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Il ruolo della computer vision nell'OCR: miglioramento del riconoscimento del testo

Abirami Vina

5 minuti di lettura

8 novembre 2024

Scopri come la tecnologia OCR basata sulla computer vision rivoluziona l'estrazione dei dati, consentendo precisione ed efficienza nell'elaborazione dei documenti per vari settori.

Quando guardi un documento e lo leggi, di solito sembra facile, quasi come una seconda natura. Tuttavia, dietro le quinte, il tuo cervello sta attivando una rete complessa di impulsi elettrici per farlo accadere. Ricreare questa capacità di comprendere il mondo visivamente non è semplice e la comunità dell'intelligenza artificiale (IA) ci sta lavorando da anni, dando vita al campo della computer vision (CV).

Parallelamente a questo, un altro campo si è evoluto per affrontare una specifica sfida visiva: l'estrazione di testo dalle immagini e la sua conversione in testo digitale modificabile e ricercabile. Questa tecnologia, nota come riconoscimento ottico dei caratteri (OCR), ha fatto progressi significativi dai suoi primi giorni.

Inizialmente, l'OCR era in grado di riconoscere solo testo semplice e dattiloscritto in ambienti controllati. Ma oggi, grazie agli sviluppi nella computer vision, la tecnologia OCR è diventata molto più sofisticata ed è in grado di interpretare note scritte a mano, vari tipi di carattere e persino scansioni di bassa qualità

Infatti, l'OCR è diventato essenziale in aree come il retail, la finanza e la logistica, dove l'elaborazione e la comprensione rapida di grandi quantità di dati testuali è fondamentale. In questo articolo, esploreremo come la computer vision e l'OCR lavorano insieme, le applicazioni nel mondo reale che trasformano i settori e i vantaggi e le sfide che derivano dall'utilizzo di queste tecnologie. Iniziamo!

L'evoluzione della tecnologia OCR

L'OCR è stato originariamente progettato per aiutare i non vedenti trasformando il testo stampato in voce. Un primo esempio è stato l'optofono, inventato nel 1912, che convertiva il testo in toni musicali che gli utenti potevano ascoltare per riconoscere le lettere. Negli anni '60 e '70, le aziende hanno iniziato a utilizzare l'OCR per velocizzare l'inserimento dei dati

Hanno scoperto che l'OCR li ha aiutati a elaborare in modo efficiente grandi volumi di documenti stampati. Nonostante i vantaggi, i primi sistemi OCR erano piuttosto limitati. Potevano riconoscere solo caratteri specifici e necessitavano di documenti uniformi e di alta qualità per funzionare correttamente.

Fig. 1. La storia dell'OCR può essere fatta risalire all'invenzione dell'optofono.

Tradizionalmente, l'OCR funzionava confrontando i caratteri in un'immagine scansionata con una libreria di font e forme conosciute. Utilizzava il riconoscimento di pattern di base, confrontando le forme per identificare lettere e numeri. L'OCR utilizzava anche l'estrazione di feature per scomporre i caratteri in parti, come linee e curve, per riconoscerli. Sebbene questi metodi funzionassero in una certa misura, avevano difficoltà con i casi del mondo reale come il testo scritto a mano o le scansioni di scarsa qualità. Ciò ha reso l'OCR alquanto limitato fino a quando i progressi nell'IA e nella computer vision non sono arrivati per renderlo molto più versatile.

OCR basato sull'IA con computer vision

La computer vision aiuta la tecnologia OCR ad analizzare il testo in un modo simile a come gli umani lo vedono e lo comprendono. I modelli avanzati di computer vision possono individuare il testo all'interno di sfondi complessi, layout insoliti o immagini distorte. L'aggiunta della computer vision all'OCR ha reso quest'ultimo molto più flessibile e affidabile in una varietà di situazioni del mondo reale.

Fig. 2. Confronto tra OCR basato su AI e OCR basato su template.

Analizziamo come funziona un sistema OCR abilitato all'IA visiva:

  • Pre-elaborazione delle immagini: Il sistema inizia migliorando l'immagine e regolando luminosità, contrasto e risoluzione per rendere il testo più chiaro, il che è utile per immagini di bassa qualità o disordinate.
  • Rilevamento del testo: Successivamente, il sistema utilizza modelli affidabili di object detection come Ultralytics YOLO11 per trovare aree nell'immagine che contengono testo. 
  • Riconoscimento caratteri: Dopo aver rilevato le regioni di testo, il sistema OCR applica algoritmi di deep learning per riconoscere singoli caratteri e parole. Le reti neurali addestrate su grandi dataset consentono al sistema di leggere accuratamente una varietà di font, lingue e stili di scrittura.
  • Estrazione del testo: Infine, il testo riconosciuto viene estratto e organizzato in un formato digitale, rendendolo modificabile, ricercabile e pronto per ulteriori elaborazioni o analisi.
Fig. 3. Un esempio di rilevamento ed estrazione di testo e utilizzo del rilevamento oggetti e OCR.

Applicazioni nel mondo reale di CV e OCR

La computer vision, insieme all'OCR, sta rimodellando il modo in cui operano i settori industriali, migliorando accuratezza, efficienza e automazione. Analizziamo alcune applicazioni di grande impatto.

OCR basato su CV nell'automazione della vendita al dettaglio 

Nel retail, l'OCR basato sulla CV sta rendendo più rapidi e accurati processi come la catalogazione dei prodotti, la scansione dei prezzi e l'elaborazione delle ricevute. Ad esempio, i rivenditori possono ora utilizzare sistemi OCR guidati dalla computer vision per scansionare automaticamente le etichette dei prodotti, aggiornare gli inventari in tempo reale e semplificare il processo di checkout. 

Questi sistemi riducono gli errori di inserimento manuale dei dati e offrono ai clienti un'esperienza più fluida e rapida. L'elaborazione delle ricevute supportata da CV e OCR semplifica anche i resi e i cambi, aiutando i rivenditori a far corrispondere in modo efficiente i record di acquisto con le transazioni dei clienti.

Fig. 4. Un esempio di comprensione di una ricevuta tramite OCR e computer vision.

Utilizzo dell'OCR nei servizi finanziari con la computer vision

Allo stesso modo, nei servizi finanziari, la computer vision e la tecnologia OCR possono essere utilizzate per elaborare fatture, estratti conto bancari e documenti di conformità. Ad esempio, una banca potrebbe utilizzare l'OCR basato sulla CV per scansionare automaticamente le domande di prestito, estraendo informazioni come il reddito, la storia creditizia e i dettagli relativi all'impiego direttamente dai documenti caricati. L'automazione di questi workflow consente di risparmiare tempo e ridurre gli errori umani. 

Fig. 5. Rilevamento di diverse parti di un estratto conto bancario tramite computer vision.

Applicazioni dell'OCR basato su CV nella logistica

Un altro caso d'uso interessante dell'OCR basato su CV è nella logistica. CV e OCR possono automatizzare la lettura di etichette di prodotti, documenti di spedizione e cartellini di inventario, rendendo l'intero processo più snello. Tradizionalmente, il personale del magazzino doveva scansionare manualmente ogni etichetta con scanner di codici a barre portatili o inserire i dati a mano, un compito lento e soggetto a errori. 

Grazie alla computer vision e all'OCR, le telecamere possono acquisire immagini dei prodotti mentre si spostano nel magazzino e il sistema di IA è in grado di leggere etichette e tag in tempo reale, aggiornando istantaneamente l'inventario. Questa automazione consente di risparmiare tempo, ridurre gli errori e velocizzare l'elaborazione degli ordini e il tracciamento delle spedizioni, rendendo le operazioni logistiche più efficienti nel complesso.

Pro e contro dell'utilizzo della CV in OCR

Ora che abbiamo compreso alcune delle applicazioni della computer vision nell'OCR, esploriamo i suoi principali vantaggi e sfide. Ecco una rapida occhiata ad alcuni dei vantaggi offerti dall'estrazione di testo dalle immagini utilizzando Vision AI:

  • Elaborazione in tempo reale: La computer vision consente un'estrazione rapida del testo in tempo reale, rendendo l'OCR più efficiente in ambienti dinamici.
  • Riconoscimento multi-funzione:  La visione artificiale può aiutare a riconoscere elementi aggiuntivi, come loghi, simboli e forme, insieme al testo.
  • Maggiore flessibilità: La Vision AI supporta il riconoscimento in più lingue e caratteri diversi, rendendo le applicazioni OCR più adattabili a diverse aree.

Tuttavia, ci sono anche alcune limitazioni da tenere a mente quando si utilizza la computer vision nell'OCR. Sebbene possa migliorare notevolmente le prestazioni dell'OCR, può anche introdurre problemi relativi a costi, complessità e privacy, come:

Considerando attentamente questi pro e contro, le organizzazioni possono implementare sistemi OCR basati sulla computer vision in modo più agevole. Con una pianificazione e una preparazione adeguate, questi sistemi possono integrarsi perfettamente nei flussi di lavoro esistenti, migliorando sia l'efficienza che l'efficacia.

Uno sguardo al futuro dell'OCR

Il futuro del riconoscimento ottico dei caratteri (OCR) si preannuncia molto interessante. Si stanno conducendo ricerche su come l'OCR possa collaborare con la tecnologia blockchain per apportare nuovi livelli di sicurezza e trasparenza alla gestione dei dati. 

La blockchain, un concetto radicato nella sicurezza informatica, è un registro digitale sicuro che memorizza le informazioni in blocchi, con ogni blocco collegato al precedente, formando una catena continua. Questo design la rende estremamente sicura e difficile da manomettere, poiché ogni blocco di dati viene convalidato da più fonti prima di essere aggiunto alla catena.

Se combinato con la blockchain, l'OCR può archiviare in modo sicuro i dati estratti aggiungendoli a una catena di blocchi convalidati. Questa configurazione garantisce che, una volta aggiunti, i dati siano quasi impossibili da alterare, rendendoli sia sicuri che facili da verificare. 

La combinazione di blockchain e OCR è in fase di esplorazione in settori come la finanza e l'assistenza sanitaria, dove l'accuratezza dei dati e la sicurezza sono essenziali. Man mano che OCR e blockchain continuano a evolversi insieme, hanno il potenziale per creare modi più sicuri ed efficienti per gestire e verificare le informazioni in vari settori.

Mettere a fuoco il tutto: Visione artificiale e OCR

La computer vision svolge un ruolo enorme nella trasformazione della tecnologia OCR, rimodellando il modo in cui le industrie elaborano e interpretano i dati visivi. Migliorando l'accuratezza, la velocità e la versatilità dell'OCR, la computer vision consente il riconoscimento del testo senza interruzioni in diverse applicazioni, dalle cartelle cliniche all'automazione della vendita al dettaglio. 

Sebbene esistano sfide come la privacy dei dati e gli elevati requisiti computazionali, i progressi nell'IA e nei metodi incentrati sulla privacy stanno guidando l'avanzamento della tecnologia. Man mano che l'OCR e la computer vision si evolvono insieme, probabilmente guideranno l'automazione, aumenteranno l'efficienza e sbloccheranno nuove possibilità in vari settori.

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