Contribution à la Segmentation et à la Reconnaissance de l'Ecriture Manuscrite

N° d'ordre 94 ISAL 0106 Année 1994


T H E S E
présentée devant
L'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON
pour obtenir
LE GRADE DE DOCTEUR
SPECIALITE : INGENIERIE INFORMATIQUE
par
DARGENTON Patrice


Contribution à la Segmentation

et à la Reconnaissance de l'Ecriture Manuscrite
Soutenue le 14 décembre 1994 devant la Commission d'Examen

Jury MM. C. BELLISSANT - Président

J.-P. CRETTEZ - Rapporteur

H. EMPTOZ

Y. LECOURTIER - Rapporteur

Y. ROBERT

Mme N. VINCENT

REMERCIEMENTS :

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance à :

Monsieur C. BELLISSANT, professeur à l'Université de Grenoble, qui me fait l'honneur de présider ce jury.
Monsieur H. EMPTOZ, professeur à l'INSA de Lyon, directeur du LISPI et de l'équipe Reconnaissance des Formes et Vision, pour m'avoir accueilli au sein de son équipe dynamique. C'est grâce à son soutien et ses encouragements que ce travail a vu le jour.
Madame N. VINCENT, maître de Conférences, agrégée à l'INSA de Lyon, pour avoir dirigé ce travail. Je tiens à la remercier pour l'aide précieuse qu'elle m'a apportée et pour le travail considérable qu'elle a consacré au suivi et à l'élaboration de la thèse.
Monsieur J.-P. CRETTEZ, de l'Ecole Nationale Supérieure Telecom Paris, pour avoir accepté d'être rapporteur de cette thèse, et pour les conseils qu'ils m'a donnés.
Monsieur Y. LECOURTIER, professeur à l'Université de Rouen, pour avoir accepté d'être rapporteur de cette thèse, et pour l'intérêt qu'il porte à mes travaux.
Monsieur Y. ROBERT, professeur à l'Ecole Normale Supérieure de Lyon, pour avoir accepté de faire partie de ce jury.
Je tiens également à remercier ici l'ensemble de l'équipe Reconnaissance des Formes et Vision du LISPI, parmi laquelle j'ai passé ces quatre années dans un cadre de travail agréable et très enrichissant. Cette ambiance conviviale et sympathique ainsi que les nombreux échanges d'idées ont été fructueux et ont contribué à cette synergie qui fait que l'équipe est plus que la somme individuelle de ses membres.

CONTRIBUTION À LA

SEGMENTATION ET À LA RECONNAISSANCE DE L'ECRITURE MANUSCRITE

Par

Patrice DARGENTON

INTRODUCTION

La reconnaissance de l'écriture manuscrite est le vieux rêve de tous ceux qui ont eu besoin d'entrer des données dans un ordinateur. Il remonte à plus d'une trentaine d'années. Aujourd'hui, il existe plusieurs domaines dans lesquels la reconnaissance de l'écriture manuscrite est attendue avec impatience, par exemple dans le tri automatique du courrier, le traitement automatique de dossiers administratifs, des formulaires d'enquêtes, ou encore l'enregistrement des chèques bancaires.

Ces applications montrent clairement les spécificités du domaine de la reconnaissance de l'écriture manuscrite par rapport à celui de la reconnaissance optique des caractères (OCR : Optical Character Recognition) qui concerne les caractères imprimés ou dactylographiés. Il est nécessaire de distinguer également la reconnaissance en ligne (on-line) de l'écriture manuscrite, qui relève plutôt de l'interfaçage entre l'homme et l'ordinateur (un stylo spécial est connecté à la machine et ne fonctionne que sur une tablette sensible), de la reconnaissance hors ligne (off-line). Seule la reconnaissance hors ligne sera considérée dans ce travail.

Quelques systèmes de reconnaissance de l'écriture manuscrite ont été réalisés et sont opérationnels à ce jour. Cependant, ils sont spécifiques à un domaine précis et sont encore limités. Par exemple, en ce qui concerne la poste, la reconnaissance de l'écriture manuscrite, contrairement à celle des caractères imprimés, se limite au code postal en chiffres ainsi qu'à la ville en caractères majuscules.

La reconnaissance universelle de l'écriture manuscrite par l'ordinateur est du domaine de la fiction pour quelques années encore. Tous les chercheurs sont confrontés à un problème difficile et incontournable, celui de la segmentation. La segmentation fait partie du processus de prétraitement et d'extraction de l'information, qui est un préalable à toute reconnaissance. Nous y avons consacré près de la moitié de notre travail.

Dans un premier chapitre, une analyse des méthodes et outils de la reconnaissance des textes manuscrits sera présentée. Ensuite, nos travaux de recherche, orientés en particulier sur l'utilisation des transformées, seront exposés dans le cadre d'une étude de la segmentation (chapitre II) suivant une approche globale.

Cette étude, si elle a ouvert de nouvelles voies de recherche, a cependant montré la nécessité de compléter les résultats obtenus par un approfondissement de la reconnaissance au niveau de la lettre. Nous proposerons donc dans le troisième chapitre une méthode de reconnaissance basée sur les graphes structurels.

Nous présenterons alors des perspectives que nous envisageons pour la reconnaissance des mots manuscrits (chapitre IV) avant notre conclusion.

CHAPITRE I

METHODES ET OUTILS ACTUELS DE LA RECONNAISSANCE DES TEXTES MANUSCRITS

CHAPITRE I. METHODES ET OUTILS ACTUELS DE LA RECONNAISSANCE DES TEXTES MANUSCRITS

Introduction

L'extraction de l'information est la première étape de la reconnaissance. Elle est réalisée à l'aide de l'extraction des primitives, qui sont des informations élémentaires. La primitive est l'outil de la reconnaissance.

Nous traiterons en premier lieu de l'extraction des primitives dans le cas général, c'est-à-dire quel qu'en soit le niveau (lettre, mot ou texte). Dans une seconde partie, nous nous concentrerons sur l'exploitation de ces primitives pour la reconnaissance des mots manuscrits. Nous présenterons une synthèse des méthodes de reconnaissance que nous avons élaborée à partir d'une étude bibliographique sur plusieurs systèmes de reconnaissance.

Dans la troisième partie, nous présenterons les différentes stratégies qui sont généralement mises en oeuvre pour exploiter les méthodes exposées précédemment.