久保田隆成
<コンピュータにおけるパターンの識別>
(2)文字の識別
コンピュータが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ビット | ||||||||||||||||
0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 11111 | ||
0000 | NUL | DLE | space | 0 | @ | P | ` | p | - | タ | ミ | ||||||
0001 | SOH | DC1 | ! | 1 | A | Q | a | q | 。 | ア | チ | ム | |||||
0010 | STX | DC2 | " | 2 | B | R | b | r | 「 | イ | ツ | メ | |||||
0011 | ETX | DC3 | # | 3 | C | S | c | s | 」 | ウ | テ | モ | |||||
0100 | EOT | DC4 | $ | 4 | D | T | d | t | 、 | エ | ト | ヤ | |||||
0101 | ENQ | NAK | % | 5 | E | U | e | u | . | オ | ナ | ユ | |||||
下 | 0110 | ACT | SYN | & | 6 | F | V | f | v | ヲ | カ | ニ | ヨ | ||||
位 | 0111 | BEL | ETB | ' | 7 | G | W | g | w | ァ | キ | ヌ | ラ | ||||
4 | 1000 | BS | CAN | ( | 8 | H | X | h | x | ィ | ク | ネ | リ | ||||
ビ | 1001 | HT | EM | ) | 9 | I | Y | i | y | ゥ | ケ | ノ | ル | ||||
ッ | 1010 | LF | SUB | * | : | J | Z | j | z | ェ | コ | ハ | レ | ||||
ト | 1011 | VT | ESC | + | ; | K | [ | k | { | ォ | サ | ヒ | ロ | ||||
1100 | FF | IS4 | , | < | L | \ | l | | | ャ | シ | フ | ワ | |||||
1101 | CR | IS3 | - | = | M | ] | m | } | ュ | ス | ヘ | ン | |||||
1110 | SO | IS2 | . | > | N | ^ | n | ~ | ョ | セ | ホ | ゛ | |||||
1111 | SI | IS4 | / | ? | O | _ | o | del | ッ | ソ | マ | ゜ |
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、コード化に 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
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は 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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