TITLUL LUCR ARII DE LICEN T A LUCRARE DE LICEN  T A Absolvent: Andrei Ioan IANC Conduc ator  stiin ti c: Prof. Dr. Ing. Zoltan BARUCH 2019… [617552]

FACULTATEA DE AUTOMATIC A  SI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL CALCULATOARE
TITLUL LUCR ARII DE LICEN T A
LUCRARE DE LICEN  T A
Absolvent: [anonimizat] ator  stiin tic: Prof. Dr. Ing. Zoltan BARUCH
2019

FACULTATEA DE AUTOMATIC A  SI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL CALCULATOARE
DECAN, DIRECTOR DEPARTAMENT,
Prof. dr. ing. Liviu MICLEA Prof. dr. ing. Rodica POTOLEA
Absolvent: [anonimizat] ARII DE LICEN T A
1.Enun tul temei: Scurt a descriere a temei lucr arii de licen t a  si datele ini tiale
2.Con tinutul lucr arii: Introducere – Contextul proiectului, Obiectivele Proiectului,
Studiu Bibliograc, Analiz a  si Fundamentare Teoretic a, Proiectare de Detaliu  si Im-
plementare, Testare  si Validare, Manual de Instalare  si Utilizare, Concluzii, Bibli-
ograe, Anexe.
3.Locul document arii: Universitatea Tehnic a din Cluj-Napoca, Departamentul Cal-
culatoare
4.Consultan ti: Prof. Dr. Ing. Zoltan BARUCH
5.Data emiterii temei: 1 Noiembrie 2018
6.Data pred arii: 8 iulie 2019 (se va completa data pred arii)
Absolvent: [anonimizat]  stiin tic:

FACULTATEA DE AUTOMATIC A  SI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL CALCULATOARE
Declara tie pe proprie r aspundere privind
autenticitatea lucr arii de licen t a
Subsemnatul Ianc Andrei Ioan legitimat cu carte de identitate, seria AX nr. 545291,
CNP [anonimizat], autorul lucr arii "TITLU LICENTA" elaborat a ^ n vederea sus tinerii
examenului de nalizare a studiilor de licen t a la Facultatea de Automatic a  si Calcula-
toare, Specializarea Calculatoare din cadrul Universit a tii Tehnice din Cluj-Napoca, se-
siunea Septembrie a anului universitar 2018-2019, declar pe proprie r aspundere, c a aceast a
lucrare este rezultatul propriei activit a ti intelectuale, pe baza cercet arilor mele  si pe baza
informa tiilor ob tinute din surse care au fost citate, ^ n textul lucr arii  si ^ n bibliograe.
Declar, c a aceast a lucrare nu con tine por tiuni plagiate, iar sursele bibliograce au
fost folosite cu respectarea legisla tiei rom^ ane  si a conven tiilor interna tionale privind drep-
turile de autor.
Declar, de asemenea, c a aceast a lucrare nu a mai fost prezentat a ^ n fa ta unei alte
comisii de examen de licen t a.
^In cazul constat arii ulterioare a unor declara tii false, voi suporta sanc tiunile admin-
istrative, respectiv, anularea examenului de licen t a .
Data Nume, Prenume
Semn atura

Cuprins
Lista gurilor 1
Capitolul 1 Introducere – Contextul proiectului 2
1.1 Contextul proiectului . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Procesul de recunoa stere optic a a caracterelor . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Motiva tie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Aplica tii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Capitolul 2 Obiectivele Proiectului 5
2.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Capitolul 3 Studiu Bibliograc 6
3.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Capitolul 4 Analiz a  si Fundamentare Teoretic a 8
4.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Capitolul 5 Proiectare de Detaliu  si Implementare 9
Capitolul 6 Testare  si Validare 10
6.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Capitolul 7 Manual de Instalare  si Utilizare 11
7.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
7.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Capitolul 8 Concluzii 12
8.1 Titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
8.2 Alt titlu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
i

Bibliograe 13
Anexa A Sec tiuni relevante din cod 14
Anexa B Alte informa tii relevante (demonstra tii etc.) 15
Anexa C Lucr ari publicate (dac a exist a) 16
ii

Lista gurilor
1

Capitolul 1
Introducere – Contextul proiectului
^In ultimele decenii, domeniul produc tiei de dispozitive electronice a asistat la na sterea
FPGA-ului (Field Programmable Gate Array). Aceste platforme sunt optime si cele mai
bune alegeri pentru sistemele digitale integrate ^ ncorporate. FPGA-urile ofer a instrumente
de dezvoltare software puternice, costuri reduse  si adev arate implement ari paralele. Aceste
caracteristici le pun ca o solu tie viabil a pentru implementarea re telelor neuronale articiale.
Re telele neuronale articiale (ANN) sunt utilizate pe scar a larg a ^ n diferite domenii
precum recunoa sterea imaginii. Prelucrarea rapid a a acestora se bazeaz a pe o arhitectur a
paralel a. Caracteristicile importante ale re telei depind de structura acesteia, func tia de
activare  si mecanismul de ^ nv a tare.
1.1 Contextul proiectului
Sistemele FPGA prezint a un interes deosebit ^ n domeniul industrial, unde costul
ridicat al acestora este compensat de calitatea de a  recongurabile dinamic. ^In cadrul
unei re tele de circuite FPGA, ecare nod poate lua multiple roluri, iar pentru a schimba
rolul unui nod nu este necesar a oprirea sistemului, ci doar eliberarea nodului ^ n cauz a
de responsabilit a ti c at timp se petrece recongurarea. Un asemenea exemplu ilustreaza
versatilitatea  si utilitatea sistemelor recongurabile ^ n medii ^ n care oprirea func tion arii
unui sistem ar avea consecin te negative (de exemplu, monitorizarea temperaturii reactoru-
lui unei centrale nucleare). Un alt avantaj al sistemelor FPGA este remarcabil ^ n etapele
de proiectare ale circuitelor integrate (ASIC), unde recongurarea structurii interne ale
sistemului se poate realiza prin reprogramarea circuitelor FPGA, reduc^ and costurile  si
cresc^ and testabilitatea.
^In majoritatea sistemelor este de nedorit o arhitectur a monolitic a datorit a costurilor
^ ntre tinerii  si a lipsei de toleran t a la defecte. Pentru a realiza o arhitectur a distribuit a este
necesar a implementarea unor metode de comunica tie ^ ntre componente.
2

1.2. PROCESUL DE RECUNOA STERE OPTIC A A CARACTERELOR 3
1.2 Procesul de recunoa stere optic a a caracterelor
Cei trei pa si principali ai sistemului universal de recunoa stere optic a a caracterelor
sunt achizi tia imaginii  si pre-procesarea, extrac tia caracteristicilor  si clasicarea. Faza
de pre-procesare const a ^ n opera tii de procesare a imaginilor care ajusteaz a imaginea.
Procesarea imaginilor este un subdomeniu al viziunii articiale (Computer Vision)  si se
ocup a cu analizarea  si manipularea imaginilor digitale. Opera tiile posibile din domeniul
proces arii imaginilor pot include binarizarea, eliminarea zgomotului, extrac tia regiunii de
interes  si segmentarea textului.
Extrac tia caracteristicilor const a ^ n metode de ob tinere a informa tiilor necesare din
imaginea textului pre-procesat pentru a  clasicate de un clasicator. Pentru a ob tine
aceste informa tii, procesul de extrac tie a caracteristicilor presupune reducerea num arului
de resurse necesare pentru a descrie un set mare de date. Atunci c^ and se efectueaz a
analiza datelor complexe, una dintre problemele majore provine de la num arul variabilelor
implicate. Analiza cu un num ar mare de variabile necesit a, ^ n general, o cantitate mare
de putere de memorie  si de calcul, de asemenea poate  cauza performan tei slabe ale unui
algoritm de clasicare.
Clasicarea este o aplica tie a ^ nv a t arii supervizate (Supervised Learning) ce pre-
supune deducerea unei func tii din datele de antrenament etichetate, care constau ^ ntr-un
set de exemple de antrenament. ^In ^ nv a tarea supervizat a, ecare exemplu este o pereche
format a dintr-un obiect de intrare (de obicei un vector)  si o valoare de ie sire dorit a (nu-
mit a  si semnal de supervizare). Un algoritm de ^ nv a tare supervizat a analizeaz a datele
de antrenament  si produce o func tie dedus a, care poate  utilizat a pentru maparea unor
noi exemple. ^In faza de clasicare a sistemului de recunoa stere a caracterelor, caracterele
segmentate din imagine sunt mapate la reprezentarea echivalent a ^ n format text. Aici,
sistemul ^ nva t a din datele furnizate  si apoi folose ste aceste cuno stin te pentru a clasica o
nou a dat a de intrare.
Pentru ^ ndeplinirea sarcinii de clasicare se folose ste o re tea neuronal a convolu tion-
al a (CNN). O re tea neuronal a convolu tional a este un tip specic de re tea neuronal a arti-
cial a care utilizeaz a un algoritm de machine learning pentru ^ nv a tare supervizat a. O re tea
neuronal a articial a este un sistem computerizat inspirat din re teaua neuronal a biologic a
care constituie creierul uman.
Performan tele sistemelor de recunoa stere optic a a caracterelor sunt in
uen tate de
calitatea textului printat. De multe ori, din pricina calit a tii slabe a procesului de print-
are, textul va  deteriorarat av^ and caractere cu distan t a inegal a ^ ntre ele, cu structuri
distorsionate, cu puncte lips a sau cu distan t a inegal a ^ ntre puncte.
Exist a mai multe aspecte, ^ n afar a de calitatea print arii, care in
uen teaz a procesul
de recunoa stere a caracterelor  si fac dezvoltarea acestuia o sarcin a dicil a. Fundalul nereg-
ulat poate s a con tin a obiecte care s a se confunde cu zona de interes ^ n care se a
 a textul.
Un alt factor care poate afecta precizia sistemului OCR este unghiul de perspectiv a. Dis-
torsiunile de perspectiv a pot cauza ^ n imaginea capturat a deterior ari ale caracterelor sau
conectarea acestora.

4
1.3 Motiva tie
Am ales aceast a tem a din cauza multitudinii de domenii ^ n care poate  aplicat a  si
exploatat a, ^ ncerc^ and astfel prin diferite abord ari s a se apropie de capacitatea uman a de a
rezolva anumite sarcini, spre exemplu, cazul nostru  si anume, deducerea caracterelor, mai
precis redarea textului scris. Pentru ca o persoan a s a poat a rezolva o astfel de sarcin a nu
este nicio problem a, dar pentru calculatorul este mai dicil.
Pentru a realiza o asttfel de aplica tie a fost necesar a studierea unor arhitecturi
 si a unor implement ari deja existente, a unor posibile ^ mbun at a tiri care pot  ad augate
astfel ^ nc^ at acurate tea de rezolvare a cerin tei s a ^ ncerce s a tind a spre acurate tea uman a,
aceasta ind greu de atins  si ^ n prezent. Av^ and dou a modele existente: cel tehnologic  si
cel uman trebuie s a existe un echilibru  si s a se realizeze un ansamblu care le ^ mbin a pe
ambele prelu^ and avantajele celor dou a  si anume: viteza computa tional a a calculatorului
 si capacitatea de inferen t a uman a. Av^ and ^ n vedere c a viteza de procesare uman a este
aproape imposibil a s a ajung a la nivelul unui calculator din zilele noastre, singura solu tie
este s a ^ nv a tam calculatorul s a func tioneze la acurate tea uman a sau, cel pu tin, s a tind a
spre aceasta.
Pentru a realiza acest lucru este necesar ca aplica tia s a poat a procesa o imagine ^ n
diverse moduri astfel ^ nc^ at pe baza acesteia s a e capabil a s a recunoasc a orice caracter si
sa formeze textul dat printr-o imagine  si s a-l redea sub forma text.
1.4 Aplica tii
Exist a multe abord ari ^ n domeniul recunoa sterii optice a caracterelor care dezvolt a
solu tii diferite pentru a extrage caracterele din imagini. Conform unui concept al m arcii
poloneze "Adaptive Vision" [1], dezvoltarea unei aplica tii tipice OCR const a ^ n urm atorii
pa si: localizarea pozi tiei textului utiliz and potrivirea  sablonului, extragerea textului  si
segmentarea utiliznd ltre pentru a distinge textul de fundal  si citirea textului prin re-
cunoa sterea caracterelor extrase. Documenta tia acestei solu tii declar a, de asemenea, c a
cele mai relevante opera tiuni necesare pentru ob tinerea unei recunoa steri precise sunt ex-
trac tia  si segmentarea diligent a a regiunii de text.
Tehnologia de citire existent a pe pia t a, oferit a de o companie numit a "Sintec" [3],
este imun a la varia tiile de contrast  si se poate adapta, ^ n anumite limite, modic arilor de
scar a  si propor tie, distan telor inegale dintre puncte, fundalurilor neregulate, caracterelor
deformate  si distorsiunilor de perspectiv a. De asemenea, este posibil s a se deneasc a reguli
detaliate astfel ^ nc^ at s a se specice care caractere sunt permise ^ n anumite pozitii din sir.
Sistemul este capabil s a recunoasc a diferite fonturi  si caractere. Chiar  si ^ n cazul textului
punctat acest sistem poate oferi performan te care ajung la 100.000 citiri pe minut. Cu
toate acestea, algoritmul trebuie s a e reglat manual pentru a se adapta la schimb arile de
font sau de fundal, iar capturarea imaginii trebuie f acut a ^ n condi tii favorabile.

Capitolul 2
Obiectivele Proiectului
^In acest capitol se prezint a tema propriu-zis a (sub forma unei teme de proiectare sau
cercetare, formulat a exact, cu obiective clare – 2-3 pagini  si eventuale guri explicative).
Reprezint a cca. 10% din lucrare.
2.1 Titlu
2.2 Alt titlu
5

Capitolul 3
Studiu Bibliograc
Documentarea bibliograc a are ca obiectiv prezentarea stadiului actual al domeni-
ului sau sub-domeniului ^ n care se situeaz a tema. ^In redactarea acestui capitol (^ n general
a ^ ntregului document) se va  tine cont de cuno stin tele acumulate la disciplinele dedicate
din semestrul 2, anul 4 (Metodologia ^Intocmirii Proiectelor, etc.), precum  si la celelalte
discipline relevante temei abordate.
Acest capitol reprezint a cca. 15% din lucrare.
Referin tele se scriu ^ n sec tiunea Bibliograe. Formatul referin telor trebuie s a e
de tipul IEEE sau asem an ator. Introducerea  si formatarea referin telor ^ n bibliograe,
respectiv citarea ^ n text, se pot face manual sau folosind instrumentele de lucru men tionate
^ n ultimele paragrafe din acest capitol.
In chapter 4 of [1], which discusses the value of the honeypots, Spitzner presents
the advantages and disadvantages of such systems.
^In sec tiunea Bibliograe sunt exemple de referin te pentru articol la conferin te sau
seminarii [2], articol ^ n jurnal [3], sau c ar ti [4].
Referin tele spre aplica tii sau resurse online (pagini de internet) trebuie sa includ a
cel pu tin o denumire sugestiv a pe l^ ang a link-ul propriu-zis [5], plus alte informa tii dac a
sunt disponibile (autori, an, etc.). Referin tele care prezint a doar link spre resursa online se
vor plasa ^ n subsolul paginii unde sunt referite. Citarea referin telor ^ n text este obligatorie,
vezi exemplul de mai jos (^ n func tie de tema proiectului se poate varia modul de prezentare
a metodei/aplica tiei).
^In [3] autorii prezint a un sistem pentru detec tia obstacolelor ^ n mi scare folosind
stereoviziune  si estimarea mi sc arii proprii. Metoda se bazeaz a pe … trecere ^ n revist a a
algoritmilor, structurilor de date, func tionalitate, aspecte specice temei proiectului etc .
Discu tie avantaje – dezavantaje .
^In capitolul 4 al [4] se prezint a …
6

3.1. TITLU 7
3.1 Titlu
3.2 Alt titlu

Capitolul 4
Analiz a  si Fundamentare Teoretic a
^Impreun a cu capitolul urm ator trebuie s a reprezinte aproximativ 60% din total.
Scopul acestui capitol este de a explica principiile func tionale ale aplica tiei imple-
mentate. Aici se va descrie solu tia propus a dintr-un punct de vedere teoretic – explica ti  si
demonstra ti propriet a tile  si valoarea teoretic a:
algoritm utilizat sau propus
protocoale utilizate
modele abstracte
explica tii/argument ari logice ale solu tiei alese
structura logic a  si func tional a a aplica tiei.
NU SE FAC referiri la implementarea propriu-zis a.
NU SE PUN descrieri de tehnologii preluate cu copy-paste din alte surse sau lucruri
care nu  tin strict de proiectul propriu-zis (materiale de umplutur a).
4.1 Titlu
4.2 Alt titlu
8

Capitolul 5
Proiectare de Detaliu  si
Implementare
^Impreun a cu capitolul precedent reprezint a aproximativ 60% din total.
Scopul acestui capitol este de a documenta aplica tia dezvoltat a ^ n a sa fel ^ nc^ at
dezvoltarea  si ^ ntre tinerea ulterioar a s a e posibile. Cititorul trebuie s a identice func tiile
principale ale aplica tiei din ceea ce este scris aici. Capitolul ar trebui sa con tin a (nu se
rezum a neap arat la):
schema general a a aplica tiei
descrierea ec arei componente implementate, la nivel de modul
diagrame de clase, clase importante  si metode ale claselor importante.
9

Capitolul 6
Testare  si Validare
Aproximativ 5% din total
6.1 Titlu
6.2 Alt titlu
10

Capitolul 7
Manual de Instalare  si Utilizare
^In sec tiunea de Instalare trebuie s a detalia ti resursele software  si hardware necesare
pentru instalarea  si rularea aplica tiei, precum  si o descriere pas cu pas a procesului de
instalare. Instalarea aplica tiei trebuie s a e posibil a pe baza a ceea ce se scrie aici.
^In acest capitol trebuie s a descrie ti cum se utilizeaz a aplica tia din punct de vedere
al utilizatorului, f ar a a men tiona aspecte tehnice interne. Folosi ti capturi ale ecranului  si
explica tii pas cu pas ale interac tiunii. Folosind acest manual, o persoan a ar trebui s a poat a
utiliza produsul vostru.
7.1 Titlu
7.2 Alt titlu
11

Capitolul 8
Concluzii
Cca. 5% din total. Capitolul ar trebui sa con tin a (nu se rezum a neap arat la):
un rezumat al contribu tiilor voastre
analiz a critic a a rezultatelor ob tinute
descriere a posibilelor dezvolt ari  si ^ mbun at a tiri ulterioare
8.1 Titlu
8.2 Alt titlu
12

Bibliograe
[1] W. Strunk, Jr. and E. B. White, The Elements of Style , 3rd ed. Macmillan, 1979.
[2] E. Bellucci, A. Lodder, and J. Zeleznikow, \Integrating articial intelligence, argumen-
tation and game theory to develop an online dispute resolution environment.' in 16th
International Conference on Tools with Articial Intelligence , 2004, pp. 749{754.
[3] G. Antoniou, T. Skylogiannis, A. Bikakis, M. Doerr, and N. Bassiliades, \Dr-brokering:
A semantic brokering system.' Knowledge-Based Systems , vol. 20, no. 1, pp. 61{72,
2007.
[4] S. J. Russell, P. Norvig, J. F. Canny, J. M. Malik, and D. D. Edwards, Articial
intelligence: a modern approach . Prentice hall Englewood Clis, 1995, vol. 2.
[5] \Ajax tutorial.' [Online]. Available: http://www.tutorialspoint.com/ajax/.
13

Anexa A
Sec tiuni relevante din cod
/** Maps are easy to use in Scala. */
object Maps {
val colors = Map("red" -> 0xFF0000,
"turquoise" -> 0x00FFFF,
"black" -> 0x000000,
"orange" -> 0xFF8040,
"brown" -> 0x804000)
def main(args: Array[String]) {
for (name <- args) println(
colors.get(name) match {
case Some(code) =>
name + " has code: " + code
case None =>
"Unknown color: " + name
}
)
}
}
14

Anexa B
Alte informa tii relevante
(demonstra tii etc.)
15

Anexa C
Lucr ari publicate (dac a exist a)
16