Este trabalho apresenta um estudo sabre reconhecimento visual de caracteres através da utilização das redes neurais. São abordados os assuntos referentes ao Processamento Digital de Imagens, aos sistemas de reconhecimento de caracteres, e as redes neurais. Ao final é apresentada uma proposta de implementação de um sistema OCR orientado ao reconhecimento de caracteres impressos, que utiliza uma rede neural desenvolvida especificamente para esta aplicação. O sistema proposto, que é denominado de sistema N2OCR, possui um protótipo implementado que também é descrito neste trabalho. Em relação ao Processamento Digital de Imagens são apresentados diversos temas, abrangendo os assuntos referentes à aquisição de imagens, ao tratamento das imagens e ao reconhecimento de padrões. A respeito da aquisição de imagens são destacados os aspectos referentes aos dispositivos de aquisição e os tipos de imagens obtidas através destes. Sobre o tratamento de imagens são abordados os aspectos referentes a imagens textuais, incluindo: halftoning, geração e modificação de histograma, limiarização e operações de filtragem. Quanto ao reconhecimento de padrões é feita uma breve análise das técnicas relacionadas a este tema. Os diversos tipos de sistemas de reconhecimento de caracteres são abordados, assim coma as técnicas e algoritmos empregados por estes. Além destes tópicos é apresentada uma discussão a respeito da avaliação dos resultados obtidos por estes sistemas, assim como é feita uma análise das principais dificuldades enfrentadas por estas aplicações. Neste trabalho é feita uma apresentação a respeito das redes neurais, suas características, histórico e evolução das pesquisas nesta área. É feita uma descrição dos principais modelos de redes neurais em destaque na atualidade: Perceptron, Adaline, Madaline, redes multinível, ART, modelo de Hopfield, máquina de Boltzmann, BAM e modelo de Kohonen. A partir da análise dos diferentes modelos de redes neurais empregados na atualidade, chega-se a proposta de um novo modelo de rede a ser utilizado pelo sistema N2OCR. São descritos os itens referentes ao aprendizado, ao reconhecimento e as possíveis extensões deste novo modelo. Também é abordada a possibilidade de implementação de um hardware dedicado para este modelo. No final deste trabalho é fornecida uma visão global do sistema N2OCR, descrevendo cada um de seus módulos. Também é feita uma descrição do protótipo implementado e de suas funções. / This work presents a study of visual character recognition using neural networks. It describes some aspects related to Digital Image Processing, character recognition systems and neural networks. The implementation proposal of one OCR system, for printed character recognition, is also presented. This system uses one neural network specifically developed for this purpose. The OCR system, named N2OCR, has a prototype implementation, which is also described. Several topics related to Digital Image Processing are presented, including some referent to image acquisition, image processing and pattern recognition. Some aspects on image acquisiton are treated, like acquisition equipments and kinds of image data obtained from those equipments. The following items about text image processing are mentioned: halftoning, hystogram generation and alteration, thresholding and filtering operations. A brief analysis about pattern recognition related to this theme is done. Different kinds of character recognition systems are described, as the techniques and algorithms used by them. Besides, a di cussi on about performance estimation of this OCR systems is done, including typical OCR problems description and analysis. In this work, neural networks are presented, describing their characteristics, historical aspects and research evolution in this field. Different famous neural network models are described: Perceptron, Adaline, Madaline, multilevel networks. ART, Hopfield's model , Boltzmann machine, BAM and Kohonen's model. From the analysis of such different neural network models, we arrive to a proposal of a new neural net model, where are described items related to learning, recognition and possible model extensions. A possible hardware implementation of this model is also presented. A global vision of N2OCR system is presented at the end of this work, describing each of its modules. A description of the prototype implementation and functions is also provided.

Este trabalho discorre sobre o emprego de sistemas híbridos voltados resolução de problemas de otimizando. Como problemas de otimizando entende-se como sendo o emprego de técnicas que visam aumentar a produtividade de alguma tarefa, otimizando seus procedimentos. Desta forma, utiliza-se neste trabalho o paradigma de Algoritmos Genéticos sobre um modelo de Redes Neurais para otimizar seu funcionamento, tornando-o mais rapido e de tamanho menor na tarefa de reconhecimento de padrões. O modelo de Rede Neural escolhido para o reconhecimento de padrões foi o modelo de Teuvo Kohonen, também conhecido como modelo dos mapas auto organizados (SOM - Self Organization Feature Map). Este modelo tem sido empregado, obtendo ótimos resultados, no reconhecimento dos mais diversos padrões, como padrões fonéticos e padrões visuais, destacando sua aplicação em sistemas de reconhecimento 6tico de caracteres (OCR - Optical Character Recognization), que será explorado em detalhes no decorrer deste trabalho. O paradigma de Algoritmos Genéticos, criado por John Holland, alcança ótimo desempenho na resolução de problemas de otimizando, seja na classificação e seleção do melhor procedimento, seja no desenvolvimento de um novo procedimento baseado na interação do sistema com procedimentos anteriores. Desta forma, os algoritmos genéticos podem ser aplicados em atividades como seleção e classificação, tal como a aplicação para resolver o problema do caixeiro viajante, ou na geração de uma nova estrutura baseada em estruturas anteriores, a citar o redimensionamento de uma rede neural artificial para reduzir o seu tamanho. Em última instância, este trabalho se propõe a otimizar um sistema de reconhecimento de caracteres utilizando o melhor dos dois paradigmas anteriormente discutidos, obtendo resultados muito satisfatórios na realização dos procedimentos. / This work is about applying hybrid systems to the solving of optimization problems. We consider optimization problems as the productivity increase of some tasks by fine tuning their procedures using a Genetic Algorithm paradigm on a neural network model, optimizing its functionality, making it faster and decreasing the size of neural network. We choose Teuvo Kohonen's model for pattern recognition, also know as Self-Organization Feature Map - SOM, which has been used on a wide range of pattern recognition problems, such as phonetic an visual patterns, specially on Optical Character Recognition - OCR systems, which we will discuss later. The Genetic Algorithm paradigm, created by John Holland, reaches high score performances on solving optimization problems applyed on classification and selection process. In this way, genetic algorithms are suitable for selection and classification problems, such as solving the travelling sales person problem or on generating new structures based on prior ones as neural network redimensioning to reduce its size. The proposal is optimizing the Optical Character Recognition mixing the best properties of both paradigm, aimed very satisfactory results on process execution.

Este trabalho discorre sobre o emprego de sistemas híbridos voltados resolução de problemas de otimizando. Como problemas de otimizando entende-se como sendo o emprego de técnicas que visam aumentar a produtividade de alguma tarefa, otimizando seus procedimentos. Desta forma, utiliza-se neste trabalho o paradigma de Algoritmos Genéticos sobre um modelo de Redes Neurais para otimizar seu funcionamento, tornando-o mais rapido e de tamanho menor na tarefa de reconhecimento de padrões. O modelo de Rede Neural escolhido para o reconhecimento de padrões foi o modelo de Teuvo Kohonen, também conhecido como modelo dos mapas auto organizados (SOM - Self Organization Feature Map). Este modelo tem sido empregado, obtendo ótimos resultados, no reconhecimento dos mais diversos padrões, como padrões fonéticos e padrões visuais, destacando sua aplicação em sistemas de reconhecimento 6tico de caracteres (OCR - Optical Character Recognization), que será explorado em detalhes no decorrer deste trabalho. O paradigma de Algoritmos Genéticos, criado por John Holland, alcança ótimo desempenho na resolução de problemas de otimizando, seja na classificação e seleção do melhor procedimento, seja no desenvolvimento de um novo procedimento baseado na interação do sistema com procedimentos anteriores. Desta forma, os algoritmos genéticos podem ser aplicados em atividades como seleção e classificação, tal como a aplicação para resolver o problema do caixeiro viajante, ou na geração de uma nova estrutura baseada em estruturas anteriores, a citar o redimensionamento de uma rede neural artificial para reduzir o seu tamanho. Em última instância, este trabalho se propõe a otimizar um sistema de reconhecimento de caracteres utilizando o melhor dos dois paradigmas anteriormente discutidos, obtendo resultados muito satisfatórios na realização dos procedimentos. / This work is about applying hybrid systems to the solving of optimization problems. We consider optimization problems as the productivity increase of some tasks by fine tuning their procedures using a Genetic Algorithm paradigm on a neural network model, optimizing its functionality, making it faster and decreasing the size of neural network. We choose Teuvo Kohonen's model for pattern recognition, also know as Self-Organization Feature Map - SOM, which has been used on a wide range of pattern recognition problems, such as phonetic an visual patterns, specially on Optical Character Recognition - OCR systems, which we will discuss later. The Genetic Algorithm paradigm, created by John Holland, reaches high score performances on solving optimization problems applyed on classification and selection process. In this way, genetic algorithms are suitable for selection and classification problems, such as solving the travelling sales person problem or on generating new structures based on prior ones as neural network redimensioning to reduce its size. The proposal is optimizing the Optical Character Recognition mixing the best properties of both paradigm, aimed very satisfactory results on process execution.

Este trabalho apresenta um estudo sabre reconhecimento visual de caracteres através da utilização das redes neurais. São abordados os assuntos referentes ao Processamento Digital de Imagens, aos sistemas de reconhecimento de caracteres, e as redes neurais. Ao final é apresentada uma proposta de implementação de um sistema OCR orientado ao reconhecimento de caracteres impressos, que utiliza uma rede neural desenvolvida especificamente para esta aplicação. O sistema proposto, que é denominado de sistema N2OCR, possui um protótipo implementado que também é descrito neste trabalho. Em relação ao Processamento Digital de Imagens são apresentados diversos temas, abrangendo os assuntos referentes à aquisição de imagens, ao tratamento das imagens e ao reconhecimento de padrões. A respeito da aquisição de imagens são destacados os aspectos referentes aos dispositivos de aquisição e os tipos de imagens obtidas através destes. Sobre o tratamento de imagens são abordados os aspectos referentes a imagens textuais, incluindo: halftoning, geração e modificação de histograma, limiarização e operações de filtragem. Quanto ao reconhecimento de padrões é feita uma breve análise das técnicas relacionadas a este tema. Os diversos tipos de sistemas de reconhecimento de caracteres são abordados, assim coma as técnicas e algoritmos empregados por estes. Além destes tópicos é apresentada uma discussão a respeito da avaliação dos resultados obtidos por estes sistemas, assim como é feita uma análise das principais dificuldades enfrentadas por estas aplicações. Neste trabalho é feita uma apresentação a respeito das redes neurais, suas características, histórico e evolução das pesquisas nesta área. É feita uma descrição dos principais modelos de redes neurais em destaque na atualidade: Perceptron, Adaline, Madaline, redes multinível, ART, modelo de Hopfield, máquina de Boltzmann, BAM e modelo de Kohonen. A partir da análise dos diferentes modelos de redes neurais empregados na atualidade, chega-se a proposta de um novo modelo de rede a ser utilizado pelo sistema N2OCR. São descritos os itens referentes ao aprendizado, ao reconhecimento e as possíveis extensões deste novo modelo. Também é abordada a possibilidade de implementação de um hardware dedicado para este modelo. No final deste trabalho é fornecida uma visão global do sistema N2OCR, descrevendo cada um de seus módulos. Também é feita uma descrição do protótipo implementado e de suas funções. / This work presents a study of visual character recognition using neural networks. It describes some aspects related to Digital Image Processing, character recognition systems and neural networks. The implementation proposal of one OCR system, for printed character recognition, is also presented. This system uses one neural network specifically developed for this purpose. The OCR system, named N2OCR, has a prototype implementation, which is also described. Several topics related to Digital Image Processing are presented, including some referent to image acquisition, image processing and pattern recognition. Some aspects on image acquisiton are treated, like acquisition equipments and kinds of image data obtained from those equipments. The following items about text image processing are mentioned: halftoning, hystogram generation and alteration, thresholding and filtering operations. A brief analysis about pattern recognition related to this theme is done. Different kinds of character recognition systems are described, as the techniques and algorithms used by them. Besides, a di cussi on about performance estimation of this OCR systems is done, including typical OCR problems description and analysis. In this work, neural networks are presented, describing their characteristics, historical aspects and research evolution in this field. Different famous neural network models are described: Perceptron, Adaline, Madaline, multilevel networks. ART, Hopfield's model , Boltzmann machine, BAM and Kohonen's model. From the analysis of such different neural network models, we arrive to a proposal of a new neural net model, where are described items related to learning, recognition and possible model extensions. A possible hardware implementation of this model is also presented. A global vision of N2OCR system is presented at the end of this work, describing each of its modules. A description of the prototype implementation and functions is also provided.

Este trabalho discorre sobre o emprego de sistemas híbridos voltados resolução de problemas de otimizando. Como problemas de otimizando entende-se como sendo o emprego de técnicas que visam aumentar a produtividade de alguma tarefa, otimizando seus procedimentos. Desta forma, utiliza-se neste trabalho o paradigma de Algoritmos Genéticos sobre um modelo de Redes Neurais para otimizar seu funcionamento, tornando-o mais rapido e de tamanho menor na tarefa de reconhecimento de padrões. O modelo de Rede Neural escolhido para o reconhecimento de padrões foi o modelo de Teuvo Kohonen, também conhecido como modelo dos mapas auto organizados (SOM - Self Organization Feature Map). Este modelo tem sido empregado, obtendo ótimos resultados, no reconhecimento dos mais diversos padrões, como padrões fonéticos e padrões visuais, destacando sua aplicação em sistemas de reconhecimento 6tico de caracteres (OCR - Optical Character Recognization), que será explorado em detalhes no decorrer deste trabalho. O paradigma de Algoritmos Genéticos, criado por John Holland, alcança ótimo desempenho na resolução de problemas de otimizando, seja na classificação e seleção do melhor procedimento, seja no desenvolvimento de um novo procedimento baseado na interação do sistema com procedimentos anteriores. Desta forma, os algoritmos genéticos podem ser aplicados em atividades como seleção e classificação, tal como a aplicação para resolver o problema do caixeiro viajante, ou na geração de uma nova estrutura baseada em estruturas anteriores, a citar o redimensionamento de uma rede neural artificial para reduzir o seu tamanho. Em última instância, este trabalho se propõe a otimizar um sistema de reconhecimento de caracteres utilizando o melhor dos dois paradigmas anteriormente discutidos, obtendo resultados muito satisfatórios na realização dos procedimentos. / This work is about applying hybrid systems to the solving of optimization problems. We consider optimization problems as the productivity increase of some tasks by fine tuning their procedures using a Genetic Algorithm paradigm on a neural network model, optimizing its functionality, making it faster and decreasing the size of neural network. We choose Teuvo Kohonen's model for pattern recognition, also know as Self-Organization Feature Map - SOM, which has been used on a wide range of pattern recognition problems, such as phonetic an visual patterns, specially on Optical Character Recognition - OCR systems, which we will discuss later. The Genetic Algorithm paradigm, created by John Holland, reaches high score performances on solving optimization problems applyed on classification and selection process. In this way, genetic algorithms are suitable for selection and classification problems, such as solving the travelling sales person problem or on generating new structures based on prior ones as neural network redimensioning to reduce its size. The proposal is optimizing the Optical Character Recognition mixing the best properties of both paradigm, aimed very satisfactory results on process execution.

Este trabalho apresenta um estudo sabre reconhecimento visual de caracteres através da utilização das redes neurais. São abordados os assuntos referentes ao Processamento Digital de Imagens, aos sistemas de reconhecimento de caracteres, e as redes neurais. Ao final é apresentada uma proposta de implementação de um sistema OCR orientado ao reconhecimento de caracteres impressos, que utiliza uma rede neural desenvolvida especificamente para esta aplicação. O sistema proposto, que é denominado de sistema N2OCR, possui um protótipo implementado que também é descrito neste trabalho. Em relação ao Processamento Digital de Imagens são apresentados diversos temas, abrangendo os assuntos referentes à aquisição de imagens, ao tratamento das imagens e ao reconhecimento de padrões. A respeito da aquisição de imagens são destacados os aspectos referentes aos dispositivos de aquisição e os tipos de imagens obtidas através destes. Sobre o tratamento de imagens são abordados os aspectos referentes a imagens textuais, incluindo: halftoning, geração e modificação de histograma, limiarização e operações de filtragem. Quanto ao reconhecimento de padrões é feita uma breve análise das técnicas relacionadas a este tema. Os diversos tipos de sistemas de reconhecimento de caracteres são abordados, assim coma as técnicas e algoritmos empregados por estes. Além destes tópicos é apresentada uma discussão a respeito da avaliação dos resultados obtidos por estes sistemas, assim como é feita uma análise das principais dificuldades enfrentadas por estas aplicações. Neste trabalho é feita uma apresentação a respeito das redes neurais, suas características, histórico e evolução das pesquisas nesta área. É feita uma descrição dos principais modelos de redes neurais em destaque na atualidade: Perceptron, Adaline, Madaline, redes multinível, ART, modelo de Hopfield, máquina de Boltzmann, BAM e modelo de Kohonen. A partir da análise dos diferentes modelos de redes neurais empregados na atualidade, chega-se a proposta de um novo modelo de rede a ser utilizado pelo sistema N2OCR. São descritos os itens referentes ao aprendizado, ao reconhecimento e as possíveis extensões deste novo modelo. Também é abordada a possibilidade de implementação de um hardware dedicado para este modelo. No final deste trabalho é fornecida uma visão global do sistema N2OCR, descrevendo cada um de seus módulos. Também é feita uma descrição do protótipo implementado e de suas funções. / This work presents a study of visual character recognition using neural networks. It describes some aspects related to Digital Image Processing, character recognition systems and neural networks. The implementation proposal of one OCR system, for printed character recognition, is also presented. This system uses one neural network specifically developed for this purpose. The OCR system, named N2OCR, has a prototype implementation, which is also described. Several topics related to Digital Image Processing are presented, including some referent to image acquisition, image processing and pattern recognition. Some aspects on image acquisiton are treated, like acquisition equipments and kinds of image data obtained from those equipments. The following items about text image processing are mentioned: halftoning, hystogram generation and alteration, thresholding and filtering operations. A brief analysis about pattern recognition related to this theme is done. Different kinds of character recognition systems are described, as the techniques and algorithms used by them. Besides, a di cussi on about performance estimation of this OCR systems is done, including typical OCR problems description and analysis. In this work, neural networks are presented, describing their characteristics, historical aspects and research evolution in this field. Different famous neural network models are described: Perceptron, Adaline, Madaline, multilevel networks. ART, Hopfield's model , Boltzmann machine, BAM and Kohonen's model. From the analysis of such different neural network models, we arrive to a proposal of a new neural net model, where are described items related to learning, recognition and possible model extensions. A possible hardware implementation of this model is also presented. A global vision of N2OCR system is presented at the end of this work, describing each of its modules. A description of the prototype implementation and functions is also provided.