Türkçe Metin-Braille-2 ve Braille-2-Metin Çevirisi

Text-Braille-2 Translation System

Vasif Nabiyev 1, Ömer Akgül 2

1. 2. Bilgisayar Mühendisliği BölümüKaradeniz Teknik Üniversitesi

vasif@ktu.edu.tr omer_akgul_49@hotmail.com

Özetçe

Günümüzde, dünya genelinde çeşitli nedenlerden ötürü görme yeteneğini kaybeden insanların sayısı azımsanmayacak çokluktadır. Bu çokluk beraberinde görme yeteneğini kaybedenlerle normal insanlar arasında iletişim sorununun artmasına sebep olmaktadır. Bu sorunu çözmeye yönelik bugüne kadar yapılmış çeşitli çalışmalar mevcuttur. Bu çalışmada iletişim sorununu metinsel tabanlı bilgisayarla çözmeye yönelik bir sistem tasarlanmış ve kodlanmıştır. Tasarlanan sistem, Braille-2 düzeyinde Türkçe metnin Braille metne çevirisi ve Braille metnin Türkçe metne çevirisi olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Tasarlanan sistemde, Türkçe metinden Braille-2 metne çeviri, yapılan deneylerde %100 başarı sağlanmıştır. Braille-2 metin çevirisinde ise ortalama %90 başarı elde edilmiştir.

Abstract

The number of blind people is nowadays increasing due to various factors worldwide, which creates a inherent communication barrier between the blind and the sighted. The literature includes many studies about the solution of the communication and interaction problems experienced by the blind people. In this work, we design and implement a text-based system with the aim of solving the communication problem. The designed system has two stages, namely Turkish-to-Braille text translation and vice versa. The system can translate Turkish text into Braille-2 with no error. However, Braille-2 text can be translated into Turkish with an average of 90% success rate as can be seen in the results.

1. Giriş

Dünya genelindeki görme engelli insanlar ile normal insanlar arasında metinsel olarak iletişim sağlamak, kullanılan farklı alfabelerden ötürü zor olmaktadır. Bu zorluktan dolayı görme engelli insanlar ile normal insanlar arasında bilgisayar tabanlı metinsel olarak bir çeviri sisteminin olması büyük önem taşımaktadır. Çalışmada, görme engelli insanlarla yazı iletişimini sağlayan otomatik sistem tasarımı üzerinde durulmuştur. Görme engelli insanlar yazı iletişimlerini Braille kodlamadan yararlanarak gerçekleştirirler. Braille kodlama altı nokta esasına dayalı bir yazı sistemidir[1].

Şekil 1: Braille kodlanan “ABCD harfleri.

Görme engelli ile normal insanlar arasında iletişimi sağlamak amacıyla bugüne kadar yapılmış çeşitli çalışmalar mevcuttur. A. Sterr, L. Green ve T. Elbert, görme engelli insanlarla normal insanlar arasında Braille kodlamayı algılamaya yönelik bir çalışma gerçekleştirmişlerdir[2]. M. Jiang, Braille karakterlerin Çince karakterlere dönüşümü için Viterbi algoritmasına dayalı bir çalışma yapmıştır[5]. V. V. Nabiyev, Braille kodları Türkçe metne çevirmeye yönelik doğal dil işlemeye dayalı çalışmalarda bulunmuştur[6]. H. C. Flickschuh, M. Busboom ve W. L. Zagler, görme engellilere yönelik bilgisayar yardımıyla Braille kodları üretimine yönelik bir dizi çalışma yapmışlardır. M.Habib, görme engelli kişiler için geometrik şekillere dayanan bir okuma sistemi geliştirmiştir[8]. F. P. Seiler ve W. Oberleitner, Almanca metinlerin Braille-2’ye dönümünü gerçekleştirmeye yönelik bir sistem geliştirmişlerdir. P.B. Stanley ve A. I. Karshmer, matematiksel ifadelerin Braille yazıya dönüşümüne yönelik çalışmalarda bulunmuşlardır[11]. Bu çalışmada Türkçe metinin Braille metne ve aynı şekilde Braille metnin Türkçe metne çevirisi doğal dil işlemeye dayalı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Yapılan çeviri işlemleri Braille-2 düzeyinde olmaktadır. Konunun daha kolay anlaşılırlığı için bir sonraki bölümde kısaca bu kodlamalara ve dönüşümlere değinilmektedir.

2. Braille-2 Düzeyinde Türkçe Metin Braille Metin Karşılığı

Braille harflerin, mürekkep baskılı harflere oranla daha fazla yer kaplaması ve okunması zor olduğundan, yazının boyutunu küçültmek ve okumayı hızlandırmak için çeşitli kısaltmalara gidilip Braille-2 kodlaması oluşturulmuştur. Braille-2, mürekkep baskılı harflerin birebir karşılığı kodlanarak oluşturulan Braille 1’e göre daha az yer kaplamakta ve okumayı daha da kolaylaştırmaktadır. Braille noktalarının numaralandırılma sırası aşağıda gösterilmiştir.

Şekil 2: Braille noktalarının numaralandırılması.

Türkçe metnin Braille-2 metin karşılığının oluşturulması için önerilen sistemin genel şeması Şekil 3’te verilmiştir.

856

SIU2010 - IEEE 18.Sinyal isleme ve iletisim uygulamalari kurultayi - Diyarbakir

978-1-4244-9671-6/10/$26.00 ©2010 IEEE

Şekil 3: Türkçe metin- Braille-2 dönüşümünün genel şeması. Türkçe metnin Braille-2 metnine geçişi sırasında, metnin kelimeleri üzerinde morfolojik analiz işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu işlemin gerçekleştirilmesinin sebebi, Türkçede kelime köklerinin ek almak suretiyle kökte meydana gelen yumuşama, düşme vb. dil olaylarının Braille kodlamada göz ardı edilmesidir. Morfolojik analizden gecen Türkçe metin Braille-2 kısaltmaları kullanılarak çeviri işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu dönüşümlerden sonra Braille-2 metni oluşturulur.

Büyüklerimiz �� ��Şekil 4: “Büyüklerimiz” kelimesinin, “b-le-r-i-m-i-z”, Braille-

2 karşılığı. Türkçe metnin Braille-2 metne çeviri aşamalarının ayrıntılarını alt başlıklarda incelenmektedir. 2.1. Kelime Üzerinde Morfolojik Analiz Herhangi bir dilde morfolojik analizin yapılması dilin yapısıyla ilişkili olmaktadır. Türkçe kelimeler yapı olarak incelendiğinde kelimelerin kök ve eklerden meydana geldiği görülmektedir. Aynı şekilde kök ve eklerde kendi içlerinde türlere ayrılmaktadır. Türkçe sondan eklemeli bir yapıya sahiptir. Dolayısıyla kelimenin saf hali kök, kökten sonra gelenlerse ek olarak ifade edilmektedir. Köke eklenen her bir ek bir önceki yapıdan ve kökten kısmen farklı bir anlam türetmektedir. Örnek: Akıllardakilerin: (Akıl) [kök] +( lar+da+ki+ler+in)[ek] Yukarıdaki örnekte de görüldüğü üzere Türkçe kelimelerin parçalanması iki aşamada gerçekleştirilmektedir. 1. Köklerin belirlenmesi 2. Ekler gurubunun ortaya çıkarılması 2.1.1. Türkçe Kelimelerde Kök Belirleme Kelimede kökün bulunması için çeşitli yöntemler uygulanabilmektedir. Bunun için ilk olarak Türkçedeki kökleri ve bu köklere ait özel durumları içeren kök veritabanına ihtiyaç duyulmaktadır. Özel durumlar olarak, kelimelerdeki harf yumuşaması ve ünlü düşmesi gösterilebilir. Örnek: burnum: bur[u]n+um. Bu durumlar çalışmada kökün özel biçimleri veri tabanına eklenerek çözülmeye çalışılmıştır. Kelimenin kökünün bulunması maksimum eşleme algoritması ile gerçekleşir. İlk olarak kelime tümüyle kök veritabanında aranır. Eğer kelimeye veritabanında rastlanırsa herhangi bir ek almadığı kabul edilerek işlem sonlandırılır. Eğer kelime veritabanında bulunamadıysa, bir sonraki aşamaya geçilir. Bu aşamada birkaç yöntem kullanılabilmektedir. Örneğin kelimenin sağından ilk harfi atılarak kalan kısmın veritabanında aranması ve bu işleme kök bulunana kadar devam edilmesi

bu yöntemlerden birisidir. Sağdan silme işlemi gerçekleştirildiğinde en son harfe veritabanında rastlanmadığında kelimenin yanlış yazıldığına karar verilmektedir. Örnek: ağaçlık�ağaçlı�ağaçl�ağaç (kök) Kökün bulunması için daha farklı yöntemlerde uygulana bilmektedir. Yapılan çalışmada kök, eklerin bulunma safhalarıyla beraber incelenmektedir. Aşağıda kelimenin ek grubunun belirlenmesi aşaması verilmektedir. 2.1.2. Türkçe Kelimelerde Ek Grubunu Belirleme Kökün bulunmasında olduğu gibi eklerin de bulunmasında farklı yöntemler söz konusudur. İlk olarak Türkçedeki tüm eklerin incelenebileceği ek veritabanına ihtiyaç vardır. Aynı şekilde kelime üzerinde sağdan veya soldan hareket ederek ekler kelimeden ayrılabilmektedir. Örneğin kökü bulunan ağaçlıklardan kelimesi için ek bulma aşağıdaki şekilde yapılmaktadır. Örnek: Kök: ağaç, Ek gurubu: lıklardan Kök belirlendikten sonra eklerin sağdan parçalanması yapıldığında ilk olarak bu gruptan lık eki, ardından ise lar ve dan ekleri bulunmaktadır. Soldan parçalama yapılacaksa ilk olarak dan eki ve sonrasında lar ve lık ekleri gelmektedir. Yapılan bu çalışmada, yukarıda ifade edildiği gibi, kök ve eklerin bulunma işlemleri beraber yürütülmektedir. Kelime ilk olarak kök veritabanında aranır. Veritabanında bulunduysa kelimenin ek almadığı kabul edilmekte ve işlem sonlandırılmaktadır. Kelime kök veritabanında ilk aramada bulunmadıysa kelimede sondan itibaren ek araması yapılır. Yapılan bu çalışmada ek araması, kelimenin sağından itibaren başlatıldığından, veri tabanındaki her bir ek için kendinden önce gelebilecek ek kümesi oluşturulmaktadır. Bu şekilde her bir ek için ek zinciri meydana gelmektedir. Örneğin ağaçlarda kökü ilk aramada veri tabanında bulunamayacaktır ve sondan itibaren araştırıldığında önce da eki ek veritabanında bulunup kelimeden çıkartılır. Kalan ağaçlar kelimesi kök veritabanında tekrar aranmakta ve yine köke rastlanamamaktadır. Bir sonraki aramada ağaçlar kelimesindeki lar ekine ulaşmak için veritabanındaki tüm eklere bakılmamakta, sadece dan ekinden önce gelen sınırlı sayıdaki ek zinciri incelenmektedir.

Şekil 5: Oluşturulan ek zincirlerinin meydana getirdiği örnek

yapı. Şekil 5’te gösterilen yapıda, /s sonlanabilme durumunu; *, peşinden gelen harf için alternatif harflerin varlığını; ε ilgili geçişin olmayabileceğini; + ise ardından gelen harfin ses durumlarına göre hiç bulunamayacağını göstermektedir. Buradaki yapı ile tanımlanabilecek kelimelere bir örnek aşağıda verilmiştir: Örnek: Arabadakiler: Araba da ki ler İsim + *d*a ki l*ar Çalışmada morfolojik analiz için çift yönlü arama yöntemi kullanılmaktadır. Birbirini takip eden işlemlerde kök araması

857

SIU2010 - IEEE 18.Sinyal isleme ve iletisim uygulamalari kurultayi - Diyarbakir

ve ek araması yapılarak kelimenin analizi gerçekleştirilmektedir. Bu yöntemin analiz işleminin, sınırlı sayıda arama gerektirdiğinden, tek yönlü diğer yöntemlere göre daha hızlı olduğu tespit edilmiştir. 2.2. Braille-2 Kısaltmalarının Kullanımı Türkçe Braille-2 kodlamasında kullanılan beş çeşit kısaltma türü vardır. Bunlar;

� Bir harfli kısaltmalar, � İki harfli kısaltmalar, � Hece kısaltmaları, � Kelime kökü kısaltmaları, � Kelime parçası kısaltmaları,

olmaktadır. Kısaltmalardan bir harfli, iki harfli ve kelime kökü kısaltmaları kelimenin başında; hece kısaltması kelimenin başında veya ortasında; kelime parçası kısaltması ise kelimenin ortasında ve sonunda kullanılmaktadır.

Şekil 6: Morfolojik analizden geçmiş Türkçe metnin Braille-2

kısaltmaları kullanılarak Braille metne dönüşüm aşamaları. Morfolojik analizden geçip saf hale gelen Türkçe metindeki kelimelerin her biri, Şekil 6’daki aşamalara tabi tutularak Braille-2 karşılıkları üretilir. Çeviri işlemi şu şekilde gerçekleşmektedir; başlangıçta gelen Türkçe metin kelimelere ayrılır. Sisteme verilen her kelimenin başlangıç kısmının, veri tabanında bulunan tek harfli, iki harfli ve kelime kökü kısaltmalarında karşılığı aranmaktadır. İlk işlemden sonuç alınmadığında, başlangıç kısmın hece kısaltmaları ve Braille alfabesinde aranmasına devam edilir. Başlangıç kısmı bulunan kelimede geri kalan kısım benzer şekilde hece kısaltmaları, kelime parçası kısaltmaları ve Braille alfabesinde aranarak karşılıkları üretilmektedir. Sisteme giriş olarak verilen kelime tamamen Braille-2 ye dönüşünceye kadar bu işlemlere devam edilmektedir.

Ağacımdan�ağaçımdan�

Şekil 7: “ağacımdan” kelimesinin Braille-2 metne geçişi. Sonuç olarak, çalışmanın bu bölümünde alınan herhangi bir Türkçe metnin Braille-2 kısaltmaları kullanılarak Braille metne çevirisi gerçekleştirilmektedir. Çalışmada bu çeviri saf metin ve çeşitli matematiksel sembollere yönelik yapılmış, yapılan testler sonucu başarı oranı %100 olarak belirlenmiştir.

3. Braille-2 Metnin Türkçe Metin Karşılığı

Çalışmanın bu bölümünde girilen bir Braille metnin Türkçe metne dönüşümü gerçekleştirilmiştir. Braille metnin normal bir metne dönüşümü aşamaları aşağıdaki şekilde gerçekleştirilmiştir.

Şekil 8: Braille metnin Türkçe metne dönüşüm aşaması.

Giriş olarak alınan Braille metnin görüntüsünün çevirisinin gerçekleştirilebilmesi için bu metnin satırlarının ve satırlardaki kelimelerin algılanması gerekmektedir. Algılanma olayı, Braille metin üzerinde çeşitli görüntü işleme tekniklerinin uygulanmasıyla karakterlerin çerçevelenmesine dayanmaktadır. Braille görüntüde karakterin algılanmasından sonraki işlemde, Braille metnin Türkçe metne döşümü gerçekleştirilmektedir. Türkçe metne dönüşüm esnasında Braille-2 kısaltmaları ve morfolojik analiz işlemlerinde kullanılan ek zincirlerinden faydalanılmaktadır. Bu bölümün ayrıntılarına aşağıda değinilmektedir. 3.1 Braille Görüntüde Karakterlerin Algılanması Giriş olarak alınan Braille görüntü metni üzerinde karakter algılama işleminin gerçekleşebilmesi için görüntü metninin çeşitli morfolojik işlemelerden geçirilip görüntüdeki karakterlerin çerçevelendirilmesi gerekmektedir. Önce dış ortamdan alınan Braille görüntü metninde ortaya çıkabilecek istenmeyen gürültülerin yok edilmesi gerekmektedir. Gürültülerin yok edilmesi için görüntü metni önişlemlere tabi tutulur. Braille görüntü metninin gri seviyeye dönüşümü gerçekleştirilir. Sonra görüntü üzerinde süzgeçler gezdirilerek gürültülerin giderilmesi sağlanır. Gürültülerden arındırılan görüntü metninin daha sağlıklı analiz edilebilmesi için ikili düzeye dönüşümü gerçekleştirilir. Yukarıdaki işlemlerden gecen metin, sahip olduğu orijinal anlamlı bilginin bir kısmını kaybetmiştir. Kaybedilen bilginin geri elde edilmesi için görüntü metni üzerinde morfolojik işlemler uygulanır. Bütün bu işlemlerden geçen görüntü metni üzerinde sonra satırlar ve satırlardaki kelimelerin bulunmasına geçilir. Yapılan işlemler Şekil 10’da gösterilmiştir.

Şekil 10: Braille metin üzerindeki işlem adımları.

Genişletilmiş ikili seviyeye getirilen görüntü metni üzerinde satır algılanması işlemi gerçekleştirilmektedir. Braille kodlamasında noktalar arası, harfler arası ve satırlar arası oranlar sabittir[3]. Görüntü metni üzerinde yatay ve düşey histogramlar alınarak satırlar ve satırlardaki kelimeler belirlenir.

Şekil 10: Görüntü metnindeki satır ve kelimelerin

algılanması.

858

SIU2010 - IEEE 18.Sinyal isleme ve iletisim uygulamalari kurultayi - Diyarbakir

Görüntü üzerinde elde edilen çerçevelerden yararlanılarak, her bir çerçevedeki karakterin hangi noktalardan oluştuğu tespit edilir. Örneğin Şekil 10’daki metin için, birinci satır, 234_134 134_15_346 gibi bir diziye uygun gelmektedir. Braille görüntü metni üzerinde yapılacak olan karakter algılama işlemi böylelikle sonlandırılır. Bir sonraki işlemde görüntü metni üzerinde algılanan her bir kelimenin Türkçe metne çevirisi gerçekleştirilir. 3.1. Algılanan Braille-2 Metin Zincirinin Dönüşümü Çalışmanın bu bölümünde noktalar zinciri şeklinde belirlenen kelimelerin Türkçe metne çevirisi üzerinde durulmuştur. Noktalar zincirinin kelime karşılıkları Braille-2 kısaltmaları ve oluşturulan Türkçe ek zincirleri kullanılarak bulunmaktadır.

Şekil 11: Braille noktalar zincirinin Türkçe metne dönüşümü. Braille-2 metin zincirlerinin Türkçe metne dönüşümü, Braille-2 kısaltmaları, Türkçe kökler ve ek zincirlerinin oluşturduğu yapı içerisinde, doğru metni aramaya dayanmaktadır. Arama işleminde ilk yapılması gereken kelime kökünün bulunmasıdır. Kök bulma işlemi, giriş olarak gelen Braille-2 metin zincirinin, Braille kısaltmalarında karşılığının aranmasına ve bu arama sonucu elde edilen kökün Türkçe kök veri tabanında var olup olmadığının irdelenmesine dayanmaktadır. Aramalar sonucunda elde edilen kökün türü önem taşımaktadır. Çünkü herhangi bir türden sonra gelecek olan ek kümesi sınırlıdır. Bir sonraki işlemde, kelimenin geri kalanına ulaşılmaya çalışılırken bulunan kök türünden sonra gelebilecek ek kümesi araştırılmaktadır. Bu şekilde kelimenin kalan kısmının aranması dar bir alanda gerçekleşecektir. Köke ulaşıldıktan sonra ekler zinciri tespit edilmeye çalışılır. Eklerin tespiti, Braille-2 metin zincirinin kalan kısmının Braille kısaltma karşılığının aranması işlemi olup kök bulma işlemine benzerdir. Türkçedeki her ekten sonra gelebilecek ek kümesi sınırlı olduğundan yapılan aramalar kısıtlı olmaktadır. Çeviri sonucu elde edilen Türkçe metin imla hataları düzeltme sisteminden geçirilir. Bu sistemin amacı, Braille-2 yazıda göz ardı edilen düşme, yumuşama vb. dil olaylarının çevrilen metindeki kelimelere tekrar uygulanmasıdır.

Şekil 13: Braille-2’den Türkçe metne dönüşüm.

4. Sonuçlar Bu çalışmada, görme engelli insanlarla normal insanlar arasında metinsel olarak iletişimi amaçlayan bir çeviri sistemi önerilmiş ve kodlanmıştır. Çeviri sistemi Türkçe-Braille-2 metin için iki aşamalı olarak tasarlanmıştır. Birinci aşamada, Türkçe metnin, doğal dil işleme kurallarına dayanarak, Braille-2 metin karşılığının elde edilmesi amaçlanmıştır. İkinci aşamada, Braille-2 metnin, benzeri şekilde doğal dil işleme kurallarına dayanarak, Türkçe metin karşılığı üretilmektedir. Çeviri esnasında Türkçe kelimeler morfolojik analizden geçirilip, kelime kökü üzerinde ek almak suretiyle oluşan yumuşama, düşme vb. değişimler yok edilip çeviri işlemi gerçekleştirilmiştir. Türkçe kelimelerin yapılan morfolojik işlemlerin sebebi Braille kodlamada yumuşama, düşme vb. dil olaylarının göz ardı edilmesidir. Çeviride Braille-2 kısalmaları kullanılarak oluşan Braille metnin kısaltılması sağlanmıştır. Sistem saf metin ve bazı matematiksel ifadelere yönelik tasarlanmıştır. Tasarlanan sistemde, Türkçe metinden Braille-2 metne çeviri, yapılan deneylerde %100 başarı sağlanmıştır. Braille-2 metin çevirisinde ise ortalama %90 başarı elde edilmiştir.

5. Kaynakça

[1] Milli Eğitim Yayınları, “Braille Kabartma Yazı Kılavuzu”,1. Baskı, Milli Eğitim Basımevi, İst., 1991.

[2] Sterr, A., Gren,L., Elbert,T., “ Blind Braille readers mislocate tactile stimult”, Biological Psychology 63(2003) 117-127

[3] Nabiyev V. V., “Yapay Zeka: İnsan-Bilgisayar Etkileşimi”, 3. Baskı, Seçkin Yayınevi , Ankara, 2010,695-704.

[4] Nabiyev, V., Bayrak, S., Üstübioğlu, A., “Intelligent Communication Between Hearing Disabled People And Visual Disabled People” The 2nd International Conference “Problems of Cybernetics and Informatics”, Vol II, September 10-12, 2008

[5] Jiang,M., Gielen,G., Drabek,E., Xia,Y., Tan,G., Bao,T., “Braille to print translations for Chinese”, Information and software Technology 44 (2002) 91-100

[6] Nabiyev, V.V., “Automatic Recognition System for Turkish Braille Coding”, ASYU’06, Yildiz University, Turkey, July, (2006), 189-193

[7] Flickschuh, H. C., Busboom, M., Zagler, W. L., “Computer assisted braille production in Austria”, Journal of Microcomputer Applications, Volume 13, Issue 2, April 1990, Pages 115-121

[8] Habib, M., “A reading system for the blind based on geometrical shapes”, Computers & Education, Volume 12, Issue 2, 1988, Pages 311-320

[9] Seiler, F. P., Oberleitner,W., “German language grade 2 to ASCII braille translator”, Journal of Microcomputer Applications, Volume 13, Issue 2, April 1990, Pages 185-191

[10]Seufert, W. D., Lachiver, G., “An “open” braille communication system for the blind”, Public Health, Volume 96, Issue 1, January 1982, Pages 43-47

[11] Stanley, P. B. , Karshmer, A. I., “An Translating MathML into Nemeth Braille Code”, K. Miesenberger et al. (Eds.): ICCHP 2006, LNCS 4061, pp. 1175 – 1182, 2006

a ) Braille-2 Metin

234_134_123456_146_45_245_1_34_56_145_134_35_1356_1456_1345_56_146_56_2345_35_1356_14_1_56

_2345_1 b) Braille-2 Metin Zinciri

Osmanlılaştıramadıklarımızdanmışsınızcasına

c) Türkçe Metin

859

SIU2010 - IEEE 18.Sinyal isleme ve iletisim uygulamalari kurultayi - Diyarbakir