I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2021 ,   pp.   17 94 ~ 17 99   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 3 . pp 179 4 - 1799             1794       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Fa st   l e a r n i n g   n e u r a l   n e t w o r k   b a sed o n   t e x t u r e   f o r     A r a b i c   c a l l i g r a p h y   i d e n t i f i c a t i o n       A h m e d   K aw th e r   H u s s e i n   D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S c i e nc e ,   C o l l e g e   o f   E duc a t i o n,   M us t a ns i r i y a h   U ni v e r s i t y ,   B a g hda d ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e Ju l   28 ,   20 20   R e v i s e O c t   13 ,   2 020   A c c e pt e N o v   1 1 ,   2020       A r a bi c   c a l l i g r a phy   i s   c o ns i de r e a   s o r t   o f   A r a bi c   w r i t i ng   a r t   w h e r e   l e t t e r s   i A r a bi c   c a be   w r i t t e i v a r i o us   c ur vy   o r   s e g m e nt s   s t y l e s .   T he   e f f o r t s   o f   a ut o m a t i ng   t he   i d e n t i f i c a t i o o f   A r a bi c   c a l l i g r a phy   b y   us i ng   a r t i f i c i a l   i nt e l l i g e nc e   w e r e   l e s s   c o m pa r i n g   w i t o t h e r   l a ng ua g e s .   H e nc e ,   t hi s   a r t i c l e   pr o po s e s   u s i ng   f o ur   t y pe s   o f   f e a t ur e s   a nd  a   s i ng l e   hi dde l a y e r   n e ur a l   ne t w o r f o r   t r a i n i ng   o A r a bi c   c a l l i g r a phy   a nd  p r e d i c t i ng   t h e   t y pe   o f   c a l l i g r a phy   t ha t   i s   us e d.   F o r   n e u r a l   ne t w o r ks ,   w e   c o m pa r e t h e   c a s e   o f   no n - c o nne c t e i np ut   a nd   o ut pu t   l a y e r s   i e x t r e m e   l e a r n i ng   m a c hi n e   E L M   a nd  t he   c a s e   o f   c o nne c t e i npu t - o ut put   l a y e r s   i F L N .   T he   pr e di c t i o a c c ur a c y   of   f a s t   l e a r n i ng   m a c hi ne   F L N   w a s   s upe r i o r   c o m pa r i ng   E L M   t ha t   s ho w e a   v a r i a t i o i t h e   o bt a i ne d   a c c ur a c y .     Ke y w or ds :   A ra b i c   c a l l i g r a p h y   B i n a ri z e d   s t a t i s t i c a l   i m a ge   E xt r e m e   l e a rni n g   m a c hi n e   F a s t   l e a rn i ng  m a c h i n e   L oc a l   p ha s e   qua nt i z a t i o n   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A hm e K a w t h e r   H us s e i n   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S c i e n c e   Co l l e ge   of   E duc a t i o n   Mu s t a n s i ri y a h   U ni v e r s i t y ,   B a g h da d ,   I r a q   E m a i l :   a hm e dka w t h e r@ uo m us t a n s i ri y a h . e du . i q       1.   I N TR O D U C TI O N   A ra b i c   c a l l i g r a p h y   i s   a   u ni que   w a y   of   w r i t i n g   A r a b i c   us i ng  t h e   s t y l e   of   c ur v i n g   t h e   l e t t e r s .   T h e   t e rm   us e t o   i n di c a t e   t o   A r a b i c   c a l l i g ra p h y   i s   K h a t   [ 1].   It   i s   de ri v e f r o m   t h e   A ra b i c   w o r l i n e ’  a s   t h e   l i n e   i s   t h e   b a s i c   c o n s t r uc t o i n   A ra b i c   c a l l i g ra p h y   [ 2].   It   h a s   m a n y   t y pe s   s uc h   a s   N a s k h ,   D i w a n i ,   R e qa ,   T h u l ut . . e t c .   T h e   o l de s t   A r a b i c   c a l l i g r a p h y   t y pe   i s   K uf i c   w h e r e   t h e   s t y l e   i n v o l v e s   b ui l di n g   r i g i d   a n d   a n gul a s t r o ke s .   T h e   f a s t - e m e r gi n o f   a r t i f i c i a l   i nt e l l i ge n c e   A a n m a c h i ne   l e a rn i ng  M L - b a s e c o m put e r   v i s i o t e c hn o l o gi e s   h a s   o pe n e t h e   do o r   f o r   a   w i de   r a n ge   of   a ppl i c a t i o n s .   T h e   a ppl i c a t i o n s   o A a n M L   i n   c o m put e r   v i s i o n   i n c l ude   f a c e   r e c o gn i t i o n   [3] ,   e a r   r e c o gn i t i o [4] ,   m e di c a l   di a g n o s t i c   [5] ,   a ut o n o m o us   dr i v i n g   [6] ,   m a m m o g r a p h y   [7],   i n d us t r i a l   a ppl i c a t i o n   [8] ,   d i a b e t i c   r e t i n o pa t h y   [9]   a n m a n y   o t h e r   a pp l i c a t i o n s .   S o m e   of   t h e   i nt e r e s t i ng  a pp l i c a t i o n s   o M L - b a s e c o m put e r   v i s i o n   a r e   h a ndw r i t i n r e c o gn i t i o n   [10]   w hi c h   i n v o l v e s   i de nt i fy i n ha n dw r i t t e n   l e t t e r s   f r o m   t h e   i m a ge .   A l s o ,   w r i t e i de n t i f i c a t i o n   [11]   w h i c h   i n v o l v e s   r e c o gn i z i ng  t h e   w r i t e r   f r o m   h i s   w r i t i n s t y l e .   O n   t h e   o t h e r   s i de ,   It   i s   ob s e r ve t h a t   m a n y   o t h e r   a pp l i c a t i o n s   a r e   a l s e m e r gi ng  d a y   a f t e r   da y .   T hi s   a rt i c l e   i s   f o c us i n o a   s pe c i a l   f i e l of   t h e   a r e a   o f   ML - b a s e m o de l s   r e l a t i ng  t o   ha n dw r i t i ng  i n   t h e   A r a b i c   l a n gu a ge .   T hi s   f i e l i s   A ra b i c   c a l l i g r a p h y   i de n t i f i c a t i o us i n g   c o m put e v i s i o a n d   m a c h i n e   l e a rn i ng.   U n f o r t u na t e l y ,   fe w   s t udi e s   h a v e   fo c us e o n   t hi s   f i e l de s pi t e   i t s   go o po t e n t i a l   i n   v a ri o us   a ppl i c a t i o n s   i n   t e c hn o l o g y   fo r   s e r v i n g   a rt   a n d   o l m a nus c ri pt s .     T h i s   a r t i c l e   a i m s   a t   b ui l di ng  a   n o v e l   f r a m e w o r fo r   A r a b i c   c a l l i g ra p h y   i de n t i f i c a t i o n   us i n c o m put e r   v i s i o n   a n d   m a c hi n e   l e a rni n g .   F o c o m put e v i s i o n ,   a   s e t   o f   t e xt ur e   f e a t u r e s   w i l l   b e   e xt ra c t e f r o m   t h e   i m a ge   of   A r a b i c   c a l l i g ra p h y .   F o r   m a c hi n e   l e a rni n g ,   t w o   ph a s e s   w i l l   b e   c o n duc t e d.   A   s e pa ra t e   f a s t   l e a rni n n e u r a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F as t   l e ar ni ng   n e ur al   ne t w or k   bas e d   on  t e x t ur e   f or   A r abi c   c a l l i gr aph y   ( A hm e Kaw t he r   H us s e i n )   1795   n e t w o r w i l l   b e   t r a i n e o e a c t y pe   o f   fe a t u r e   i n   t h e   f i rs t   p h a s e   a n a l l   n e u r a l   n e t w o r ks   w i l l   b e   f us e d   t o ge t h e r   i t h e   s e c o n p ha s e .   T h e   r e m a i ni n o f   t h e   a rt i c l e   i s   o r ga ni z e a s   f o l l ow s .   In  S e c t i o n   2 ,   w e   p r e s e n t   t h e   l i t e r a t u r e   s ur v e y .   N e xt ,   t h e   m e t h o do l o g y   i s   pr o v i de i n   S e c t i o n   3.   A f t e r w a r d ,   t h e   e xpe r i m e n t a l   w o r ks   a n d   r e s ul t s   a r e   p r o v i de i n   S e c t i o 4 .   F i na l l y ,   t h e   c o n c l us i o n   a n d   f ut ur e   w o r a r e   p r o v i de i n   S e c t i o n   5 .         2.   LI TER A TU R S U R V E Y   T h e   l i t e r a t u r e   c o n t a i n s   f e w   a t t e m pt s   i n   e xpl o i t i ng  o r   de v e l o p i n m a c hi n e   l e a rn i ng - b a s e m o de l s   f o r   A ra b i c   c a l l i g ra p h y   [12]  i nt r o duc e   t h e   A ut o   e n c o de r   a s   a   de e l e a rn i n m e t h o us e t o   r e c o gn i z i ng  A r a b i c   c a l l i g ra p h y   t y pe s ,   T h e   A ut o   e n c o de r   h a s   a b i l i t y   of   r e duc i n g   da t a   d i m e n s i o n s   i n   a n e xt r a c t   f e a t u r e s .   I n   t h e   w o r of   [13] ,   t h e   a ut h o r s   ha v e   pr e pa r e a   da t a s e t   o A r a b i c   c a l l i g ra p hi c   l e t t e r s   a l o n w i t h   a   c o rr e s po n di n g   c o r pus   of   ph ra s e s   a n quo t e s .   T h e   l e t t e r s   da t a s e t   c o n t a i n s   3, 457  i m a ge s   f o r   a   t o t a l l y   o 32  v a r i o us   c a t e go r i e s   of   A r a b i c   c a l l i g r a p hi c   t y p e   l e t t e r s .   T h e   da t a s e t   w a s   c o l l e c t e f r o m   a   w i de   r a n ge   o s o ur c e s   a n t h e y   c o n c l ude f r o m   t h e i r   a r t i c l e   t ha t   c o m b i n i ng  s uc h   da t a   w i t h   m a c h i n e   l e a rni n m o de l s   i s   a de qua t e   fo r   e n a b l i ng  m a c h i n e   l e a rni n t o   r e a a nd  u n de r s t a nd  A ra b i c   c a l l i g ra p h y .   In   t h e   w o r o [14]  s e t   of   t e xt ur e   fe a t u r e s   w e r e   us e t o   a n a l y z e   A r a b i c   a r t i s t i c   s t y l e .   T h e   f i n di ng  i s   t ha t   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e   ha s   b e e n   y i e l de by   t h e   B S I F   de s c r i pt o w i t h   t h e   S V M   c l a s s i f i e r   [15]   s up po s e   a   n e w   a ppr o a c h   f o r   de v e l o pi n a   m e t h o f o r   ge n e ra t i n g   A ra b i c   ha n dw r i t i ng  by   t e s t i n g   t y pe s   of   A r a b i c   c a l l i g ra p h y   i n   t h e   w o r o f   [16]  t h e   a u t h o r   p r o po s e a   n e w   f r a m e w o r of   o pt i c a l   f o n t   r e c o gn i t i o n   f o r   A ra b i c   c a l l i g ra p hy   by   e n h a n c i ng  t h e   b i na r i z a t i o n   m e t h o t h e   [17]  pr e s e nt   c o m put a t i o n a l   a b s t ra c t i o n s   f o r   ge n e ra t i ng  a n d   m a n i p ul a t i n g   c a l l i g ra p hi c   c o m po s i t i o n s   s y s t e m a t i c   by   s   wi t h i n   a n   i nt e r a c t i ng  e n v i r o nm e n t   [18 s uppo s e   m ul t i - c l a s s i f i e r   de c i s i o n s   a s   b a s e off   o r   A ra b i c - c a l l i g r a p h y   s t y l e   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   [19]  us e a   n e w   t e c h n i que   by   de f i ne   t h e   t hr e e   i m po rt a nt   c oo r di na t e s   i n   t h e   i m a g e   of  e a c h   c h a ra c t e r   a n d   t h e t ra n s l a t e s   i t   i n t o   t ri a n gl e   ge o m e t r y   s t y l e .   T h i s   a r t i c l e   p r o v i de s   a   n o v e l   s y s t e m   fo r   i de nt i fy i n g   t h e   s t y l e   of   A r a b i c   W r i t i n g   f r o m   a   s e t   o c a n d i da t e   s t y l e s   o r   A ra b i c   Ca l l i g r a p h y .   It   i s   t h e   f i r s t   de v e l o pe m a c h i n e   l e a rni n m o de l   f o r   pr e di c t i ng  t h e   t y p e   of   us e A r a b i c   Ca l l i g r a p h y   i n   a   t e s t i ng  i m a ge .   It   e xt ra c t s   a   s e t   of  t e xt ur e   f e a t ur e s   a n t ra i n s   a   f a s t   l e a rn i ng  a l go ri t hm   f o r   t hi s   pu r po s e .   T h e   n o v e l t y   of   t h i s   a rt i c l e   i s   r e ga rdi n g   c o m b i n i n g   e i g h t   t y pe s   of   t e xt ur e   f e a t ur e s   f o r   t h e   t a s o f   A r a b i c   s t y l e   i de n t i f i c a t i o n.   T h e   c om b i na t i o n   i s   b a s e o n   a n   a gg r e ga t i o r u l e .   W e   na m e   i t   a s   a a gg r e ga t i o b a s e t e xt u r e   f e a t ur e s   t r a i n e f a s t   l e a rni n g   n e u r a l   n e t w o r A T F L N .         3.   M ET H O D O L O G Y   T h i s   s e c t i o n   pr o v i de s   t h e   de v e l o p e m e t h o do l o g y   fo r   A r a b i c   Ca l l i g ra p h y   i de n t i f i c a t i o n .   T h e   f e a t ur e s   a r e   p r o v i de i s ub - s e c t i o n   3. 1 .   N e xt ,   t h e   f a s t   l e a rni n g   n e t w o r i s   g i v e n   i n   s ub s e c t i o n   3. 2 .   A f t e r w a r d ,   w e   pr e s e nt   t h e   a g g r e ga t i o r ul e   i n   s ub - s e c t i o n   3 . 3 .   T h e   da t a s e t   i s   e xpl a i n e i n   s ub - s e c t i o n   3 . 4 .   L a s t l y ,   t h e   ev a l ua t i o m e t r i c s   a r e   p r o v i de i n   s ub - s e c t i o n   3 . 5 .     3. 1 .       T e x tu r e   fe atu r e s   fo r   A r ab i c   c al l i g r ap h y   T h i s   s e c t i o n   p r o v i de s   t h e   t e xt u r e   f e a t ur e s   t ha t   w i l l   b e   e xt r a c t e f r o m   a n   A ra b i c   c a l l i g ra p h y   ph o t o .   In  s ub s e c t i o n   3. 1. 1 ,   w e   p r e s e n t   l o c a l   b i n a r y   f e a t ur e s   L B P .   N e xt ,   i n   s ub s e c t i o n   3 . 1. 2,   w e   pr e s e n t   l o c a l   p ha s e   qua n t i z a t i o n   L P Q   fe a t ur e s .   N e xt ,   b i n a ri z e s t a t i s t i c a l   i m a g e   f e a t ur e s   B S IF   i s   pr o v i de i n   s ub s e c t i o n   3. 1. 3 .   N e xt ,   pa t t e rn   o f   o r i e nt e e dge   m a g n i t ude   P O S E M   i s   pr e s e nt e i n   s ub s e c t i o n   3. 1. 4 .   T h e   us e c o n f i gura t i o n s   of   t h e   f e a t ur e s   a r e   p r o v i de i T a b l e   1.       3. 1 . 1.   Lo c al   b i n a r p a tte r n   L B P   L B P   fe a t ur e s   a r e   p r o po s e i n i t i a l l y   by   [20] .   T h e   o r i gi na l   c o n c e pt   of   L B P   i s   t o   c h a ra c t e ri z e   t h e   t e xt u r e   pa t t e rn   o f   a n   i m a ge   us i n g     s qua r e   n e i g h b o rh o o dt hre s h o l de by   t h e   v a l ue   o f   t h e   c e n t e r   p i xe l   c o n s i de r i ng  t h e   s i g i n f o rm a t i o o nl y   w h i c h   p r o v i de s   a   l o c a l   b i na r y   pa t t e rn.   T h i s   i s   p r o v i de i n   t h e   b e l ow ;                     t h e   n e i g h b o r   p i xe l s     de n o t e s   t h e   g r e y   v a l ue   of   t h e   pi xe l     de n o t e s   t h e   g r e y   pi xe l   o f   t h e   c e n t e r   l o c a l   b i na r y   pa t t e rn  o f   c e n t e r   pi xe l   w i t h   a   ra d i us   a n d   n e i g h b or   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1794   -   1799   1796   T h e r e   a r e   v a r i o us   t y p e s   of   L B P ,   w e   s e l e c t   u n i f o r m   t y pe ,   w i t a   r a d i us   o f   p i xe l s ,   n e i g h b o r   s i z e       3. 1 . 2.   Lo c al   p h as e   q u an ti z ati o n   LP Q     L oc a l   p h a s e   qu a n t i z a t i o n   L P Q   i s   a   t y p e   of   fe a t ur e   b a s e o n   t h e   b l u r   i n v a r i a n c e   pr o pe rt y   o f   t h e   F o ur i e r   p ha s e   s pe c t r um   [21] .   S uc h   f e a t ur e s   a r e   goo t o   p r o v i de   a   pr a c t i c a l   di s c ri m i n a t i o n   c a pa b i l i t y   a n d   r o b us t n e s s   t o   b l urri n e ff e c t s .   T h e   c o n c e pt   o t h e   f e a t ur e s   i s   s um m a r i z e a s   fo l l ow i n g :   1 -   us e   a   l o c a l   w i n dow   a n c a l c ul a t e   p h a s e   i n f o rm a t i o o f   i t .   2 -   us e   t h e   p ha s e s   of   t h e   f o ur   l o w - f r e que n c y   c oe ff i c i e n t s   f o r   de c o rr e l a t i o n   a n d   qua nt i z a t i o n   i e i g h t - di m e n s i o n a l   s pa c e .   3 -   B ui l t h e   h i s t o g r a m   o f   t h e   r e s ul t e c o de .   A c t ua l l y ,   t h i s   h i s t o g r a m   i s   us e a s   t h e   f e a t ur e s   of   L P Q .   W e   us e   f o r   e xt r a c t i n t hi s   f e a t ur e s   a   w i n do w   s i z e   of      3. 1 . 3.   B i n a r i z e d   s tati s t i c al   i m age   fe a tu r e s   B S I F   T h i s   m e t h o o f   fe a t u r e   e xt r a c t i o n   w a s   p r o po s e by   [22] .   T h e   c o n c e pt   o f   t hi s   m e t h o i s   t o   b ui l a   b i n a r y   c o de   s t r i ng  f o r   t h e   i m a ge .   It   i ndi c a t e s   t o   t h e   l o c a l   i nt e n s i t y   pa t t e rn   i n   t h e   pi xe l   n e i g h b o r s .   N e xt ,   a   hi s t o gra m   o f   t h e   p i xe l s   c o de   i s   us e t o   c h a ra c t e ri z e   t h e   t e x t u r e   p r o pe r t y .   T h e   s t e ps   a r e   a s   f o l l ow s :   e a c h   b i t   i s   a s s o c i a t e w i t h   a   l i n e a r   f i l t e t ha t   i s   l e a rn e d   b a s e o n   a   t r a i ni n s e t   o f   n a t u ra l   i m a ge   pa t c h e s   by   m a xi m i z i ng  t h e   s t a t i s t i c a l   i n de pe n de n c e   o f   t h e   f i l t e r   r e s po n s e s .   N e xt ,   t h e   r e s po n s e   o f   l i n e a r   f i l t e i s   b i na r i z e us i ng  a   t hr e s h o l o f   z e r o .   W e   p o i n t   o ut   t ha t   t h e   num b e r   o f   f e a t ur e s   i s   de t e r m i n e b a s e o n   t h e   de s i r e l e n gt h   o f   b i t   s t ri n g .   F i na l l y ,   t h e   h i s t o g r a m   i s   b ui l t .   F o r   o u r   f e a t u r e   e xt ra c t i o n,   w e   us e   n u m b e r   o f   f i l t e r s   e qua l s   t o   8 ,   f i l t e s i z e   e qua l   t o   ,   b l o c s i z e   o f       3. 1 . 4.   P atte r n   o o r i e n te d   e d g e   m agn i tu d e   P O E M   T h i s   f e a t u r e   w a s   pr o po s e by   [23] .   Co m put i n t h e   P O E M   f e a t u r e   i s   b a s e o n   t h e   f o l l ow i n s t e ps :   1 -   c a l c ul a t e   t h e   g ra di e n t   o f   t h e   i m a ge   a nd  pe r f o r m   a   d i s c r e t i z a t i o n   o v e r     fo r   u n s i g n e r e p r e s e n t a t i o n   a nd  ov e r     fo r   s i g n e r e p r e s e nt a t i o n.   2 -   c o m put e   a   hi s t o gra m   o f   gra di e nt   o r i e n t a t i o n   o v e r a l l   c e l l   p i xe l s .   3 -   e n c o de   t h e   a c c um ul a t e m a g n i t ude   us i n g a n   L B P   o pe r a t o r   w i t h i n   a   b l o c k.   W e   us e   o r i e nt a t i o n,   u ni f o r m   L B P   w i t a   r a d i us   o f   a n n e i g h b o rh o o s i z e   o f   a n d   b l o c s i z e   of         T a b l e   1 .   Co n f i gu r a t i o o f   us e t e xt u r e   f e a t u r e s   f o r   o ur  A T F L N   F e a t u r e   T y p e   F e a t u r e   C o n f i g u ra t i o n s   L BP   (c i t a t i o n )   U n i fo r m ,   Ra d i u s :   2 p i x e l s ,   n e i g h b o u r   s i z e : 8 ,   b l o c k   s i z e :   8 X   8 ,   n o   b l o c k   o v e rl a p   L P Q   ( c i t a t i o n )   W i n d o w   s i z e :   5   X   5 ,   b l o c k   s i z e   1 8   X   1 8 ,   n o   o v e rl a p   BS IF   #   F i l t e r s   :   8 ,   fi l t e r   s i z e :   1 1   X   1 1 ,   b l o c k   s i z e :   1 8   X   1 8 ,   n o   o v e rl a p   P O E M   #   O ri e n t a t i o n :   3 ,   u n i fo r m   L B P ,   ra d i u s :   2   p i x e l s ,   n e i g h b o u rh o o d   s i z e :   8 ,   b l o c k   s i z e :   1 2   X   1 2   p i x e l s ,   n o   b l o c k   o v e rl a p       3. 2 .       F as l e ar n i n g   n e u r al   n e tw o r k   F a s t   l e a rn i ng  n e u ra l   n e t w o r i s   o n e   h i dde n   l a y e r   n e ura l   n e t w o r w i t h   c o n n e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   i n pu t   l a y e r   a n h i dde n   l a y e r ,   c o n n e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   hi dde n   l a y e r   a nd  t h e   o ut put   l a y e r ,   a n c o nn e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   i nput   l a y e r   a n o ut put   l a y e r .   It   c a n   b e   c o n s i d e r e a s   a   de ve l o pe d   v a r i a nt   o e xt r e m e   l e a rni n m a c h i n e   [24] .   T h e   t ra i ni n g   o f   t h i s   n e u r a l   n e t w o r i s   a s   f o l l ow s .     a)   R a n do m l y   i n i t i a l i z e   t h e   w e i gh t s   i t h e   i n pu t   hi dde l a y e r .     b)   Ca l c ul a t e   t h e   o ut pu t   m a t r i x             W h e r e   de n o t e s   t h e   i nput - o ut put   w e i gh t s     de n o t e s   t h e   hi dde n   o ut pu t   w e i g h t s     de n o t e s   t h e   b i a s e s     de n o t e s   t h e   i nput   f e a t u r e s     U s e   t h e   l a b e l e da t a   ( t r a i n i ng  da t a )   t o   c a l c ul a t e   t h e   w e i gh t s   f o r   t h e   i n p ut - o ut pu t   l a y e r   a n t h e   h i d de l a y e r   o ut put   l a y e r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F as t   l e ar ni ng   n e ur al   ne t w or k   bas e d   on  t e x t ur e   f or   A r abi c   c a l l i gr aph y   ( A hm e Kaw t he r   H us s e i n )   1797         de n o t e s   t h e   l a b e l s   o f   t h e   t ra i ni n g   d a t a     W e   us e F L N   be c a us e   i t   i s   s h a l l o w   t y pe   of   n e t w o r w h i c h   m a ke s   t h e i r   t ra i ni n t i m e   s h o rt e r   a s   w e l l   a s   t h e i r   p r e d i c t i o n   t i m e   c o m pa r i n w i t h   de e n e t w o r ks   i n   a ddi t i o n   t ha t   t h e y   h a v e   un i v e r s a l   a pp r o xi m a t i o pow e r .       3. 3 .       A g gr e gati o n   r u l e s   F o r   t h e   a gg r e g a t i o n ,   w e   us e   t h e   m a x - a v e r a ge   f i l t e r .   T h e   c o n c e pt   of   t h i s   f i l t e r   i s   a s   f o l l ow s .   Co n s i de r i n t ha t   w e   h a v e   a   s e t   of     c l a s s i f i e r s :   .   E a c h   i s   c om b i n e w i t h   e l e m e n t s   w h e r e     de n o t e s   t h e   n u m b e r   o f   c l a s s e s .   T h e i s   .   T h e   m a a v e r a ge   p r e di c t i o i s   b a s e o n   a v e r a gi ng  t h e   v a l ue s   o f   t h e   c o m po n e n t     a n s e l e c t i n de c i di n t h e   c l a s s   a s   t h e   c o m po n e n t   w i t h   m a x i m um   v a l ue .       3. 4 .       D at as e t     T h e   da t a s e t   i s   na m e a s   P ri n t e A ra b i c   T e xt   S e t   o r   (P A T S - A 01)   [25]   i s   c o m b i n e w i t h   a   276 t e xt   l i n e   i m a ge   t h a t   w a s   s e l e c t e f r o m   s t a n d a r c l a s s i c   A ra b i c   bo o k s .   F o r   t h i s   d a t a s e t ,   e i g h t   f o n t   w e r e   c h o s e n :   A r i a l ,   T a h o m a ,   A kh b a r,   T h u l ut h,   N a s k h,   S i m p l i f i e A ra b i c ,   A n da l us ,   a nd  T ra di t i o na l   A r a b i c .   W e   pr e s e n t   t w o   s a m pl e s   o f   t h e   d a t a   i n   t h e   F i gu r e   1 .                   F i gu r e   1 .   T w o   s a m pl e s   o f   P A T S - A 01       3. 5 .       Ev al u ati o n   m e tr i c s     F o r   e v a l ua t i o n ,   w e   us e   t h e   a c c ura c y   w h i c h   i s   de f i n e by   t h e   num b e r   o f   m i s s - c l a s s i f i c a t i o n   o v e r   t h e   t o t a l   n um b e o f   pr e di c t i o n s .   T hi s   m e a s u r e   i s   g i v e n   by   t h e   b e l ow ;               4   EX P ER M EN TI A WO R K   In   o r de r   t o   e v a l ua t e   t h e   p r o po s e a pp r o a c h,   w e   ge n e r a t e   t h e   a c c ura c y   of   e a c h   o f   t h e   p r o po s e d   f e a t ur e   b a s e o n   t h e   p r e s e nt e da t a s e t .   W e   us e   t w o   m o de l s :   t h e   f i r s t   o n e   i s   a e xt r e m e   l e a rn i ng  m a c h i n e   E L M   [26]  a n t h e   s e c o n o n e   i s   a   f a s t   l e a rn i n m a c h i n e   a s   i t   i s   de pi c t e i n   F i gu r e s   a nd  3   r e s pe c t i v e l y .   T h e   n u m b e r   o f   n e ur o n s   h a s   b e e n   c ha n ge f r o m   o n e   n e u r o n   u t o   10  n e u r o n s   a nd  i n   e a c h   e xpe r i m e n t ,   t h e   f o ur   t y p e s   of  fe a t ur e s   w e r e   us e d.   T h e   pe r f o r m a n c e   s h ow s   a   c h a nge   i n   t h e   pe r f o r m a n c e   of   E L M   a c c o r di n t o   t h e   t y p e   of   fe a t u r e   a nd  t h e   n u m b e r   o h i dde n   n e ur o n s   w h i l e   t he   a c c ur a c y   of   F L N   w a s   s t a b l e   a n e qua l s   t o   t h e   v a l ue   of  100%  r e ga rdl e s s   of   t h e   n u m b e r   of   n e ur o n s   o r   t h e   num b e r   o f e a t ur e s .   T h e   i nt e r p r e t a t i o n   o f   t h e   h i g a c c ur a c y   w a s   a c h i e ve by   F L N   i s   t h a t   t h e   t r a i ni n w a s   c o n duc t e o n   s a m pl e s   t ha t   ha v e   n o t   o n l y   t h e   di f fe r e n t   t y p e s   o f   A r a b i c   c a l l i g ra p h y   b ut   di ff e r e n t   c o nt e nt   o f   t h e   t e x t .   T h i s   ha s   e n a b l e t h e   n e u ra l   n e t w o r t o   i de nt i fy   t h e   r e c o r d .   H ow e v e r ,   i E L M   t h e   f e w e r   c o nn e c t i o n s   c o m pa r i n g   w i t h   i t s   e qui v a l e n t   o f   F L N   h a s   r e s ul t e i v a r i a t i o n   i n   t h e   a c c u r a c y   w i t h a v i n g   s i m i l a r   pe r f o r m a n c e   be t w e e n   t h e   f e a t u r e s   a n d   c a s e   o f   s upe r i o r i t y   b a s e d   o n   P O E M   f e a t u r e   w h e 4   n e u r o n s   w e r e   us e d.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1794   -   1799   1798       F i gu r e   2 .   t h e   t e s t   a c c ura c y   of   E L M   w i t h   d i f f e r e n t   num b e o f   f e a t ur e s   a nd  n e u r o n s           F i gu r e   3 .   t h e   t e s t   a c c ura c y   of   F L N   w i t h   di f f e r e n t   n u m b e r   o f   fe a t u r e s   a n d   n e u r o n s       5   C O M C LU S I O N   A N D   F U TU R E   W O R K   T h i s   a r t i c l e   h a s   p r e s e n t e a a pp r o a c f o r   de t e c t i ng  t h e   t y pe   of   A r a b i c   c a l l i g ra p h y .   It   us e s   f o ur   t y pe s   of   fe a t ur e s   B S IF ,   P O E M ,   L B P   a n L Q P .   I t   a ppl i e t w o   t y pe s   of   n e u r a l   n e t w o r ks ,   t h e   f i r s t   o n e   i s   t h e   e xt r e m e   l e a rn i ng  m a c h i n e   E L M   a n d   t h e   s e c o n o n e   i s   t h e   f a s t   l e a rn i n g   m a c hi n e   F L N .   T h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   b o t h   i s   t h e   c o n n e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   i n p ut   a n o ut pu t   l a y e r   w h i c e xi s t s   i F L N   a n i t   do e s   n o t   e xi s t   i n   E L M .   T h e   t e s t i n o n   A ra b i c   c a l l i g r a p h y   pr o v i de s   a   s upe ri o r i t y   a n d   s t a b i l i t y   of   F L N   r e ga r d l e s s   of   t h e   n um b e o f   n e u r o n s .   A n o t h e o b s e r v a t i o i s   t h e   s i m i l a ri t y   i n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   f e a t u r e s   w h e E L M   w a s   us e d.   F u t u r e   w o r i s   t o   a ppl y   a n   e n s e m b l e   l e a rn i ng  o f   t h e   p r o po s e f e a t ur e s   a n t e s t   t h e   s y s t e m   o n   di f f e r e n t   t y pe s   of   w r i t i n g   s t y l e s   i n   o t h e r   l a n g ua ge s .         A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a ut h o r   w o ul l i ke   t o   t h a n t h e   M us t a n s i ri y a h   u n i v e r s i t y   ( w w w . uo m us t a n s i ri y a h . e du . i q B a gh d a d - I ra q   f o r   i t s   s uppo rt   i t h e   p r e s e n t   w o r k.     1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 nu mber   of   ne ur on s 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 a c c u r a c y E LM BSI F PO EM L BP L Q P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 FLN BSI F PO EM L BP L Q P Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       F as t   l e ar ni ng   n e ur al   ne t w or k   bas e d   on  t e x t ur e   f or   A r abi c   c a l l i gr aph y   ( A hm e Kaw t he r   H us s e i n )   1799   R EF ER EN C ES   [ 1]   B.   B a t a i ne h ,   S .   N .   H .   S h e i kh  A bdul l a h ,   a nd   K.   O m a r ,   " G e ne r a t i ng   a a r a bi c   c a l l i g r a p hy   t e xt   b l o c ks   f o r   g l o ba l   t e x t u r e   a n a l y s i s , "   I n t e r nat i on al   J our na l   on  A d v anc e S c i e nc e ,   E n gi ne e r i ng  and  I nf or m a t i on  T e c hno l og y v o l .   1 ,   no .   2 pp .   150 - 155 ,   201 1 .     [ 2]   M .   S .   A z m i ,   K .   O m a r ,   M .   F .   N a s r u di n,   A .   K .   M ud a   a nd  A .   A b dul l a h ,   " A r a bi c   c a l l i g r a phy   c l a s s i f i c a t i o us i ng   t r i a ng l e   m o de l   f o r   D i g i t a l   J a w i   P a l e o g r a phy   a na l y s i s , "   201 11t I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on  H y br i I nt e l l i ge nt   Sy s t e m s   ( H I S) ,   M e l a c c a ,   p p.   70 4 - 708 ,   2 011 ,   do i :   10. 11 09 / H I S . 2011 . 612 2194 .   [ 3]   J .   D e ng ,   J .   G uo ,   N .   X u e   a nd  S .   Z a f e i r i o u,   " A r c F a c e :   A ddi t i v e   A n g ul a r   M a r g i L o s s   f o r   D e e F a c e   R e c og ni t i o n, "   2019  I E E E / C V F   C onf e r e nc e   on  C om pu t e r   V i s i o and   P at t e r R e c ogn i t i on  ( C V P R ) ,   L o n g   B e a c h,   C A ,   U S A ,   pp.   4685 - 469 4,   20 19,   do i :   10. 1109 / C V P R . 20 19. 0048 2.   [ 4]   M.   H a s s a b a l l a h,   H . A .   A l s ha z l y   a nd  A . A .   A l i ,   " E a r   r e c o g ni t i o us i ng   l o c a l   bi n a r y   pa t t e r ns :   A   c o m pa r a t i v e   e xpe r i m e nt a l   s t udy .   E x pe r t   S y s t e m s   w i t A ppl i c a t i o ns , "     v o l .   118 ,   p p.   182 - 20 0S ,   20 19 .     [ 5]   S .   R a z i a   a n M . N .   R a o ,   " M a c hi ne   l e a r ni ng   t e c hni qu e s   f o r   t hy r o i di s e a s e   d i a g no s i s - a   r e v i e w , "   I ndi an  J   Sc i   T e c hnol v o l .   9 ,   no .   2 8 ,   pp .   1 - 9 ,   20 16 .     [ 6]   A .   K .   B h uni a ,   A .   D a s ,   A .   K .   B hu ni a ,   P .   S .   R .   K i s ho r e   a nd   P .   P .   R oy ,   " H a ndw r i t i ng   R e c o g ni t i o i n   L o w - R e s o ur c e   S c r i pt s   U s i ng   A d v e r s a r i a l   L e a r ni ng , "   20 19  I E E E / C V F   C onf e r e nc e   on   C om put e r   V i s i o and  P at t e r R e c ogn i t i on   ( C V P R ) ,   L o n g   B e a c h,   C A ,   U S A ,   p p.   47 62 - 4771 ,   201 9,   do i :   10. 110 9/ C V P R . 201 9. 0 0490 .   [ 7]   A .   M .   W a l l a c e ,   " I ndus t r i a l   a pp l i c a t i o ns   o f   c o m put e r   v i s i o s i nc e   1982 , "   i I E E   P r oc e e di ng s   E   -   C om put e r s   a nd   D i gi t a l   T e c hni que s ,   v o l .   13 5 ,   no .   3 ,   pp .   1 17 - 136 ,   198 8,   do i :   10. 1 04 9/ i p - e . 1 988 . 00 16.   [ 8]   R . C .   G o nz a l e z   a nd  R .   S a f a b a kh s h ,   " C o m put e r   v i s i o t e c hn i qu e s   f o r   i ndus t r i a l   a pp l i c a t i o ns   a nd  r o bo t   c o nt r o l , "   C om put e r no .   1 2 ,   pp .   17 - 32 ,   1982 .     [ 9]   V .   B e l l e m o   e t   al . ,   " A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e nc e   s c r e e n i ng   f o r   di a b e t i c   r e t i no pa t hy :   t he   r e a l - w o r l e m e r g i ng   a pp l i c a t i o n , "   C ur r e nt   D i abe t e s   R e po r t s v o l .   1 9,   no .   9 p p.   72 ,   201 9 .     [ 10]   J .   D e ng ,   J .   G uo ,   N .   X ue   a nd  S .   Z a f e i r i o u ,   " A r c F a c e :   A ddi t i v e   A n g ul a r   M a r g i L o s s   f o r   D e e F a c e   R e c og ni t i o n, "   2019  I E E E / C V F   C onf e r e nc e   on  C om put e r   V i s i on  and  P at t e r R e c ogni t i on  ( C V P R ) ,   L o n g   B e a c h,   C A ,   U S A ,   2019,   pp.   46 85 - 4694 ,   do i :   10. 11 09 / C V P R . 2019 . 00 482 .   [ 11]   S.   C he n,   Y.   W a ng ,   C . T .   L i n,   W .   D i ng   a nd  Z .   C a o ,   " S e m i - s up e r v i s e f e a t ur e   l e a r n i ng   f o r   i m pr o v i ng   w r i t e r   i de n t i f i c a t i o n , "   I nf o r m a t i o Sc i e nc e s v o l .   48 2,   pp .   156 - 17 0 ,   20 19 .     [ 1 2 ]   B.   B a t a i n e h ,   S . N . H .   S h e i k h   A b d u l l a h   a n d   K .   O m a r , " G e n e r a t i n g   a n   a r a b i c   c a l l i g r a p h y   t e x t   b l o c k s   f o r   g l o b a l   t e x t u r e   a n a l y s i s , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o n   A d v a n c e d   S c i e n c e ,   E n g i n e e r i n g   a n d   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 0 - 1 5 5 ,   2 0 1 1 .     [ 13]   S .   A .   S a l a m a a n R .   K i ng ,   " T o w a r ds   t he   M a c hi n e   R e a d i ng   o f   A r a bi c   C a l l i g r a phy :   A   L e t t e r s   D a t a s e t   a n d   C o r r e s po nd i ng   C o r pus   o f   T e xt , "   201 I E E E   2nd  I n t e r na t i o na l   W or k s hop   on  A r ab i c   an D e r i v e Sc r i p t   A na l y s i s   and  R e c o gn i t i on   ( A SA R ) ,   L o ndo n,   2018 ,   pp .   19 - 23,   do i :   10 . 110 9/ A S A R . 2018. 8480 228 .   [ 14]   Z .   K a o ud j a ,   B .   K h a l di   a nd   M .   L .   K he r f i ,   " A r a bi c   A r t i s t i c   S c r i pt   S t y l e   I de nt i f i c a t i o U s i ng   T e x t u r e   D e s c r i pt o r s . , "   020  1 s t   I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  C om m un i c at i on s ,   C on t r o l   S y s t e m s   and  Si gna l   P r oc e s s i ng  ( C C SSP ) ,   E L   O U E D ,   A l g e r i a ,   pp .   113 - 11 8,   20 20 ,   do i :   10. 110 9/ C C S S P 492 78 . 202 0. 91 5156 9.   [ 15]   C . J .   V y b o r n y   a nd  M . L .   G i g e r ,   " C o m put e r   v i s i o a nd  a r t i f i c i a l   i nt e l l i g e nc e   i m a m m o g r a phy , "   A J R   ( A m e r i c an   j our na l   o f   r oe n t ge nol o gy ) v o l .   1 62 ,   n o .   3 ,   pp .   6 99 - 708 ,   199 4 .     [ 16]   H . A .   Al - M uht a s e b,   S . A .   M a hm o ud   a nd  R . S .   Q a hw a j i ,   " R e c og ni t i o o f   of f - l i ne   pr i n t e A r a b i c   t e xt   u s i ng   H i dd e n   M a r ko v   M o de l s , "   Si g na l   p r oc e s s i n g v o l .   88,   no .   12 ,   pp .   2902 - 29 12 ,   2008 .     [ 17]   B .   B a t a i ne h,   S .   N .   H .   S .   A bdul l a a nd  K .   O m a r ,   " A r a bi c   c a l l i g r a p h y   r e c og ni t i o ba s e d   o bi n a r i z a t i o m e t ho ds   a nd   de g r a de i m a g e s , "   2 011  I n t e r nat i o nal   C on f e r e nc e   on  P at t e r A nal y s i s   an I nt e l l i ge nc e   R obo t i c s ,   P u t r a j a y a ,   20 11 ,   pp.   65 - 70 ,   do i :   10. 11 09 / I C P A I R . 2011. 59 7691 3.   [ 18]   H .   M o us t a p ha   a nd  R .   K r i s hna m u r t i ,   " A r a bi c   c a l l i g r a p hy :   A   c om put a t i o na l   e xpl o r a t i o n , "   I 3r I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on   M a t he m at i c s   an D e s i gn ,   pp.   2 94 - 306 ,   2001 .   [ 19]   Z .   K a o ud j a ,   M .   L .   K h e r f i   a nd  B .   K h a l di ,   " A e f f i c i e nt   m u l t i p l e - c l a s s i f i e r   s y s t e m   f o r   A r a bi c   c a l l i g r a phy   s t y l e   r e c o g ni t i o n, "   2019  I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on  N e t w or k i ng  and   A dv anc e Sy s t e m s   ( I C N A S) ,   A nna ba ,   A l g e r i a ,   2019 ,   pp.   1 - 5 ,   do i :   10. 110 9/ I C N A S . 2019. 8 8078 29.   [ 20]   T .   O j a l a ,   M .   P i e t i k a i ne n   a nd   D .   H a r w o o d,   " P e r f o r m a nc e   e v a l ua t i o o f   t e xt u r e   m e a s ur e s   w i t c l a s s i f i c a t i o b a s e o n   K ul l ba c d i s c r i m i n a t i o o f   di s t r i bu t i o ns , "   P r oc e e di ng s   o f   1 2t h   I nt e r nat i ona l   C o nf e r e nc e   on   P at t e r R e c o gn i t i on J e r us a l e m ,   I s r a e l ,   1994 ,   pp .   5 82 - 585   v o l . 1 ,   do i :   10 . 110 9/ I C P R . 199 4 . 576 366 .   [ 21]   E.   R a ht u ,   J.   H e i kki l ä ,   V .   O j a n s i v a n T .   A ho ne n ,   " L oc a l   pha s e   q ua nt i z a t i o f o r   bl u r - i n s e n s i t i v e   i m a g e   a n a l y s i s , "   I m age   an V i s i on   C om put i ng v o l .   3 0,   no .   8 ,   p p.   50 1 - 512 ,   2 012 .     [ 22]   J .   K a nn a l a   a nd  E .   R a ht u ,   " B S I F :   B i na r i z e s t a t i s t i c a l   i m a g e   f e a t u r e s , "   P r oc e e di ngs   of   t he   21s t   I nt e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on   P at t e r n   R e c og ni t i on   ( I C P R 2012) ,   T s u kuba ,   201 2,   pp .   1363 - 13 66.   [ 23]   N .   S .   V u ,   a nd  A C a pl i e r ,   " F a c e   r e c o g ni t i o w i t pa t t e r n s   o f   o r i e n t e e dg e   m a g ni t u de s , "   In   E ur ope an   c on f e r e nc e   on   c om pu t e r   v i s i on pp .   313 - 326 ,   S p r i ng e r ,   B e r l i n ,   H e i de l be r g ,   2 010 ,   S e pt e m be r .     [ 24]   A l i ,   M o ha m m e H a s a n ,   B a ha a   A bba s   D a w o o A l   M o ha m m e d,   A l y a ni   I s m a i l   a nd  M o ha m a F a d l i   Z o l k i p l i ,   " A   ne w   i nt r u s i o de t e c t i o s y s t e m   ba s e o f a s t   l e a r ni ng   ne t w o r a nd  pa r t i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o n , I E E E   A c c e s s ,   v o l .   6,   pp.   20 255 - 202 61 ,   2 018 .     [ 25]   H.   D a w o o d,   H.   D a w o o d,   a nd  P .   G uo ,   " I m pr o v e A r a bi c   W o r C l a s s i f i c a t i o us i ng   S pa t i a l   P y r a m i M a t c hi ng   M e t ho d , "   C onf e r e nc e :   I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   I m age   a nd  V i s i o C om put i ng   N e w   Z e al and I ,   20 11.     [ 26]   A.   K.   H us s e i n ,   " S ubj e c t   R e v i e w :   M a c hi ne   L e a r ni ng   a nd  D e e L e a r n i ng   ba s e d   A r a b i c   H a ndw r i t i ng   R e c og ni t i o n , "   I nt e r n at i on al   J ou r na l   o f   E ng i ne e r i ng  R e s e ar c a nd  A d v an c e T e c hno l ogy - I J E R A T   ( I S S N :   2454 - 6135) ,   v o l .   5 ,   no .   10 ,   pp .   09 - 14 ,   2019 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.