情報とは何か

ーーその本質を考えるーー

                                                                                 久保田隆成

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第2章 情報の本質

2.4 識別・認識・理解

 <コンピュータにおけるパターンの識別>

2)文字の識別

  コンピュータ文字を識別するためには、先ず、文字を光学的な読み取り装置(Optical Character Reader; OCR, スキャナー)によって、文字としてコンピュータに取り込まなければならない。スキャナーで取り込んだ段階では、文字でなくまだ画像の状態である。

  では、文字と画像の違いは何であろうか。画像は、文字を背景を含めて、ビットマップとして取り込んでいる。これは写真と同じである。私たちの網膜にも、画像として写っているのだが、脳の働きによって、文字画像を抽象化された文字として、背景から無意識に分離して取り込んでいる。

  しかし、コンピュータには、人間の脳のようなパータン認識の能力はない。コンピュータの基本的なアーキテクチャは次の3つである。

  @ デジタル処理。 A 逐次処理。 B プログラム(ソフトウェア)内蔵

  キーボードから入力される文字は、キーに対応する文字コードに変換されて入力されると同時に、そのコードに対応する文字フォント(font)がディスプレイに表示される。すなわち、文字は、コンピュータ内で、情報としては、「文字コード」として扱われる。

  それで、郵便番号読み取り装置に見るごとく、スキャナーで読み取られた文字画像は、内蔵されているプログラムによって、その特徴が分析されて、その特徴から固有の文字と識別され、文字コードに変換される。これで、画像文字からテキスト文字(文字コードによって表現さてた文字)になるのである。

  テキスト文字から構成されてるファイルを「テキストファイル」という。「テキストファイル」はワードプロセッサー(ワープロ)によって作成される代表的なファイルである。その特徴は、柔軟に編集が出来ることである。これは、「パターンとしての文字を「文字コード」に変換して、デジタル情報とし保持ていることによる。

  文字コード表の例を下表に示す。

図2-11 ANK文字コード表
ASCIIコード JISカナコード
    上位4ビット 上位4ビッ
    0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 11111
  0000 NUL DLE space 0 @ P ` p       -    
  0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q        
  0010 STX DC2 " 2 B R b r        
  0011 ETX DC3 # 3 C S c s        
  0100 EOT DC4 $ 4 D T d t        
  0101 ENQ NAK % 5 E U e u     .    
0110 ACT SYN & 6 F V f v        
0111 BEL ETB ' 7 G W g w        
1000 BS CAN ( 8 H X h x        
1001 HT EM ) 9 I Y i y        
1010 LF SUB * : J Z j z        
1011 VT ESC + ; K [ k {        
  1100 FF IS4 , < L \ l |        
  1101 CR IS3 - = M ] m }        
  1110 SO IS2 . > N ^ n ~        
  1111 SI IS4 / ? O _ o del     ソ    

 表の左半分の「ASCII」(American Standard Code for Information Interchange)は、7ビット以内に収まり、8ビット必要ないが、インドヨーロッパ言語圏でも例えばロシア語の使用文字は33文字で、少なくとも8ビット必要である。コンピュータでは、文字をコード化すために必要な最小単位を8ビットとして、この単位を「Byte; B」と呼んでいる。

 文字コードは、文字の形(パターン)の情報を持っているわけでなく、人為的に割りつけた数字符号であるから、文字コードから、文字の形を想い浮かべることはできない。これがアナログとディジタルの違いであり、恐ろしいことでもある。コンピュータで文字化けが起こるのも、コードと文字の対応の狂いによるものである。世界には、多くの言語存在し、それぞれの国が独自の文字コード表を使っている。日本など漢字圏の文字は、文字数が多いために、コード化2 Byte (65,5236) をあてている。「ASCIIコード」と「JIS漢字コード」に一部重複する部分が生じ、これを避けるために、「Shift 漢字コード」が生まれた。次に、その外観を示す。

図2.12 Shift JIS漢字コード

shift_jis

 コンピュータには、文字のパターンとしての実体が「フォント(font);書体」として、予め保存されレている。私が現在使っているパソコンに保存されていう「MS明朝体」のフォントのサイズ(保存容量)は、9,822 KB(約 10 MB)である。一方、JIS漢字コード(第1〜第4水準及び非漢字、2004年現在)による漢字の数は、11,233 字であるから、コード化に要するバイト数は、11,233 × 2 = 22,466 B ≒ 23 KB である。漢字の数を最大5万と見積もっても、コード化に要するバイト数100 KB である。ワープロ・ソフトは、今や、パソコンの主要なソフトになっているが、その一つである「Word」の漢字辞書IME」のサイズは、388 KB である。これらに比較して、フォントのサイズがいかに大きいかがわかるであろう。

  コードは、「住民票コード」として、個人に対しても付番されている。ランダムな10進10桁1桁のチェックディジットから構成されている。なお、10進10桁は、100億人を識別可能な数である。このコード化によって同姓同名による混同を避けるとともに、個人に関する効率的な情報処理が可能になる。

 ワープロで、ページ設定用紙A4、1行文字数40文字(日本語)、1ページ36行 で作成した文書の文字数=40×36=1,440字 であるから、そのサイズ(保存容量)は、テキスト・ファイル(ファイル名の拡張子「.txt」)として保存した場合、1,440×2B ≒ 3KB である<注>1GBのメモリーがあれば、33万ページの文書が保存できる。親指ほどの大きさの 4GB の USB メモリーは、最近、価格が安くなって、千円以下で購入できる。この USB メモリーを使えば、132万ページ もの文書が保存できる。

 <注>Word 2003」で作成し、拡張子「.doc」で保存した場合そのサイズは、30 KB、「Word 2007」で作成し、拡張子「.docx」で保存した場合そのサイズは、13 KB である。なお、新聞紙の大きさはA2(A4×4)で、1段の文字数は、1列当たり12文字 × 71列=852文字。広告なしの1ページの段数=10段1ページの文字数=852 × 10= 8,520 字保存容量=8,520×2B≒17 KB である。

 

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    次の項に続く ⇒ (3)音声の識別  (4)画像の識別・表示機能  (5)画像の識別・表示機能(GPU)

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   第1章 初めに    第3章 情報量など  第4章 遺伝情報

 

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