I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 ,   p p .   4 0 1 5 ~ 4 0 2 5   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 5 . p p 4 0 1 5 - 4 0 2 5           4015     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Cla ss ifying  Arabic ha ndwri ting usi ng  conv o lutiona l neural  network       Ana s   Q ute is ha t 1 ,2 ,   Ash ra f   Al   Sh a ra h 2 ,  Ahm ed  Q t a is ha t 3 ,  T a re q Ahm a d Ala wneh 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o mm u n i c a t i o n   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   A l - A h l i y y a   A mm a n   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   J o r d a n   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g   Te c h n o l o g y ,   A l - B a l q a   A p p l i e d   U n i v e r si t y ,   A l - S a l t ,   Jo r d a n     3 F o u n d a t i o n   P r o g r a m,   S o h a r   U n i v e r si t y ,   S o h a r ,   O ma n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 2 ,  2 0 2 5   R ev is ed   J u l   26 ,  2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   12 ,  2 0 2 6       Th is  p a p e r  p re se n ts  a   c las sifica ti o n   o f  Ara b ic  h a n d wri tt e n   lett e rs  u sin g   c o n v o lu ti o n a l  n e u ra l   n e two r k s  (CNN s).  Th e   p a p e r  a ims   to   a d d re ss   th e   u n i q u e   c h a ll e n g e s  o f  re c o g n izi n g   Ara b ic  letters   d u e   to   th e i r  sp e c ial  c h a ra c teristics   su c h   a s  d o ts   a n d   sim il a rit ies .   Lev e ra g i n g   d e e p   lea rn in g ,   p a rti c u larly   CNN s,  th e   p r o jec t  e m p lo y s   a n   a rc h it e c tu re   sp e c ifi c a ll y   d e si g n e d   fo r  ima g e   c las sifica ti o n   tas k s,  wh ich   is  we ll - s u it e d   f o r  o p t ica l  c h a ra c ter  re c o g n it i o n   (OCR)  o f  Ara b ic  h a n d writt e n   letters .   Th e   d a tas e t  u se d   c o n sists   o f  ima g e s  c o ll e c ted   fr o m   t h e   " Ara b ic  h a n d writt e n   a lp h a b e ts,  wo rd s,   a n d   p a ra g ra p h s "   (AH AWP )  a n d   " Ara b ic  h a n d writt e n   c h a ra c ter  d a tab a se "  (AH CDB),  wh ich   h a v e   b e e n   c a re fu ll y   p r o c e ss e d   to   e n s u re   u n if o rm it y   a n d   d iv e rsit y .   T h e   m o d e l  wa s  b u il t   u sin g   d e e p   n e two r k   d e sig n e r ,   a   to o l   in   M ATLAB,   a n d   train e d   o v e r  th re e   e p o c h s to   p re v e n t  o v e rfit ti n g ,   a c h iev i n g   a n   a c c u ra c y   o f  8 9 . 2 % .   K ey w o r d s :   Ar ab ic  h an d wr itin g   Ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   Dee p   lear n in g   Op tical  ch ar ac ter   r ec o g n itio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   An as Qu teis h at   Dep ar tm en t o f   C o m m u n icatio n   an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g   Al - Ah liy y a  Am m an   Un i v er s ity   Am m an ,   J o r d a n   E m ail:  a. q u teis h at@ am m an u . e d u . jo       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r o u g h o u t  th e  last   1 0 0   y ea r s ,   p eo p le  h a v e  s tr iv ed   to   in s till   r ea d in g   ab ilit ies  in to   m ac h in es  th r o u g h   v ar io u s   m eth o d s   wh ich   p r o d u ce d   d if f er e n t  lev els  o f   s u cc ess .   Ma ch in e  r ec o g n itio n   o f   h an d wr itin g   r em ain s   an   elu s iv e  task   d u e  to   its   d em a n d in g   al g o r ith m s   wh ich   m ak es   it  o n e  o f   th e   m o s t  ad v a n ce d   im ag e   r ec o g n itio n   p r o b lem s .   T h e  p r im a r y   g o a l  o f   th is   p r o ce s s   in v o lv es  m ac h in e  r ea d in g   ab ilit y ,   b u t  th e  in itial  le tter   class if icatio n   s y s tem s   s er v ed   as  th e  f o u n d atio n   t o   d e v elo p   a d v an ce d   r ea d in g   ca p a b ilit ies.  T h e  p r o ce s s   k n o wn   as  o p tical  ch ar ac ter   r ec o g n itio n   ( OC R )   en ab les  th e   au to m ati c  co n v e r s io n   o f   p r in ted   o r   h an d wr itten   tex t  f o u n d   in   im ag es  to   d ig ital  f o r m s   th a t  p er m it  u s er s   to   s ea r ch ,   m o d i f y ,   s to r e   co m p ac tly ,   p r esen t  o n lin e,   an d   ex ec u te   m ac h in e - b ased   p r o ce s s in g   th r o u g h   co g n itiv e  co m p u tin g   s y s tem s .   OC R   tr an s f o r m s   tex t  d ata  m an ag em en t   s in ce   it  allo ws  q u ic k   a n d   p r e cise  co n v er s io n   o f   v ar io u s   d o cu m en t  t y p es  in to   d i g ital  f o r m ats  th r o u g h   wh ich   u s er s   ca n   ac h iev e   ap p licatio n s   lik e  d o cu m e n t  wo r d   s ea r ch ,   au to m ated   p o s tal  m ail  s o r ti n g ,   an d   d o cu m e n t   ed itin g   f r o m   p r in ted   f o r m .   M o d er n   in d u s tr y   ap p licatio n s   alo n g s id e  ev er y d ay   s y s tem s   h ea v ily   r ely   o n   OC R   tech n o lo g y   b ec a u s e  ar tific ial  in tellig en ce   an d   m ac h in e   lear n in g   c o n tin u e   to   d ev elo p   th e ir   ca p ab ilit ies   [ 1 ] .  OC R   en ab les  u s   to   tr an s late  tex t  f r o m   o n e   lan g u a g e  to   a n o th er   u s in g   tr a n s latio n   to o ls ,   en a b les  tr af f ic  s y s tem s   to   r ec o g n ize  an d   r ec o r d   v eh icl e  licen s e  p lates,  an d   en ab les  e m p lo y ee s   to   s av e  tim e  an d   ef f o r t  wasted   o n   d ata   en tr y   p r o ce s s es   [ 2 ] – [ 5 ] .   W h il e  OC R   h a s   m an y   ap p licatio n s   an d   b en ef its ,   it  also   f ac es  s ev er al  ch allen g es  an d   p r o b lem s .   T e x t  in   d o cu m e n ts   with   co m p lex   lay o u ts ,   f o n ts ,   o r   p o o r - q u ality   im ag es   is   d if f icu lt  to   b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 :   4 0 1 5 - 4 0 2 5   4016   r ec o g n ized .   Han d lin g   m u ltip l e  lan g u ag es,  v ar i o u s   f o n t  s ty les  an d   h an d wr itten   tex t  c an   b e  ch allen g in g .     Als o ,   OC R   ca n   b e  af f ec ted   b y   b ac k g r o u n d   n o is e  o r   clu tte r ,   wh ich   ca n   in te r f er e  with   th e  tex t  r ec o g n itio n   p r o ce s s .   Mo r e o v er ,   i m p lem e n tin g   OC R   ca n   b e  ex p en s iv e  an d   co m p lex ,   r eq u ir i n g   s p ec ialized   h ar d war e ,   s o f twar e,   an d   e x p er tis e.   T h is   p ap er   f o c u s es  o n   b u ild in g   a  s y s tem   to   r ec o g n ize  h an d wr itten   b asic  Ar ab ic  letter s ,   w h ich   co u ld   b e  v er y   u s ef u l  to   d ev elo p   an   Ar ab ic  wr itin g   to o l  as  an   alter n ativ e  to   th e  k ey b o ar d ,   as  s o m e  p eo p le  s till   p r ef er   to   wr ite  b y   h an d .   Han d wr itten   Ar ab ic  tex t  h as  u n iq u e  tech n ical  ch allen g es,  wh ich   h av e  b ee n   m o r e  r ec e n tly   ad d r ess ed .   Nu m er o u s   im ag e  ty p es  h av e  b ee n   th e  s u b ject  o f   d if f er en t  p r o p o s ed   an d   ap p li ed   m eth o d s .   T h er e   ar e  2 8   letter s   in   th e  Ar ab ic  al p h ab et,   an d   1 5   o f   th em   h av e  v ar ied   s h ap es.  T h e  s h ap e  o f   s o m e  ch ar ac ter s   is   s im ilar ,   b u t  th e  d if f er en ce   ar is es  wi th   th e  p o s itio n   an d   n u m b er   o f   d o ts ,   wh eth er   ab o v e  o r   b elo w  th e   ch ar ac ter s .   Ad d itio n ally ,   a   g r o u p   o f   two   p o in ts   ca n   b e  wr i tten   as  o n e   o r   two   co n n ec ted   co m p o n en ts   a n d   a   g r o u p   o f   th r ee   p o i n ts   ca n   b e  wr itten   as  o n e,   two ,   o r   th r ee   co n n ec ted   c o m p o n en ts ,   d ep e n d in g   o n   th e  s ty le  o f   wr itin g .   I t  ca n   b e  co n s id er e d   th at  r ec o g n itio n   p r o ce s s   in clu d es  th r ee   g en er al  s tag es.  First ly ,   p r e - r ec o g n itio n ,   wh ich   in v o lv es  im ag e  p r o ce s s in g   to   en h an ce   th e  q u ality   o f   th e  im ag e  to   m ak e  it  s u itab le  f o r   OC R .   I t  in clu d es  n o is e  r ed u ctio n ,   b in ar izatio n ,   s k ew  co r r ec tio n ,   an d   n o r m aliza tio n .   Seco n d ly ,   r ec o g n itio n   its elf ,   th e  co r e  o f   OC R   wh er e  th e  ac tu al   r ec o g n itio n   o f   c h ar ac ter s   tak es  p la ce .   T h is   ca n   b e   d o n e   u s in g   o n e  o f   two   p r im a r y   m eth o d s :  p atter n   r ec o g n itio n ,   wh er e   th e  s y s tem   c o m p ar es   th e  tex t  i n   th e   im ag e   with   a   d atab ase  o f   k n o wn   p atter n s ,   an d   f ea tu r e  ex t r ac tio n ,   wh er e  th e  s y s tem   d ec o m p o s es  th e  ch ar ac ter s   in to   f ea tu r e s   ( lik e  lin es,  lo o p s ,   an d   in te r s ec tio n s )   an d   m atc h e s   th em   to   k n o wn   ch ar ac ter   f e atu r es.  I n   th e   f in al   s tag e,   th e   er r o r s   a r e  co r r ec ted ,   th is   s tep   in v o lv es  u n d e r s tan d i n g   th e  c o n tex t  an d   tex t  is   f o r m atted   in to   r ea d ab le  tex t  [ 6 ] .  Faizu llah   et  a l.  [ 4 ]   p r esen ted   th e   f ir s t  o m n i   f o n t   OC R ;  th is   s y s tem   co u ld   r ec o g n ize  s tan d ar d   f o n ts .   W h en   d ea lin g   with   Ar a b ic   OC R ,   th e  s y s tem   n ee d s   to   r ec o g n ize  cu r s iv e  s cr ip ts ,   wh ich   is   a  m o r e  co m p lex   p r o b lem ,   wh er e  d ea lin g   with   letter   s h ap er   is   m o r e  ad v an ce d .   Kasem   et  a l.  [ 7 ]   was  ap p lied   th e  OC R   to   Ar ab ic  n ewsp ap er s   h ea d lin es;   th is   is   d o n e  b e  an aly zi n g   s u b - wo r d s .   Al - Yo u s ef i  an d   Ud p a   [ 8 ]   u s ed   B ay esian   class if icatio n   to   is o late  ch ar ac ter s   th r o u g h   m o m en ts   p r o jectio n .   W ith   th e  ad v an ce s   in   d ee p   l ea r n in g   A r ab ic  OC R   was  ap p lied   u s in g   th ese  m eth o d s ,   h en ce   th e   h an d lin g   o f   co n tex tu al  co m p l ex ity   is   m an ag ed .   L i  et  a l.   [ 9 ]   p r o p o s ed   an   OC R   b u ilt  o n   en d   to   en d   f ar m wo r k .   T h is   m eth o d   u s ed   v is io n   tr an s f o r m er s   f o r   h an d wr itin g   r ec o g n itio n ,   th is   s h o ws  t h e  b en ef its   o f   s eq u en cin g   with o u t  s eg m en tin g   th e  wo r d s .   Mo r tad i  et  a l.   [ 1 0 ]   in tr o d u ce d   AL NASI KH,   th is   m et h o d   r elay e d   o n   a   tr an s f o r m er - b ased   Ar ab ic  OC R   s y s tem   th e  s y s tem   u s e s   th e   tr an s f o r m er - b ased   o p tical  ch ar ac ter   r ec o g n itio n   ( T r OC R )   ar ch itectu r e  f o r   A r ab ic  tex t.  R ec en t  m eth o d s   u s ed   Ar ab ic - n o u g at  ex ten d ed   v is io n   T r OC R   to   m ar k d o w n   ex t r ac tio n ,   s h o w in g   th e   im p o r tan ce   o f   d o cu m en t - lev el  OC R   s y s tem s   f o r   Ar ab ic   tex t  u n d er s tan d i n g .   R ec en tly ,   e nd - to - en d   ar ch itectu r es  co m b in in g   o p tical  an d   co n tex tu al  r ec o g n itio n   s ig n if ican tly   im p r o v e d   th e   p er f o r m an ce   o f   OC R   in   Ar ab ic  h an d wr itin g   [ 1 1 ] .   T h e   in teg r ati o n   o f   lar g e  lan g u a g e  m o d els  ( L L Ms)   im p r o v ed   co n tex tu al  u n d er s tan d i n g   in   OC R   [ 1 2 ] .   T h e  m ain   c o n tr ib u tio n   o f   th i s   p ap er   is   to   b u ild   a  b asic  Ar ab ic  letter s   d ataset  an d   p r ep ar e  it  f o r   tr ain in g   a  co n v o lu tio n al  n e u r a l  n etwo r k   ( C NN)   [ 1 3 ] .   T h e  p r esen ted   wo r k   will  cr ea te  an   A r ab ic  letter   d ataset   co n tain in g   1 4 , 0 0 0   Ar a b ic  letter s   o b tain ed   f r o m   two   d if f er e n t  d atasets   to   ac h iev e  h ig h   d i v er s ity .   T h is   p r o ce s s   r eq u ir es  ad d itio n al  ef f o r t  in   th e  p r o ce s s   o f   m atch in g   th e   d if f er en t  ty p es  o f   d ata  f r o m   d if f er en t  s o u r ce s .   MA T L AB   R 2 0 2 1 a  will  b e  u s ed   to   p er f o r m   m o s t  o f   th e   im ag e  p r o ce s s in g   u n less   o th er   s o f twar e  is   r eq u ir ed .   Sectio n   4   o f   th is   p ap e r   will  p r esen t  a  d etailed   d escr ip tio n   o f   th is   p r o ce s s .   D ee p   n etwo r k   d esig n er ,   a  to o l  f r o m   MA T L AB ,   is   u s ed   to   b u ild   a   C NN  f r o m   s cr atch ,   c o n f i g u r e  its   lay er s ,   ad ju s t  th e  tr ain i n g   o p tio n s ,   an d   th en   tr ain   it o n   th e  d ataset.   T h e  r em in d er   o f   th e  p a p er   is   o r g an ized   as  f o llo ws .   S ec tio n   2  p r esen ts   th e  m et h o d o lo g y   u s ed   in   th e   p ap er .   Sectio n   3   p r esen ts   th e   co llectio n   an d   p r ep ar atio n   o f   t h e  d ataset  u s ed .   T h e   ex p e r im en ts   an d   r esu lts   ar e  g iv en   s ec tio n   4 .   T h e  c o n clu s io n   o f   th e   wo r k   is   p r esen ted   in   s ec tio n   5 .       2.   M E T H O D   T h e  p r o p o s ed   OC R   s y s tem   is   im p lem en ted   u s in g   d ee p   lear n in g   b ec au s e  o f   its   wid e ly   s p r ea d   ap p licatio n s   as  m en tio n ed   a b o v e.   T h e  m ain   ad v an tag e  o f   d ee p   lear n in g   is   th at  it  au to m atica lly   ex tr ac ts     th e  f ea tu r es  with o u t   an y   h u m an   s u p er v is io n .   Mo r e  s p ec if ic ally ,   th e  C NNs  wer e  u s ed ,   w h ich   ar e  a   r elativ ely   n ew  m eth o d   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   C NNs   d o   n o t  r eq u ir e  h u m an   in ter v en tio n   to   ex tr ac t  f ea tu r es  f r o m   th e  d ata.   I n s tead ,   f e atu r es  ar e   lear n ed   d ir ec tly   f r o m   t h e  d at a  d u r in g   th e  tr ain in g   p r o ce s s ,   r ed u cin g   th e  n ee d   f o r   m an u al  p r ep r o ce s s in g .   I n   f ac t,  th is   f ea tu r e  is   f o r   d ee p   lear n in g   tech n i q u es  in   g en er al.   C NN s   lear n   h ier ar ch ical  r ep r esen tatio n s   o f   d ata,   s tar tin g   f r o m   s im p le  f ea tu r es  ( lik e  d o ts   an d   lin es)  in   th e  in itial  lay er s   to   m o r e  co m p lex   f ea tu r es  ( lik e  s h ap es  an d   o b jects)  in   d ee p er   lay e r s .   T h is   allo ws  C N Ns  to   ef f ec tiv ely   ca p tu r e  co m p lex   p atter n s   in   d ata  lik e  im ag es   an d   v id e o s .   Fig u r e  1   p r esen ts   t h e  d if f er e n t la y er s   in v o lv ed   i n   b u ild in g   a  C NN.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       C la s s i fyin g   A r a b ic  h a n d w r itin g   u s in g   co n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r k   ( A n a s   Qu teis h a t )   4017       Fig u r e  1 .   Hier ar c h ical  s tr u ctu r e  o f   C NNs       C NNs   also   r eu s e  th e  s am e  f i lter s   ac r o s s   th e  en tire   im ag e,   wh ich   cu ts   d o wn   s ig n if ican t ly   o n   th e  n u m b er   o f   p ar am eter s   th at  n ee d   to   b e  lear n ed   c o m p ar e d   to   tr ad itio n al  n e u r al  n etwo r k s .   T h an k s   to   th eir   p o o lin g   lay er s ,   t h ey   ca n   r ec o g n ize  p atter n s   n o   m atter   w h er e  th e y   ap p ea r   i n   th e   im a g e  a  f ea tu r e  t h at's   esp ec ially   u s ef u l  f o r   task s   lik e  o b ject   d etec tio n   an d   im a g e  class if icatio n .   Po o lin g   also   s h r in k s   th e   s ize  o f   th e   d ata  r ep r esen tatio n s ,   wh ich   lo wer s   co m p u tatio n al  co m p lex it y   an d   b o o s ts   ef f icien c y .   An o t h er   k e y   a d v an ta g e  is   p ar alleliza tio n :  b ec au s e  o f   h o w  C NNs  ar e  s tr u ctu r ed ,   th e y   ca n   p r o ce s s   m u ltip le  p ix els  at  o n ce ,   lead in g   to   f aster   tr ain in g   c o m p a r ed   to   m eth o d s   th at  h an d le   d ata  s eq u en tially .   T h is   b ec o m es  a  m a jo r   ad v a n tag e  wh en   wo r k in g   with   lar g e  d atasets   [ 1 6 ] .   Desp ite  th eir   m an y   f ea tu r es,   C NNs  also   f ac e  s o m e  c h allen g es,  s u ch   as  th e   n ee d   f o r   la r g e  d atasets .   Ach iev in g   h ig h   p e r f o r m an ce   in   C NNs  r eq u ir es  m ass iv e  d ata s ets,  b u t  co llectin g   an d   lab elli n g   th ese   d atasets   is   o f ten   co s tly   an d   tim e - co n s u m in g ,   esp ec ially   in   s ce n ar io s   w h er e  th e  d ata  is   s ca r ce   o r   ex p en s iv e  to   o b tain .   A   m eth o d   to   o v e r co m e  th is   ch al len g e  is   d ata  au g m en tatio n ,   wh ich   is   th e  p r o ce s s   o f   ar tific ially   in cr ea s in g   th e   s ize  an d   d iv er s ity   o f   th e  tr ain i n g   d ataset  b y   s u b jectin g   it  to   s o m e  tr an s f o r m atio n s   s u ch   as  r o tatin g   im ag es  b y   s m all  an g les,  r a n d o m l y   c r o p p in g   p o r tio n s   o f   im ag es,   f lip p i n g   im ag es   alo n g   th e   h o r izo n tal   ax is ,   an d   ch a n g in g   im ag e  b r ig h t n ess   an d   co n tr ast.   T h is   r ed u ce s   th e  r is k   o f   o v er f itti n g   b y   p r e v en tin g   th e  m o d el   f r o m   m em o r izin g   s p ec if ic  d ata  p atter n s .   T h e  q u a lity   o f   th e  d ata  is   also   im p o r ta n t,  n o t  ju s t  th e  q u an tity ,   as  C NNs  ar e  s en s itiv e  to   s m all  v ar iatio n s   in   in p u t  d ata,   wh ich   ca n   lea d   to   s ig n if ican t   ch an g es  in   o u tp u t  an d   a f f ec t  th e  ac cu r ac y   if   th e   im ag es  ar e  b lu r r y   o r   n o is y .   T h is   also   lead s   to   o v er f itti n g ,   wh er e  th e   m o d el   lear n s   s p ec if ic  d etails  o r   n o is e  i n   th e  tr ain in g   d ata,   r esu ltin g   i n   p o o r   p er f o r m an ce   o n   u n s ee n   o r   test   d ata,   esp ec ially   wh en   t r ain ed   o n   s m all  o r   n ar r o w  d atasets .   Dr o p o u t  is   a  r eg u lar izatio n   tech n iq u e  t h at  r ed u ce s   o v er f itti n g   b y   "d r o p p in g "  ( d is ab lin g )   a   r an d o m   s u b s et  o f   n eu r o n s   with   a  ce r tain   p r o b ab ilit y   d u r in g   ea ch   tr ain in g   iter atio n .   T h is   f o r ce s   th e  n etwo r k   to   lear n   m o r e  r o b u s t  an d   g en e r alize d   f ea tu r es  r ath er   th an   r e ly in g   o n   s p ec if ic   n e u r o n s   [ 1 7 ] .  Af ter   th e   d ata   co llectio n   p h ase,   an o th er   ch a llen g e  ar is es,  wh ich   is   th e  h ig h   co m p u tatio n al  co s t.  T r ain in g   C NN  m o d els  r eq u ir es  s ig n if ican t  co m p u tati o n al  p o wer   d u e  to   th e  lar g e  n u m b er   o f   o p er atio n s   in v o l v ed ,   p ar ticu lar ly   wh en   d ea lin g   with   lar g e  d atasets   a n d   d ee p   ar ch itectu r es.  T h is   ca n   lead   to   lo n g   tr ain in g   tim e s   an d   th e  n ee d   f o r   s p ec ialized   h ar d war e,   s u ch   as  GPU s .   T h e  ad v en t  o f   a d v an ce d   co m p u tin g   tech n o l o g ies  s u ch   as  clo u d   co m p u tin g   a n d   p ar allel  c o m p u tin g   p r o v id es   ef f ec tiv e   way s   t o   o v er co m e   th is   c h allen g e.   An o th er   s o lu tio n   is   to   u s e  tr an s f er   lear n in g   tech n iq u es  to   im p r o v e  p er f o r m an ce   u s in g   p r e - tr ai n ed   m o d els  [ 1 8 ] .   T h er e  ar e  also   s o m e   less   s ig n if ican t  ch allen g es  s u ch   as  th at  C NNs  ar e  o f ten   c o n s id er ed   " b lack   b o x es",  m a k in g   it  d i f f icu lt  t o   in ter p r et  h o w  t h ey   ar r iv e  at  s p ec if ic  d ec is io n s .   T h is   lack   o f   tr an s p ar en c y   ca n   b e  a  s ig n i f ican t  d r awb ac k   in   ap p licatio n s   wh er e   u n d er s tan d in g   th e   m o d el' s   r ea s o n in g   i s   cr u cial   [ 1 9 ] .   I t  is   also   wo r th   n o tin g   th at   it  is   s o m etim es  a  g o o d   id ea   to   in teg r ate  C NNs  with   r ec u r r en t  n eu r al  n etwo r k s   ( R NNs )   to   im p r o v e  h an d lin g   o f   s eq u en tial d ata  s u ch   as c o n n ec ted   tex t  [ 2 0 ] .   T h e  ar ch itectu r e  o f   C NNs  co n s is t s   o f   a  s eq u en ce   o f   la y er s   t h at  wo r k   to g eth e r   to   p r o ce s s   in p u ts   an d   p r o d u ce   o u tp u ts .   T h e  i n p u t   lay er   f ir s t  r ec eiv es  th e   r aw  im a g e  ( th e   m ain   ty p e   o f   in p u t  d a ta)   p r o v id ed   to   th e   m o d el.   T h is   lay er   s im p ly   p ass es th e  im ag e  to   th e  n ex t la y er   with o u t a n y   co m p u tatio n s ,   b u t   it m u s t b e  ad ju s ted   to   ac co m m o d ate  th e  im ag e  p r o p er ties   ( s u ch   as  h eig h t,  wid th ,   an d   n u m b er   o f   ch a n n els)  as  th ese  p r o p er ties   m u s t  b e  u n if o r m .   T h e n ,   th e  i m ag e  is   f ed   in to   th e  co n v o lu ti o n   lay er ,   wh ich   p er f o r m s   a  co n v o lu tio n   o p er atio n   b etwe en   th e  im ag e  an d   o n e  o r   m o r e  f ilter s   ( also   ca lled   k er n els)  to   r esu lt  in   a  f ea tu r e  m ap   co n tain in g   th e   au to m atica lly   ex tr ac ted   f ea tu r es.  T h e  in p u t  im ag es  ca n   h av e  o n e  o r   m o r e  ch an n els,  an d   th e  f ilter s   h av e  t h e   s am e  n u m b er   o f   c h an n els  ( ea ch   f ilter   h as  a  ch a n n el  f o r   ea c h   ch an n el  in   th e  i n p u t  im a g e) .   T h e  im ag e  a n d   th e   f ilter ,   m ea n in g   ea ch   ch an n el  in   th e  im ag e  with   its   co r r esp o n d in g   ch a n n el  in   th e  f ilter ,   ar e  co n s id er ed .   B o th   th e  im ag e  an d   th e  f ilter   ar e  tr ea ted   as  two - d im en s io n al  m atr ices,  wh er e  th e  im ag e  m at r ix   r ep r esen ts   p ix el   v alu es,  an d   th e  f ilter   m atr i x   c o n tain s   weig h t  v alu es.  T h e  f il ter   m atr ix   is   ty p ically   m u ch   s m aller   in   h eig h t  an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 :   4 0 1 5 - 4 0 2 5   4018   wid th .   I n   th e  co n v o lu tio n   o p er atio n ,   th e  f ilter   s lid es  o v er   th e  im ag e  o n e  s tr id e  at  a  tim e  f r o m   th e  b eg in n in g   o f   th e  im ag e  ( t h e  to p - lef t  co r n er )   to   th e  e n d   o f   th e   r o w,   th en   s tar ts   ag ain   f r o m   th e  b eg in n in g   o f   th e  r o w  o n e   s tr id e  b elo w  th e  p r e v io u s   p o s itio n ,   an d   s o   o n   u n til it h as g o n e   th r o u g h   th e  e n tire   im ag e  as sh o wn   in   F ig u r e   2 .           Fig u r e  2 .   T h e  p o s itio n s   o f   a  3   ×   3   f ilter   o n   a  5   ×   5   im ag e   with   a  2   ×   2   s tr id e       T h is   r eq u ir es  p r ec is io n   i n   ca lc u latin g   th e  d im e n s io n s   o f   b o t h   th e  f ilter   an d   th e  s tr id e  s o   t h at  th ey   f it  th e  in p u t   im ag e  d im en s io n s .   Ass u m in g   th at  th e  d im e n s io n s   o f   th e   in p u t  im ag e  a r e  ℎ   ×  ,   th e  d im en s io n s   o f   th e  f ilter   ar e   ℎ   ×  ,   an d   th e  d im e n s io n s   o f   th e   s tr id e  ar e   ℎ   ×  ,   th e   f ea tu r e  m ap   will  b e   a  ℎ ×    m atr ix   as sh o wn   in   ( 1 )   an d   ( 2 ).     ℎ = ℎ − ℎ ℎ + 1   ( 1 )     = − + 1   ( 2 )     T h ese  two   am o u n ts   m u s t  b e  n atu r al  n u m b er s .   Oth er wis e,   p a d d in g   th e   in p u t  im a g e  m ay   b e   n ee d ed   ( c h an g e   its   d im en s io n s   b y   ad d i n g   ze r o s   ar o u n d   it).   Ad d itio n ally ,   ea c h   s tr id e  d im en s io n   m u s t  n o t  b e  g r ea ter   th an   its   co r r esp o n d in g   f ilter   d im e n s io n   to   en s u r e  th at  all  p ar ts   o f   th e  in p u t  im a g e  ar e   p ass ed   th r o u g h .   E ac h   e n tr y   in   th e  m en tio n e d   m atr ix   co r r esp o n d s   ( in   o r d e r )   to   o n e  o f   th e   p o s itio n s   th r o u g h   wh ic h   th e  f i lter   p ass es.  At  ea ch   p o s itio n   th e   f ilter   p ass es  th r o u g h   d u r in g   its   s tr id in g ,   a n   en t r y   wis e  p r o d u ct  is   p er f o r m ed   b et wee n   th e   f ilter   a n d   th e  co r r esp o n d i n g   p atch   o f   t h e  im ag e.   T h e  e n tr y   wis e  p r o d u ct  o p e r atio n   b etwe en   two   m atr ices  o f   id e n tical   d im en s io n s   is   p er f o r m ed   as  ( 3 ) .     [ 11 12 13 21 22 23 31 32 33 ] ° [ 11 12 13 21 22 23 31 32 33 ] = [ 11 11 12 12 13 13 21 21 22 22 23 23 31 31 22 22 33 33 ]   ( 3 )     T h en ,   all  th e  v alu es  r esu ltin g   f r o m   th e  e n tr y   wis e  p r o d u ct  o p er atio n s   ar e  s u m m e d   with   a  d if f er en t  v alu e  f o r   ea ch   f ilter ,   ca lled   t h e  b ias,  to   p r o d u ce   th e   co r r esp o n d in g   en t r y   o f   t h e  f ea t u r e   m ap .   So ,   if   X   is   th e  i n p u t   im ag e,   W   is   th e  f ilter ,   an d     is   th e  b ia s ,   th en   ev er y   en tr y   o f   t h e  f ea tu r e  m ap   Y  is   co m p u ted   as sh o w n   in   ( 4 ).      = ∑ ( ( , , ) ( + , + , ) ) + , ,   ( 4 )     T h e  o u tp u t  o f   t h e  co n v o l u tio n   lay er   is   a   s et  o f   f ea tu r e   m ap s ,   o n e   f o r   ea ch   f ilter .   T h ese  f ea tu r e  m ap s   h ig h lig h t  th e  d if f er e n t  lear n e d   f ea tu r es  f r o m   th e  in p u t  im ag e.   On   th e  o t h er   h a n d ,   th e  f ilter s   ar e  lear n ab le   p ar am eter s   ( lik e  weig h ts   in   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   o r   ANNs) .   T h e  m u ltip le  f ilter s   lea r n   d if f er en t  p atter n s   ( d etec t  d if f er en t  f ea tu r es).   T h e  co n v o l u tio n   lay er   is   f o llo wed   b y   an   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   wh ich   is   a  m ath em atica l  f u n ctio n   ap p lied   o n   t h e  o u tp u t  o f   th e  c o n v o lu tio n   lay e r   to   in tr o d u c e  n o n - lin ea r ity   in to   th e   m o d el,   e n ab lin g   it  to   lea r n   m o r e  co m p lex   p atter n s .   On e   co m m o n   ac tiv ati o n   f u n ctio n   u s ed   in   C NNs  is   th e  r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U) ,   wh ich   r ed u ce s   th e  co m p u tatio n a l lo ad   b y   ac tin g   as sh o wn   i n   ( 5 ).      ( ) = ma x ( 0 , )   ( 5 )     An o th er   im p o r tan t  o n e  is   th e   s ig m o id   ( ) ,   wh ich   is   u s ed   in   th e  co n te x t  o f   b in ar y   class if icatio n   an d   p r o b a b ilis tic  in ter p r etatio n s   task s ,   wh er e  it tr an s f o r m s   its   in p u t in to   an   o u tp u t in   r an g e  o f   0   to   1 ,   b ased   o n   ( 6 ).     ( ) = 1 1 + −   ( 6 )     Of   co u r s e,   th e   in p u ts   to   th ese  f u n ctio n s   a r e  th e   f ea tu r e  m a p s   f r o m   th e   p r e v io u s   c o n v o lu tio n   lay er s ,   wh ich   a r e   m atr ices.  So ,   th ese  f u n ctio n s   ar e  ap p lie d   to   ea ch   en tr y   o f   t h e  in p u t  m atr i x .   T h e  o u tp u t   i s   th en   p ass ed   to   th e   p o o lin g   la y er ,   wh ich   r e d u ce s   th e  s ize  o f   th e  d ata  to   d ec r ea s e  th e  co m p lex ity   o f   th e  m o d el  an d   in cr ea s e  its   ef f icien cy   an d   r esis tan ce   to   s m all  v ar iatio n s   in   th e  i n p u t  i m ag es.  Ma x   p o o lin g ,   wh ich   s elec ts   th e  m ax im u m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       C la s s i fyin g   A r a b ic  h a n d w r itin g   u s in g   co n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r k   ( A n a s   Qu teis h a t )   4019   v alu e  f r o m   a  s p ec if ic   r eg io n   ( ca lled   a  win d o w) ,   is   co m m o n l y   u s ed .   T h e  co n ce p t  o f   s tr id e  is   also   p r esen t  h er e   with   th e  o n ly   d if f er e n ce   b ein g   th at  th e  win d o w  r ep lace s   th e  f ilter   as sh o wn   in   F ig u r e  3 .           Fig u r e  3 .   Ma x   p o o lin g   with   a  2   ×   2   win d o w  an d   a  2   ×   2   s tr id e       A  s eq u en ce   o f   c o n v o lu tio n   la y er ,   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   an d   p o o lin g   lay er   is   u s u ally   r ep e ated   m o r e   th an   o n ce   in   C NNs,  im m ed iately   af ter   th e  in p u t  lay er .   B u t  in s tead   o f   th e  r aw  im ag es,  th e  in p u t  o f   ea ch   s u b s eq u en t  c o n v o lu tio n   lay er   is   th e   o u tp u t  o f   its   p r ev io u s   lay er ,   wh ich   will  b e   o n e  o r   m o r e  f ea tu r e   m ap s .   Ad d itio n ally ,   m u ltip le  f ea t u r e  m ap s   ar e   tr ea ted   as  ch a n n els  o f   a   s in g le  i n p u t   im ag e  wh en   f ed   in to   a  co n v o l u tio n   lay er .   Af ter   th em   co m es  th e  r o le  o f   th e  f latten in g   lay er   to   c o n v e r t  th e  m u lti - d im en s io n al  in p u t   m atr ices  in to   v ec to r s .   T h is   la y er   m ay   b e  co m b in ed   with   th e  n ex t  lay er ,   wh ich   is   th e  f u ll y   co n n ec ted   lay er .   T h e  f u lly   co n n ec ted   lay er   p r o ce s s es  a  f latten ed   v ec to r   f o r   class if icatio n   o r   d ec is io n - m ak in g   b ased   o n   t h e  ex tr ac ted   f ea tu r es.  So ,   it  is   u ti lized   as  a  class if ier   in   class if i ca tio n   m o d els.  I n s id e  th is   lay er ,   ev er y   n e u r o n   is   co n n ec ted   t o   ev er y   n eu r o n   in   t h e  p r ev i o u s   lay er   as sh o wn   in   Fig u r e  4 .           Fig u r e  4 .   T h e  f u lly   co n n ec ted   lay er       If    is   th e  n u m b er   o f   n eu r o n s   o f   its   p r ev io u s   lay er ,     is   th e  n u m b er   o f   its   n eu r o n s ,   X1   ×     is   it s   in p u t  m atr ix ,   W   ×     is   its   weig h t  m atr ix   ( wh er e  ea ch   r o w  co n tain s   th e  weig h ts   th at  c o n n ec t  o n e  n e u r o n   f r o m   th e  p r ev io u s   lay er   to   all  n eu r o n s   o f   th e  c u r r en t  lay e r   i n   o r d e r ) ,   B 1   ×     is   its   b ias  m atr ix ,   an d   Y1   ×     is   its   o u tp u t m atr ix   as sh o wn   i n   ( 7 ) .     =  +   ( 7 )     T h e  n u m b er   o f   n eu r o n s   in   a   f u lly   co n n ec ted   lay er   d ep en d s   o n   th e  task   ( class if icatio n   o r   r eg r ess io n ) .   I n   class if icatio n   m o d els,  th is   n u m b er   m u s t  b e  eq u al  to   th e  n u m b er   o f   class es  in   th e  m o d el,   s o   th at  its   o u tp u t  is   a   s et  o f   v alu es,  o n e  f o r   ea ch   class .   T h e  s o f tm ax   f u n ctio n   th en   co n v er ts   th ese   v alu e s   in to   p r o b a b ilit ies    ( v alu es  b etwe en   0   an d   1 ,   s u c h   th at  th eir   s u m   eq u als  1 )   r ep r esen tin g   th e  lik elih o o d   o f   e ac h   class   g iv en   th e   in p u t.  I f      is   th e  th   o r ig in al  v alu e  ( o f   th e  f u lly   co n n ec ted   l ay er )   as sh o wn   in   ( 8 ) .       ( ) = ∑   ( 8 )     T h e  o n ly   task   lef t  f o r   th e  last   lay er ,   th e  o u tp u t  lay er ,   is   to   d eter m in e  th e  m o s t  lik ely   class   ac co r d in g   to   th e  p r o b a b ilit ies  co m p u ted   b y   th e   p r ev i o u s   f u n ctio n   ( th e  p r ed ictio n   f o r   th e  g iv en   i n p u t  im ag e) .   E v er y th in g   m en tio n ed   s o   f a r   is   ab o u t  wh at  is   ca lled   f o r war d   p r o p ag ati o n ,   wh e r e  d ata  p r o p ag ates  f r o m   th e  i n p u t   lay er   t o   th e  o u tp u t  lay er   f o r   p r ed ict io n .   B u t  f o r   tr ain in g   p u r p o s es,  an o th er   ty p e  o f   d ata  p r o p a g atio n   ca lled   b ac k p r o p ag atio n   is   n ee d ed .   B ac k p r o p ag atio n   is   u s ed   to   u p d ate  th e  weig h ts   an d   b iases   b as ed   o n   th e  d if f e r en ce   b etwe en   p r ed icted   v alu es  a n d   ac tu al  v alu es.   Du r in g   tr ain i n g ,   th e   in p u t   im ag e   is   f ir s t  p ass ed   th r o u g h   f o r war d   p r o p a g atio n ,   w h ich   o u tp u ts   a  p r ed icted   v alu e  f o r   t h e  in p u t.  T h en   th e   lo s s   is   ca lcu lated   u s in g   a  l o s s   f u n ctio n   t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 :   4 0 1 5 - 4 0 2 5   4020   m ea s u r e  th e  d if f er e n ce   b etwe en   th e  p r ed icted   v alu e   an d   th e  ac tu al  v alu e .   T h e   lo s s   f u n ctio n   d e p en d s   o n   t h e   task ,   b u t  a  co m m o n   v e r s io n   f o r   class if icatio n   task s   is   th e   cr o s s - en tr o p y   l o s s .   I f     is   t h e  p r ed icted   v alu e   ( p r o b a b ilit y )   o f   th e  tr u e   class   o f   an   in p u t im ag e ,   th en   t h e  cr o s s - en tr o p y   lo s s   L   is   ca lcu lated   as sh o wn   in   ( 9 ) .     = − ∑ = 1 l og ( )   ( 9 )     wh er e  C   is   th e  n u m b er   o f   class es  ( 2 8   clas s es),     is   1   f o r   co r r ec t  class es  an d   0   o th er wis e,   an d     is   th e  m o d el’ s   p r ed icted   p r o b ab ilit y   f o r   class   i.  Af ter   th e  lo s s   is   ca l cu lated ,   th e  g r ad ien ts   ar e  ca lcu lated   in   ea ch   lay er   u s in g   th e  d if f er e n tiatio n   to   m e asu r e  th e  im p ac t  o f   ch an g in g   t h e  weig h ts   o n   th e  lo s s ,   an d   th en   d is tr ib u te  th ese  ch an g es  to   th e  p r ev io u s   lay e r s ,   wh ich   is   ca lled   b ac k p r o p ag atio n .   Fin ally ,   an   o p tim iza tio n   alg o r ith m   lik e  s to ch asti c  g r ad ien t  d escen t  ( S GD)   o r   A d am   is   u s ed   to   u p d a te  th e  weig h ts   b ased   o n   th e   g r ad ien ts   ca lcu lated   d u r in g   b ac k p r o p a g atio n .   I f   ω o   is   th e  o ld   weig h t,  ω   is   th e  n ew  weig h t,    is   a  f ac to r   ca lled   th e  lear n in g   r ate ,   an d   L   is   th e  lo s s ,   th en   t h e  u p d ate  f o r m u la  u s in g   SGD  is   as s h o wn   in   ( 1 0 ) .     = 0 − (  ω o )   ( 10 )     T h is   p r o ce s s   is   r ep ea ted   with   ea ch   b atch   ( s et  o f   s am p les)  o f   th e  tr ain in g   d ata,   g r ad u ally   i m p r o v i n g   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e  m o d el  th r o u g h   m u ltip le  iter atio n s   b y   m in im izin g   th e  lo s s .   I n s tead   o f   p ass in g   th e  en tire   tr ain in g   d ataset  th r o u g h   th e  n etwo r k   at   o n ce   ( wh ic h   is   c alled   an   e p o ch ) ,   th e  d ata   is   d iv id ed   in to   s m aller   g r o u p s   ( b at ch es ) .   T h e   w ei g h ts   ar e  u p d ate d   a f te r   p r o c ess i n g   e a ch   b at ch   b ase d   o n   t h e   a v e r a g e  lo s s   o f   th e  s am p l es   in   t h at  b a tc h .   T h is   ap p r o ac h   s p e ed s   u p   t r ai n i n g   a n d   r e d u c es  m em o r y   u s a g e .   A d d iti o n al ly ,   p er f o r m an ce   is   ev alu ated   o n   a  d ataset  ( ca lled   a  v alid atio n   d ataset)   s ep ar ate  f r o m   t h e  tr ain in g   d ata.   T h is   ca n   b e  d o n e  s ev er a l   tim es d u r in g   o r   af ter   t r ain in g   a n d   h elp s   m o n ito r   t h e  g en e r aliza tio n   ab ilit y   an d   p r ev en t o v er f itti n g .       3.   DATAS E T   DE SCRI P T I O N   T h e  d ata  u s ed   is   ca r ef u lly   c o llected   to   ac h iev e  r an d o m n ess   an d   b alan ce   f r o m   two   d atasets ,   "Ar ab ic  h an d wr itten   alp h ab ets,  wo r d s ,   an d   p ar ag r a p h s "  ( AHAWP )   [ 2 1 ]   an d   "Ar ab ic  h a n d wr itten   ch ar ac ter   d atab ase"   ( AHCDB )   [ 2 2 ] .   I n   th e  f ir s t  d ataset,   th e  s am p les  ar e  d iv id ed   b y   th e  u s er s   ( wr iter s ) ,   b u t  it   d o es  n o t  co v er   th e     2 8   b asic  Ar a b ic  letter s   ( wh ich   th e   m o d el  aim s   to   r ec o g n ize) .   I t  co v er s   o n l y   1 8   o f   th em   with   ab o u t  8 2 0   im a g es   f r o m   8 2   u s er s ,   an d   a  to tal  o f   1 4 , 7 4 0   im ag es.  On   th e  o th er   h an d ,   th e  s ec o n d   d ataset  co v e r s   all  2 8   letter s   with   7 5 0   im ag es  f o r   ea ch   letter ,   f o r   a  to tal  o f   2 1 , 0 0 0   im ag es,  b u t  it  is   le s s   d iv er s e  as  it  s ee m s   to   b e  m ad e  b y   f ewe r   u s er s .   So ,   to   ad d   s o m e   d iv er s ity   to   o u r   c o llectio n ,   a n d   to   m ak e   it  in clu d e  all  2 8   letter s ,   f o r   ea ch   letter ,     2 5 0   im a g es  wer e  s elec ted   b elo n g in g   to   5 0   u s er s   f r o m   AHAWP   an d   an o th er   2 5 0   f r o m   AHCD B ,   m ak in g   a   co llectio n   o f   5 0 0   im ag es  p e r   letter   f o r   th e  f ir s t  1 8   letter s   a n d   5 0 0   im ag es  f r o m   th e  AH C DB   f o r   th e  o th er     1 0   letter s .   T h e  to tal  n u m b e r   o f   im ag es wa s   1 4 , 0 0 0   im ag es.    Sin ce   th e  im ag es  ca m e  f r o m   d if f er en t  s o u r ce s   im ag e  p r e p r o ce s s in g   s tag e  was  r eq u ir ed .   First  th e   im ag es  wer e  s ep ar ated   in to   f o l d er s ,   ea ch   n am e d   af ter   t h e  Ar a b ic  letter   th at  th e  f o l d er   co n tain s   its   im ag es.  T h e  im ag es  d if f er   in   f o r m at  b etwe en   th e   two   d atasets ,   b ein g   PN G  f o r m atted   in   AHAWP ,   an d   B itm ap   f o r m atted   in   HACD B .   So ,   th e  s ec o n d   s tep   af ter   co llectin g   th e  im ag e s   was  to   u n if y   th eir   f o r m at,   a  p r o g r am   ca lle d   I r f an View   was  u s ed   to   co n v er t  all  th e  im a g es  in   th e  c o llectio n   to   PNG  f o r m at  n u m b e r ed   f r o m   0 0 0   to   4 9 9   f o r   ea ch   letter .   I n   ad d itio n ,   th e  i m ag es  o f   AHAWP   ar e  g r ay s ca le  an d   ar e   ch an g ed   in to   b i n ar y   im ag es  u s in g   MA T L AB .   Nex t,  th e   em p ty   wh ite  s p ac es  ar o u n d   th e   im a g es  ar e  c r o p p ed   to   m ak e   th e m   s m aller   in   s ize.     Fig u r e  5   s h o ws th e  s tep s   in v o lv ed   in   b u ild in g   th e  d ataset.           Fig u r e  5 .   Step s   in v o lv ed   in   b u ild in g   th e  d ataset   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       C la s s i fyin g   A r a b ic  h a n d w r itin g   u s in g   co n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r k   ( A n a s   Qu teis h a t )   4021   I t  is   p r ef er ab le  ( b u t  n o t  r e q u i r ed )   th at  th e  in p u t  im ag es  ar e   s q u ar e.   T h er ef o r e,   p ad d in g   e ac h   im ag e  with   em p ty   an d   b alan ce d   wh it e  s p ac es  eith er   f r o m   th e  r ig h t a n d   lef t  ( if   th e  h eig h t  is   g r ea te r   th an   th e   wid th )   o r   f r o m   th e   to p   a n d   b o tto m   ( i f   th e  wid th   is   g r ea ter   th a n   th e  h ei g h t)   wh ile  leav in g   th e  s q u a r e  im ag es  as  th ey   ar e   with o u t  ch a n g e.   Fin ally ,   th e   i m ag es  wer e  d o wn s ized   to   ju s t  2 8   ×  2 8   p ix els  to   r ed u ce   th e   c o m p u tatio n al   p o wer   n ee d ed   to   tr ain   th e  m o d el  in   a  r ea s o n ab le  tim e.   Ad d itio n ally ,   th is   ty p e  o f   im ag e  d o e s   n o t  r eq u ir e  h ig h   r eso lu tio n ,   as th e  lar g est im ag e  s ize  b ef o r e  d o wn s izin g   was  3 4 8   ×  3 4 8   ( an   e x ag g er ated   s ize  f o r   ju s t le tter s ) .       4.   I M P L E M E NT A T I O N  A ND  RE SU L T S   T h e  C NN  was  b u ilt  an d   tr ain ed   f r o m   s cr atch ,   f o r   t h is   p u r p o s e,   th e  d ee p   n etwo r k   d esig n er   was  u s ed ,   an   ap p licatio n   in   MA T L AB   R 2 0 2 1 a.   T h is   to o l  o f f e r s   an   in ter ac tiv e  en v ir o n m en t  f o r   d e s ig n in g ,   an aly zin g ,   an d   tr ain in g   d ee p   lear n in g   m o d els  o n   an   ea s y - to - u s e  g r ap h ical  in ter f ac e.   T h e  d atase t  was  d iv id ed   in to     two   s ets,  8 0 %  o f   th e   d ata  was   u s ed   f o r   tr ain in g   an d   2 0 %  w as  u s ed   f o r   test in g .   T h e   d iv is io n   o f   th e   d ata   was  d o n e  e q u ally   am o n g   all  class es.   T h e  n etwo r k   b u ilt  co n s is ts   o f   an   in p u t  lay er   t h at  r ec eiv es  s in g le - ch an n el  im a g es  o f   2 8   ×  2 8   s ize   ( ac co r d in g   to   th e   c o llectio n   i m ag es),   f o llo wed   b y   a   co n v o l u tio n   lay e r   with   two   5   ×  5   f ilter s   an d   a   2   ×  2   s tr id e,   f o llo wed   b y   a  R eL U  ac tiv atio n   f u n ctio n ,   a n d   th e n   a  m a x   p o o lin g   lay e r   with   a  2   ×  2   win d o w.   T h e n   ag ain ,   a   co n v o l u tio n   lay er   b u t  with   f o u r   5   ×  5   f ilter s   an d   th e  s am e  2   ×  2   s tr id e,   f o llo wed   b y   a  R eL U  ac tiv atio n   f u n ctio n   a n d   th e n   a  m ax   p o o l in g   lay er   with   th e  s am e  2   ×  2   win d o w.   T h e n   co m es  th e  f u l ly   co n n ec ted   lay er   with   2 8   n eu r o n s   ( Ar ab ic  letter s ) ,   f o llo wed   b y   a  s o f tm ax   lay e r   an d   f in ally   th e  o u tp u t  lay er .   Fig u r e  6   s h o ws  th e   C NN  n etwo r k   u s ed   to   class if y   th e  d ataset  an d   T a b le  1   s h o ws   th e  d etails o f   ea ch   la y er   u s ed .             Fig u r e  6 .   T h e  C NN  u s ed   to   cl ass if y   th e  d ataset       T ab le  1 .   Deta ils   th e  lay er   c o ef f icien ts   La y e r   t y p e   O u t p u t   s i z e   P a r a me t e r s   A c t i v a t i o n   I n p u t   28   ×   28   ×   1   -   -   C o n v 2 D - 1   26   ×   26   ×   32   5   ×   5   k e r n e l ,   3 2   f i l t e r s   R e LU   M a x P o o l i n g - 1   13   ×   13   ×   32   2   ×   2   p o o l   si z e   -   C o n v 2 D - 2   11   ×   11   ×   64   5   ×   5   k e r n e l ,   6 4   f i l t e r s   R e LU   M a x P o o l i n g - 2   5   ×   5   ×   64   2   ×   2   p o o l   si z e   -   F l a t t e n   1 , 6 0 0   -   -   F u l l y   c o n n e c t e d   1 2 8   1 2 8   u n i t s   R e LU   O u t p u t   28   2 8   u n i t s   S o f t ma x       As  p r ev io u s ly   m en tio n ed ,   th e  d ataset  was   d iv id ed   in to   two   s u b s ets,  with   2 0 %  ( 2 , 8 0 0   im ag es)   allo ca ted   f o r   test in g   an d   th e   r e m ain in g   1 1 , 2 0 0   im ag es u s ed   f o r   tr ain i n g .   T h e   lear n in g   r ate  was  s et  to   0 . 0 1 ,   an d   th e  b atch   s ize  was  d ef in ed   as  1 4 ,   m ea n in g   th e   tr ain in g   p r o c ess   co n s is ted   o f   8 0 0   iter atio n s   p er   ep o ch .   Du r in g   ex p er im en tatio n ,   it  was  o b s er v ed   th at   th e   C NN’ s   p er f o r m a n ce   d id   n o t  im p r o v e   b e y o n d   th e  th ir d   ep o ch ;  in   f ac t,  tr ain in g   th e  n etwo r k   f o r   ad d itio n al  e p o ch s   led   to   o v e r f itti n g .   Sp ec if ically ,   w h en   e x ten d ed   t o   a  f o u r t h   ep o ch ,   th e  test in g   ac cu r ac y   b eg an   to   d ec lin e,   in d icatin g   th e  o n s et  o f   o v er f itti n g .   Fig u r e  6   illu s tr ates  th e  s y s tem ’ s   ac cu r ac y   a n d   lo s s   cu r v es.  I t   ca n   b e   o b s er v e d   t h at  ac cu r ac y   in c r ea s ed   s h ar p l y   a f ter   th e   f ir s t  ep o c h   ( ar o u n d   iter atio n   8 0 0 ) ,   c o n ti n u ed   to   im p r o v e  g r ad u ally   d u r in g   th e  s ec o n d   ep o ch ,   an d   s h o wed   m i n im al  en h an ce m e n t  in   th e   th ir d   ep o c h ,   co n f ir m in g   th at  th e  m o d el  h ad   ef f ec tiv ely   co n v er g e d .   I n   t h e  lo wer   s ec tio n   o f   F ig u r e  6 ,   th e  l o s s   f u n ctio n   is   p r esen ted .   T h e  lo s s   f u n ctio n   i n d icate s   h o w  f ar   o f f   th e  m o d el’ s   p r ed ictio n s   a r e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 :   4 0 1 5 - 4 0 2 5   4022   f r o m   th e  tr u e  lab els.  T h e  lo s s   f u n ctio n   is   s h o wn   in   ( 8 ) ,   I n   th e  f ir s t  ep o ch ,   th e  m o d els  p r ed icts   all  cla s s es   n ea r ly   eq u ally ,   s o   = 1 28   ≈ 0 . 036   an d   wh en   t h is   v alu e  is   s u b s titu ted   in   eq u atio n   8   =   − l og ( 1 28 ) ≈ 3 . 33 .  T h is   is   s h o wn   in   F ig u r e  7 .   As th e  tr ain in g   p r o ce e d s   th e  lo s s   s tab ilizes ar o u n d   0 . 2 - 0 . 3 .   T h e  co n f u s io n   m atr ix   f o r   th e   r esu lts   is   s h o wn   in   F ig u r e  8 .   I n   th e  co n f u s io n   m at r ix   it  is   v is ib le  th at   letter s   with   d o t  ch an g es  s u ch   as  ب - ت - ث - د   ,   ي - ذ - ر - ط   ,   ز - ظ - ع - غ ,  an d   ج - ح -  خ   h av e  h ig h er   co n f u s io n   s in ce   th ey   ar e   v er y   s im ilar .   T o   f u r th er   a n a ly ze   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e   C NN,   th e  r ec all,   p r ec is io n ,   an d   F1 - s co r e  ar e  ca lcu lated   f o r   ea ch   c h ar ac ter .   T h e  o b tain ed   r esu lts   ar e  s h o wn   in   T ab le  2 .   Fro m   T ab le  2 ,   o n e  ca n   s ee   th at  th e  av er ag e  F1 - s co r e   is   9 0 . 9 %  w h ich   is   h ig h er   th a n   th e  o v er al l  ac cu r ac y   o f   8 9 . 2 %.  T h is   is   d u e  to   th e  f ac t  th at  th er e  ar e  f u n d am en tal  d if f er e n ce s   b etwe en   th e   two   q u an titi es.  T h e  F1 - s co r e  b ein g   s lig h tly   h ig h er   th an   th e   ac cu r ac y   s u g g ests   th at  th e  m o d el  h as  lear n ed   ch ar ac ter is tics   o f   m o s t  Ar ab ic  letter s   r ea s o n ab ly   well,   with   o n ly   f ew  ch allen g in g   ca s es su ch   as  ي   an d   ج - ح - خ   g r o u p .           Fig u r e  7 .   T h e  g r a p h s   o f   b o th   a cc u r ac y   an d   lo s s           Fig u r e  8 .   T h e  co n f u s io n   m atr ix   f o r   t h e  Ar ab ic  letter s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       C la s s i fyin g   A r a b ic  h a n d w r itin g   u s in g   co n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r k   ( A n a s   Qu teis h a t )   4023   T ab le  2 .  C lass if icatio n   p er f o r m an ce   f o r   ea ch   Ar a b ic  letter   C l a s s (Le t t e r )   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - s c o r e   ( %)   C l a s s (Le t t e r )   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - s c o r e   ( %)   ا   ( A l i f )   9 3 . 1   95   94   ض   ( D a d )   91   91   91   ب   ( B a )   9 0 . 9   90   9 0 . 5   ط   ( Ta h )   93   93   93   ت   ( Ta )   9 0 . 1   91   9 0 . 5   ظ   ( Za h )   9 3 . 9   92   9 2 . 9   ث   ( T h a )   9 0 . 8   89   8 9 . 9   ع   ( A i n )   9 1 . 9   91   9 1 . 5   ج   ( Jee m)   88   88   88   غ   ( G a i n )   92   92   92     ح   ( H a )   8 8 . 8   87   8 7 . 9   ف   ( F a )   91   91   91   خ   ( K h a )   9 0 . 5   86   8 8 . 2   ق   ( Q a f )   9 1 . 1   92   9 1 . 5   د   ( D a l )   9 3 . 9   93   9 3 . 5   ك   ( K a f )   9 2 . 9   91   9 1 . 9   ذ   ( T h a l )   9 4 . 7   90   9 2 . 3   ل   ( La m)   9 0 . 2   92   9 1 . 1   ر   ( Ra)   9 3 . 9   92   9 2 . 9   م   ( M e e m)   92   92   92   ز   ( Za y )   9 3 . 9   92   9 2 . 9   ن   ( N o o n )   9 2 . 9   91   9 1 . 9   س   ( S e e n )   9 1 . 9   91   9 1 . 5   ه   ( H a )   9 1 . 1   92   9 1 . 5   ش   ( S h e e n )   9 1 . 8   90   9 0 . 9   و   ( W a w )   9 2 . 9   91   9 1 . 9   ص   ( S a d )   9 2 . 8   90   9 1 . 4   ي   ( Y a a )   84   84   84       T ab le  3   s h o ws  a  p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   o f   d if f er en t  lea r n in g   m eth o d s   co m p ar ed   with   th e  C NN.   T h e  tab les  s h o w  th at  th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  C NN  n etwo r k   g av e   b etter   r esu lts   in   co m p ar is o n   with   o th e r   s y s tem s .   T h e  p r o p o s ed   m o d el  ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   8 9 . 2 %,  wh ich   p r o v es  th at  th is   ty p e  o f   n etwo r k     ( C NN  n etwo r k s )   is   m o r e  s u it ab le  f o r   th e  p u r p o s es  o f   r ec o g n izin g   all  t y p es  o f   im ag es,  i n clu d in g   im ag es  o f   letter s   an d   ch ar ac ter s   as sh o w n   in   Fig u r e  6 .       T ab le  3.   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   d i f f er en t c lass if ier s   D a t a s e t   M o d e l   /   a p p r o a c h   R e p o r t e d   a c c u r a c y   ( %)   H A C D B   S u p p o r t   v e c t o r   ma c h i n e   [ 2 3 ]   8 6 . 1   H A C D B   K - n e a r e s t   n e i g h b o r s   [ 2 4 ]   8 5 . 4 7   H A A W P   S u p p o r t   v e c t o r   ma c h i n e   w i t h   h a n d c r a f t e d   f e a t u r e s  [ 2 5 ]   8 7 . 2   H A C D B   a n d   A H A W P   H i st o g r a m  o f   o r i e n t e d   g r a d i e n t s  ( H O G )  +   m u l t i l a y e r   p e r c e p t r o n   ( M LP )   [ 2 6 ]   8 8 . 2   H A C D B   a n d   A H A W P   S u p p o r t   v e c t o r   ma c h i n e   [ 2 5 ]   8 7 . 5   H A C D B   a n d   A H A W P   P r o p o se d   C N N   [ 2 5 ]   8 9 . 2       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   d e v elo p ed   an d   te s ted   a  C NN  f o r   h an d wr itten   Ar ab ic  letter   r ec o g n itio n ,   ac h iev in g   an   ac cu r ac y   o f   8 9 . 2 %  o n   a  ca r e f u lly   p r e p ar ed   d ataset.   T h e  d a taset  u s ed   in   th is   p ap er   is   co m p o s ed   o f   s elec ted   im ag es  f r o m   th e   HACDB   an d   AHAWP   d atase ts .   A  to tal  o f   1 4 , 0 0 0   im ag es  wer e  c o llected   an d   wer e  u s ed   f o r   test in g   an d   t r ain in g   C NN.   T h e  r esu lts   co n f ir m   th e   s u itab ilit y   o f   C NNs  f o r   t h is   task ,   wh il e  also   h ig h lig h tin g   ch allen g es  s u ch   as  o v e r f itti n g   an d   lim ited   d ataset  d iv er s ity .   Fu tu r e  w o r k   co u ld   b u ild   o n   th is   f o u n d atio n   b y   ap p ly in g   d ee p er   ar ch itectu r e,   d ata  au g m e n tatio n ,   an d   tr a n s f er   lear n in g   to   im p r o v e  ac cu r ac y ,   as  well  as   in teg r atin g   lin g u is tic  m o d els f o r   h an d lin g   c o n n ec ted   s cr ip t a n d   am b i g u o u s   ch ar ac ter s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   An as Qu teis h at   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓   ✓     Ash r af   Al  Sh ar ah     ✓         ✓       ✓   ✓   ✓         Ah m ed   Qtaish at   ✓     ✓   ✓     ✓   ✓     ✓     ✓         T ar eq   Ah m a d   Alawn eh   ✓     ✓   ✓     ✓   ✓     ✓     ✓           C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 :   4 0 1 5 - 4 0 2 5   4024   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   d ec lar e  th at  t h er e  is   n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e  f in d i n g s   o f   th is   s tu d y   a r e  o p e n ly   a v ailab le  in   Kag g le   an d   Me n d e ley   D ata   at  h t t p s : / / w w w . k a g g l e . c o m / d a t a s e t s / m l o e y 1 / a h c d 1   a n d   h t t p s : / / d a t a . m e n d e l e y . c o m / d a t a s e t s / 2 h 7 6 6 7 2 z n t / 2 ,   r e s p e c t i v e l y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   A .   I .   A l a sad i ,   M .   S ,   A .   S mera t ,   K .   G o v i n d u ,   G .   S i v a k u m a r ,   a n d   V .   S a h a sr a n a mam,   “ M a t h e ma t i c a l l y   mo d i f i e d   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   a ssi s t e d   h a n d w r i t t e n   d i g i t   r e c o g n i t i o n   f o r   i n t e l l i g e n t   d o c u me n t   p r o c e ssi n g   s y s t e ms , ”   J o u r n a l   o f   M a c h i n e   a n d   C o m p u t i n g ,  v o l .   5 ,   n o .   4 ,   p p .   2 6 6 1 – 2 6 7 1 ,   O c t .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 5 3 7 5 9 / 7 6 6 9 / j m c 2 0 2 5 0 5 2 0 4 .   [ 2 ]   R .   N a j a m   a n d   S .   F a i z u l l a h ,   “ A n a l y si s  o f   r e c e n t   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   f o r   A r a b i c   h a n d w r i t t e n - t e x t   O C R   a n d   p o s t - O C R   c o r r e c t i o n , ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 3 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 3 7 5 6 8 .   [ 3 ]   T.   T.   H .   N g u y e n ,   A .   J a t o w t ,   M .   C o u s t a t y ,   a n d   A .   D o u c e t ,   “ S u r v e y   o f   p o s t - O C R   p r o c e ssi n g   a p p r o a c h e s, ”   AC M  C o m p u t i n g   S u r v e y s ,   v o l .   5 4 ,   n o .   6 ,   p p .   1 – 3 7 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 4 5 3 4 7 6 .   [ 4 ]   S .   F a i z u l l a h ,   M .   S .   A y u b ,   S .   H u ssa i n ,   a n d   M .   A .   K h a n ,   “ A   s u r v e y   o f   O C R   i n   A r a b i c   l a n g u a g e :   a p p l i c a t i o n s ,   t e c h n i q u e s ,   a n d   c h a l l e n g e s,”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   7 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 0 7 4 5 8 4 .   [ 5 ]   C .   A .   S c h m i d t ,   K .   H .   F .   - W e l l ma n ,   a n d   P .   D .   N e u f e r ,   “ F r o m  O C R   a n d   EC A R   t o   e n e r g y :   p e r s p e c t i v e s  o n   t h e   d e si g n   a n d   i n t e r p r e t a t i o n   o f   b i o e n e r g e t i c s  st u d i e s, ”   J o u r n a l   o f   B i o l o g i c a l   C h e m i st r y ,   v o l .   2 9 7 ,   n o .   4 ,   O c t .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j b c . 2 0 2 1 . 1 0 1 1 4 0 .   [ 6 ]   A .   A .   - K h a d r a h   e t   a l . ,   “ E n h a n c i n g   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   s y st e ms  u si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   a d v a n c e d   f e a t u r e   sel e c t i o n   met h o d s , ”   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   A p r .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 5 0 9 1 8 6 0 .   [ 7 ]   M .   S .   K a sem ,   M .   M a h m o u d ,   a n d   H . - S .   K a n g ,   “ A d v a n c e me n t s  a n d   c h a l l e n g e s  i n   A r a b i c   o p t i c a l   c h a r a c t e r   r e c o g n i t i o n :   a   c o m p r e h e n si v e   su r v e y , ”   A C M   C o m p u t i n g   S u rv e y s ,   v o l .   5 8 ,   n o .   4 ,   p p .   1 – 3 7 ,   M a r .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 7 6 8 1 5 0 .   [ 8 ]   H .   A l - Y o u sefi   a n d   S .   S .   U d p a ,   “ R e c o g n i t i o n   o f   A r a b i c   c h a r a c t e r s,”   I EEE  T ra n s a c t i o n s  o n   P a t t e r n   A n a l y si s  a n d   Ma c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 4 ,   n o .   8 ,   p p .   8 5 3 – 8 5 7 ,   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 3 4 . 1 4 9 5 8 5 .   [ 9 ]   M .   Li   e t   a l . ,   “ Tr O C R :   t r a n sf o r mer - b a s e d   o p t i c a l   c h a r a c t e r   r e c o g n i t i o n   w i t h   p r e - t r a i n e d   m o d e l s,”   T h e   T h i rt y - S e v e n t h   AAAI   C o n f e re n c e   o n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   ( AAAI - 2 3 ) ,   v o l .   3 7 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 3 0 9 4 – 1 3 1 0 2 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 6 0 9 / a a a i . v 3 7 i 1 1 . 2 6 5 3 8 .   [ 1 0 ]   A .   M o r t a d i   e t   a l . ,   “ A LN A S I K H :   a n   A r a b i c   O C R   sy s t e m   b a s e d   o n   t r a n sf o r mers , ”   i n   2 0 2 3   I n t e r n a t i o n a l   Mo b i l e ,   I n t e l l i g e n t ,   a n d   U b i q u i t o u s  C o m p u t i n g   C o n f e re n c e   ( MIU C C ) ,   S e p .   2 0 2 3 ,   p p .   7 4 – 81 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M I U C C 5 8 8 3 2 . 2 0 2 3 . 1 0 2 7 8 3 7 0 .   [ 1 1 ]   A .   M o s t a f a   e t   a l . ,   “ O C F o r m e r :   a   t r a n s f o r m e r - b a s e d   m o d e l   f o r   A r a b i c   h a n d w r i t t e n   t e x t   r e c o g n i t i o n , ”   i n   2 0 2 1   I n t e r n a t i o n a l   M o b i l e ,   I n t e l l i g e n t ,   a n d   U b i q u i t o u s   C o m p u t i n g   C o n f e r e n c e   ( M I U C C ) ,   M a y   2 0 2 1 ,   p p .   1 8 2 – 186 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M I U C C 5 2 5 3 8 . 2 0 2 1 . 9 4 4 7 6 0 8 .   [ 1 2 ]   F .   V a l i z a d e h ,   F .   G h a sem i a n ,   a n d   E.   S h a b a n i n i a ,   “ C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s  o f   l a r g e   l a n g u a g e   m o d e l s   f o r   O C R   p o st - p r o c e ss i n g   i n   P e r si a n :   f r o m  P a r sB ER T  t o   G P T, ”   i n   2 0 2 5   2 9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o m p u t e r  C o n f e r e n c e ,   C o m p u t e r  S o c i e t y   o f   I ra n   ( C S I C C ) ,    F e b .   2 0 2 5 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C S I C C 6 5 7 6 5 . 2 0 2 5 . 1 0 9 6 7 4 7 2 .   [ 1 3 ]   Y .   B e n g i o ,   Y .   Le C u n ,   C .   N o h l ,   a n d   C .   B u r g e s,  “ Le R e c :   a   N N / H M M   h y b r i d   f o r   o n - l i n e   h a n d w r i t i n g   r e c o g n i t i o n , ”   N e u r a l   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 8 9 – 1 3 0 3 ,   N o v .   1 9 9 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 6 2 / n e c o . 1 9 9 5 . 7 . 6 . 1 2 8 9 .   [ 1 4 ]   M .   A .   - Ja b e r ,   N .   M a k h o u l ,   M .   A .   - J a b e r ,   a n d   R .   B e a l e ,   “ C o s t   p r e d i c t i o n   f o r   p r o d u c t   d e v e l o p m e n t   u si n g   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l :   a   met a - h e u r i st i c   m o d e l , ”   Mu l t i m e d i a   T o o l s   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 4 ,   n o .   2 7 ,   p p .   3 3 3 0 7 – 3 3 3 3 0 ,   D e c .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 024 - 2 0 4 3 7 - y.   [ 1 5 ]   L.   A l z u b a i d i   e t   a l . ,   “ R e v i e w   o f   d e e p   l e a r n i n g :   c o n c e p t s,  C N N   a r c h i t e c t u r e s ,   c h a l l e n g e s,   a p p l i c a t i o n s ,   f u t u r e   d i r e c t i o n s, ”   J o u rn a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 2 1 - 0 0 4 4 4 - 8.   [ 1 6 ]   T.   K a t t e n b o r n ,   J.  Le i t l o f f ,   F .   S c h i e f e r ,   a n d   S .   H i n z ,   “ R e v i e w   o n   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s  ( C N N )   i n   v e g e t a t i o n   r e mo t e   sen si n g , ”   I S PRS   J o u rn a l   o f   Ph o t o g ra m m e t ry  a n d   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 7 3 ,   p p .   2 4 – 4 9 ,   M a r .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i sp r sj p r s.2 0 2 0 . 1 2 . 0 1 0 .   [ 1 7 ]   J.  G u p t a ,   S .   P a t h a k ,   a n d   G .   K u m a r ,   “ D e e p   l e a r n i n g   ( C N N )   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g :   a   r e v i e w , ”   J o u r n a l   o f   P h y si c s:   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   2 2 7 3 ,   n o .   1 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 2 2 7 3 / 1 / 0 1 2 0 2 9 .   [ 1 8 ]   K .   S h a h e e d   e t   a l . ,   “ D S - C N N :   a   p r e - t r a i n e d   X c e p t i o n   mo d e l   b a se d   o n   d e p t h - w i se   se p a r a b l e   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   f i n g e r   v e i n   r e c o g n i t i o n , ”   E x p e rt   S y st e m s w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 9 1 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 1 . 1 1 6 2 8 8 .   [ 1 9 ]   Y .   Zh a n g   e t   a l . ,   “ C a r r y i n g   o u t   C N N   c h a n n e l   p r u n i n g   i n   a   w h i t e   b o x , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   N e u r a l   N e t w o r k s  a n d   L e a rn i n g   S y s t e m s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   7 9 4 6 – 7 9 5 5 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN N LS . 2 0 2 2 . 3 1 4 7 2 6 9 .   [ 2 0 ]   H .   S .   G i l l   a n d   B .   S .   K h e h r a ,   “ A n   i n t e g r a t e d   a p p r o a c h   u si n g   C N N - R N N - LSTM   f o r   c l a ssi f i c a t i o n   o f   f r u i t   i mag e s,”   M a t e ri a l s   T o d a y :   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   5 1 ,   p p .   5 9 1 – 5 9 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . ma t p r . 2 0 2 1 . 0 6 . 0 1 6 .   [ 2 1 ]   M .   K h a n ,   “ A r a b i c   h a n d w r i t t e n   a l p h a b e t s,  w o r d s  a n d   p a r a g r a p h s  p e r   u ser  ( A H A W P )   d a t a set , ”   Me n d e l e y   D a t a ,   V 1 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 7 6 3 2 / 2 h 7 6 6 7 2 z n t . 1 .   [ 2 2 ]   A .   La w g a l i ,   M .   A n g e l o v a ,   a n d   A .   B o u r i d a n e ,   “ H A C D B :   h a n d w r i t t e n   A r a b i c   c h a r a c t e r s  d a t a b a se   f o r   a u t o ma t i c   c h a r a c t e r   r e c o g n i t i o n , ”   i n   2 0 1 3   4 t h   E u r o p e a n   W o rks h o p   o n   V i s u a l   I n f o rm a t i o n   Pr o c e s si n g ,   EU VI P  2 0 1 3 ,   2 0 1 3 ,   p p .   2 5 5 – 259.   [ 2 3 ]   M .   N .   A l J a r r a h ,   M .   M .   Zy o u t ,   a n d   R .   D u w a i r i ,   “ A r a b i c   h a n d w r i t t e n   c h a r a c t e r s  r e c o g n i t i o n   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   i n   2 0 2 1   1 2 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s   ( I C I C S ) ,   M a y   2 0 2 1 ,   p p .   1 8 2 – 1 8 8 ,    d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I C S 5 2 4 5 7 . 2 0 2 1 . 9 4 6 4 5 9 6 .   [ 2 4 ]   M .   L o e y ,   A .   E l - S a w y ,   a n d   H .   E L - B a k r y ,   “ D e e p   l e a r n i n g   a u t o e n c o d e r   a p p r o a c h   f o r   h a n d w r i t t e n   a r a b i c   d i g i t s  r e c o g n i t i o n , ”   2 0 1 7 ,  a rXi v : 1 7 0 6 . 0 6 7 2 0 .   [ 2 5 ]   A .   La w g a l i ,   “ A   s u r v e y   o n   A r a b i c   c h a r a c t e r   r e c o g n i t i o n , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   I m a g e   Pr o c e ssi n g   a n d   Pa t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   4 0 1 – 4 2 6 ,   F e b .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 4 2 5 7 / i j si p . 2 0 1 5 . 8 . 2 . 3 7 .   [ 2 6 ]   A .   M e z g h a n i ,   R .   M a a l e j ,   M .   El l e u c h ,   a n d   M .   K h e r a l l a h ,   “ R e c e n t   a d v a n c e s  o f   M L  a n d   D L  a p p r o a c h e s   f o r   A r a b i c   h a n d w r i t i n g   r e c o g n i t i o n :   a   r e v i e w , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   H y b r i d   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   6 1 – 7 8 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / H I S - 2 3 0 0 0 5 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.