik und dem maschinellen Lernen, um mit menschlicher Sprache umzugehen und beispielsweise Textanalyse, Übersetzungen, Spracherkennung oder Dialogsysteme möglich zu machen. Durch die große Aufmerksamkeit und die häufige Nutzung der Technologien -- beispielsweise in digitalen Sprachassistenten -- sowie dem Aufkommen von neuronalen Netzwerken wurden in diesem Forschungsgebiet in den letzten Jahren immer wieder Fortschritte erzielt.
Das Themengebiet des Natural Language Processing beschäftigt sich mit der Interaktion zwischen menschlicher Sprache und Computern. Techniken aus der Informatik, Linguistik und dem maschinellen Lernen werden kombiniert, um mit menschlicher Sprache umzugehen und beispielsweise Textanalyse, Übersetzungen, Spracherkennung oder Dialogsysteme möglich zu machen \mcite{chowdhary2020natural}. Durch die große Aufmerksamkeit und die vielseitige Nutzung der Technologien -- angefanen von automatischer Rechtschreibkontrolle bis hin zu digitalen Sprachassistenten -- sowie dem Aufkommen von neuronalen Netzwerken wurden in diesem Forschungsgebiet in den letzten Jahren immer wieder Fortschritte erzielt \mcite{kalyanathaya2019advances} \mcite{10.1145/219717.219778}.
Dadurch gibt es zahlreiche wissenschaftliche Ressourcen, die als Grundlage für die in dieser Bachelorarbeit verwendeten Vorgehensweise zur Interpretation und Extraktion relevanter Schlagworte aus den erkannten Freitextdaten dienen.
chapters/c20_grundlagen/technologien.tex
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\subsection{Texterkennungssystem}
\label{texterkennungssystem}
Die Nutzung der in \autoref{einleitung} erwähnten Anwendungen \bzw Dienstleistungen ist kostenpflichtig und die genaue Vorgehensweise dieser Programme ist nicht öffentlich bekannt.
Die Nutzung der in \autoref{einleitung} erwähnten Anwendungen \bzw Dienstleistungen ist kostenpflichtig und die genaue innere Vorgehensweise dieser Programme ist nicht öffentlich bekannt \mcite{textract_pricing}\mcite{gcv_pricing}\mcite{azurevision_pricing}.
Aufgrund dieser Tatsachen ist die Wahl des Texterkennungssystems für die prototypische Implementierung dieser Bachelorarbeit auf die seit 2005 unter der Freie-Software-Lizenz "Apache 2.0" veröffentlichten "Tesseract Open Source OCR Engine" (kurz: Tesseract) gefallen. Diese basiert seit der Major-Version 4 auf einem neuronalen Netz, durch welches mithilfe von sprachspezifischen Trainingsdaten Texte in Bildern erkannt werden können \mcite{tessdoc}. Außerdem stellt sie mit mittlerweile über 50.000 Sternen auf der Repository-Hosting-Plattform GitHub eines der beliebtesten Texterkennungssysteme dar \mcite{tessdoc} \mcite{tessrepo}.
Aufgrund dieser Tatsachen ist die Wahl des Texterkennungssystems für die prototypische Implementierung dieser Bachelorarbeit auf die seit 2005 unter der Freie-Software-Lizenz "Apache 2.0" veröffentlichten "Tesseract Open Source OCR Engine" (kurz: Tesseract) gefallen \mcite{Smith2007}. Diese basiert seit der Major-Version 4 auf einem neuronalen Netz, durch welches mithilfe von sprachspezifischen Trainingsdaten Texte in Bildern erkannt werden können. Außerdem stellt sie mit mittlerweile über 50.000 Sternen auf der Repository-Hosting-Plattform GitHub eines der beliebtesten Texterkennungssysteme dar \mcite{tessdoc} \mcite{tessrepo}.
\subsection{Bildbearbeitungswerkzeug}
\label{bildbearbeitungswerkzeug}
Als Werkzeug für die Durchführung der notwendigen Bildbearbeitungsschritte wurde die Softwarebibliothek "ImageMagick" gewählt. Sie ist umfassend dokumentiert, flexibel und lässt sich gut in gängige Programmiersprachen einbinden. Viele in der Bildverarbeitung genutzte Operationen sind außerdem bereits implementiert, was schnelles Prototyping vereinfacht und die Bibliothek zu einer idealen Wahl für die Realisierung von Bildbearbeitungsschritten in der prototypischen Implementierung macht.
Als Werkzeug für die Durchführung der notwendigen Bildbearbeitungsschritte wurde die Softwarebibliothek "ImageMagick" \mcite{imagemagick} gewählt. Sie ist umfassend dokumentiert, flexibel und lässt sich gut in gängige Programmiersprachen einbinden. Viele in der Bildverarbeitung genutzte Operationen sind außerdem bereits implementiert, was schnelles Prototyping vereinfacht und die Bibliothek zu einer idealen Wahl für die Realisierung von Bildbearbeitungsschritten in der prototypischen Implementierung macht.