基于圖像識(shí)別的財(cái)務(wù)報(bào)銷憑證預(yù)處理和錄入系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步研究

羅宏

(重慶市大足區(qū)人民醫(yī)院，重慶 402360)

0 引言

信息化時(shí)代背景下通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決目前企業(yè)存在的財(cái)務(wù)報(bào)銷效率問(wèn)題成為目前的共識(shí)，通過(guò)智能化的信息技術(shù)手段可以降低企業(yè)財(cái)務(wù)運(yùn)營(yíng)成本，減少不必要的財(cái)務(wù)報(bào)銷環(huán)境，提高財(cái)務(wù)報(bào)銷準(zhǔn)確度[1]。我國(guó)目前在國(guó)企集團(tuán)化整合過(guò)程中，企業(yè)之間的交易行為更加繁雜，公司票據(jù)業(yè)務(wù)呈高比例增長(zhǎng)，行政管轄下手續(xù)更為復(fù)雜，如何利用智能化的錄入方式來(lái)對(duì)紙質(zhì)票據(jù)進(jìn)行識(shí)別和錄入是未來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)[2]。

關(guān)于財(cái)務(wù)票據(jù)的信息化處理，歐美國(guó)家早就開(kāi)始了研究和深入，并取得了較好的效果。例如MIT信息化研究中心的人員Parik[3]對(duì)于酒店的財(cái)務(wù)問(wèn)題和管理行為進(jìn)行了剖析，利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)酒店的財(cái)務(wù)信息進(jìn)行了整合并研發(fā)出第一代酒店財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)，對(duì)于該州的酒店財(cái)務(wù)安全有了質(zhì)的提升。Feng X[4-5]通過(guò)分析東京通信公司的業(yè)務(wù)來(lái)往，將通信類企業(yè)的業(yè)務(wù)管理和往來(lái)進(jìn)行了數(shù)字化運(yùn)作，提高了財(cái)務(wù)管理效率，并繼續(xù)摸索和研發(fā)出能夠匹配于通信公司的財(cái)務(wù)報(bào)銷系統(tǒng)。

我國(guó)的財(cái)務(wù)信息化進(jìn)程較慢，起步落后，目前來(lái)看依然缺乏適應(yīng)于中國(guó)特色的財(cái)務(wù)管理報(bào)銷系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：首先，我國(guó)大部分國(guó)企事業(yè)單位依然遵循紙質(zhì)票據(jù)加簽字的財(cái)務(wù)管理方式，對(duì)于紙質(zhì)票據(jù)的圖像識(shí)別存在一定技術(shù)難題，無(wú)法做到百分之百識(shí)別[6-9]；其次，大型國(guó)有企業(yè)集團(tuán)公司，下屬子公司財(cái)務(wù)獨(dú)立，具有各自相互不同的財(cái)務(wù)報(bào)銷和管理系統(tǒng)，這些不同系統(tǒng)之間不能夠互通，使得財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)之間的共享存在很大障礙[10]。

針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出以JavaEE框架為基礎(chǔ)構(gòu)件SOA財(cái)務(wù)憑證自動(dòng)識(shí)別錄入的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過(guò)圖像識(shí)別方式進(jìn)行錄入，并將其進(jìn)行處理后進(jìn)行進(jìn)一步的管理和操作，并以某企業(yè)財(cái)務(wù)管理方式為實(shí)踐對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了財(cái)務(wù)票據(jù)掃描、版面識(shí)別和圖像切分傳輸?shù)燃夹g(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行流暢穩(wěn)定，大大提高了企業(yè)的財(cái)務(wù)報(bào)銷效率。

1 系統(tǒng)需求分析

本文所涉及的財(cái)務(wù)管理和錄入系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)3大部分的功能。首先，對(duì)財(cái)務(wù)憑證進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與信息采集，獲取票據(jù)中有價(jià)值的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)；其次，將第一步獲取的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記并自動(dòng)生成財(cái)務(wù)入賬憑證；最后，將生成的電子財(cái)務(wù)憑證輸入到企業(yè)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)歸類和入賬、做賬功能。除此之外，該系統(tǒng)還應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)票據(jù)合理性的識(shí)別，對(duì)業(yè)務(wù)類型的匹配和實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的信息互通功能，其實(shí)現(xiàn)的基本流程如圖1所示。

圖1 業(yè)務(wù)流程功能

1.1 影像處理功能

影像處理功能主要通過(guò)對(duì)財(cái)務(wù)憑證進(jìn)行拍照、處理、上傳和切割4個(gè)子功能的實(shí)現(xiàn)獲取合理的財(cái)務(wù)憑據(jù)。該功能的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)處理器結(jié)合掃描儀和照相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在掃描過(guò)程中刪除不必要的數(shù)據(jù)，保留有價(jià)值的圖像進(jìn)行效果增加來(lái)提高識(shí)別概率，識(shí)別完成后將以系統(tǒng)模板的方式進(jìn)行儲(chǔ)存。

1.2 業(yè)務(wù)處理功能

財(cái)務(wù)票據(jù)的業(yè)務(wù)處理根據(jù)企業(yè)要求的不同主要分為4大類，分別為票據(jù)入庫(kù)、歸類、錄制和異常反饋。票據(jù)入庫(kù)過(guò)程中首先是將通用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，獲取不同的對(duì)應(yīng)字段；票據(jù)歸類過(guò)程中，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型、不同費(fèi)用登記和不同員工類別進(jìn)行自由定制，歸類完成后的憑證將自動(dòng)記賬并保存；票據(jù)錄制是存留原始記錄方便最終的對(duì)賬和查漏補(bǔ)缺；異常反饋是對(duì)于業(yè)務(wù)處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)生異常數(shù)據(jù)時(shí)提醒財(cái)務(wù)工作人員及時(shí)進(jìn)行處理確保財(cái)務(wù)入賬的穩(wěn)定性。

1.3 業(yè)務(wù)管理功能

業(yè)務(wù)管理功能主要是對(duì)財(cái)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)、任務(wù)和運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行管理和編輯，通過(guò)對(duì)不同優(yōu)先級(jí)和任務(wù)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化得到針對(duì)性的作業(yè)方法，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控對(duì)企業(yè)財(cái)務(wù)進(jìn)行把關(guān)。

1.4 數(shù)據(jù)整合功能

大多數(shù)集團(tuán)子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)和信息較為獨(dú)立，不同的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)就會(huì)形成異構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)整合功能的目的就是利用XML技術(shù)將處理后的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化轉(zhuǎn)換為憑證報(bào)文，確保各個(gè)子公司之間的相關(guān)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行共享和統(tǒng)一管理。

2 圖像識(shí)別與自動(dòng)錄入設(shè)計(jì)

由于篇幅所限，本文主要介紹關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)與思路。

2.1 邏輯架構(gòu)

本文所設(shè)計(jì)的財(cái)務(wù)自動(dòng)錄入系統(tǒng)采用的架構(gòu)為SSH(Hibernate+Spring+Struts2)架構(gòu)，封裝方式為DAO粗粒度進(jìn)行CRUD數(shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和持久層操作，信息數(shù)據(jù)的管理采用Spring進(jìn)行展開(kāi)。其主要的架構(gòu)方式和邏輯解構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

2.2 圖像采集與識(shí)別

對(duì)于紙質(zhì)票據(jù)的電子化處理，本文設(shè)計(jì)的處理系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，信息采集設(shè)備的調(diào)用和控制用ActiveX來(lái)實(shí)現(xiàn)。采集過(guò)程中，這一控件安裝到瀏覽器中，將其與計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)，從而能夠?qū)笃诘膱D像備份、分割、識(shí)別、重組等實(shí)現(xiàn)可視化操作。

(1)圖像的識(shí)別

這一功能模塊通過(guò)對(duì)發(fā)票以及憑證進(jìn)行掃描，然后匹配系統(tǒng)中的模板庫(kù)，識(shí)別并獲取轉(zhuǎn)換后的JSON信息并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以某發(fā)票為例，識(shí)別界面和識(shí)別過(guò)程中的算法如圖3所示。

圖3 票據(jù)識(shí)別過(guò)程中的算法

(2)財(cái)務(wù)憑證復(fù)核

財(cái)務(wù)憑證的復(fù)核是財(cái)務(wù)管理工作中非常重要的步驟，財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)入賬之前必須復(fù)核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。財(cái)務(wù)憑證通過(guò)校驗(yàn)錄入進(jìn)系統(tǒng)的模塊進(jìn)行檢驗(yàn)，具體實(shí)現(xiàn)有2個(gè)方面：首先，對(duì)錄入數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性進(jìn)行校驗(yàn)，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別過(guò)程中由于印刷質(zhì)量問(wèn)題往往會(huì)遺漏重要的財(cái)務(wù)信息，缺項(xiàng)和虛假信息必須進(jìn)行識(shí)別；其次，對(duì)錄入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，這一校核過(guò)程在第一步初步篩選的基礎(chǔ)上由財(cái)務(wù)人員進(jìn)行人工校驗(yàn)，當(dāng)自動(dòng)識(shí)別的數(shù)據(jù)超過(guò)范圍值時(shí)會(huì)提供工作人員異常情況。其操作識(shí)別界面如圖4所示。

圖4 自動(dòng)識(shí)別憑證復(fù)核流程

2.3 自動(dòng)錄入

財(cái)務(wù)憑證的圖像完成采集和歸類后，便可以根據(jù)財(cái)務(wù)票據(jù)的不同類別和需求進(jìn)行錄入工作。本系統(tǒng)的財(cái)務(wù)錄入根據(jù)事先設(shè)定的電子數(shù)據(jù)場(chǎng)景進(jìn)行歸類和匹配，在應(yīng)用場(chǎng)景中根據(jù)模板生成電子入賬憑證并儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，在財(cái)務(wù)憑證錄入的過(guò)程中，還可以將原始的報(bào)銷單據(jù)圖像進(jìn)行保存實(shí)現(xiàn)雙重檔案管理。

3 財(cái)務(wù)系統(tǒng)的改進(jìn)

本文所設(shè)計(jì)的財(cái)務(wù)憑據(jù)自動(dòng)錄入系統(tǒng)雖然極大地減少了財(cái)務(wù)工作人員的工作時(shí)間，避免了大量重復(fù)工作，但是這一處理系統(tǒng)基于DHT負(fù)載均衡算法對(duì)于實(shí)際工作中計(jì)算機(jī)的性能消耗較大，因此需要解決用戶在實(shí)際操作過(guò)程中的快速響應(yīng)問(wèn)題，提高體驗(yàn)。因此，本文提出利用GA算法來(lái)對(duì)DHT負(fù)載算法進(jìn)行改善，在DHT負(fù)載算法中植入本系統(tǒng)的信息處理內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用來(lái)提高DHT均衡算法的整體性，因此本文通過(guò)應(yīng)用4臺(tái)計(jì)算器用于對(duì)服務(wù)內(nèi)部進(jìn)行機(jī)構(gòu)架設(shè)，其中一臺(tái)用于對(duì)服務(wù)器機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，另外3臺(tái)用于對(duì)系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和串聯(lián)，其基本的分工如表1所示。

表1 改進(jìn)算法后的計(jì)算器配置方案

(1)平均響應(yīng)時(shí)間分析

通過(guò)模擬財(cái)務(wù)報(bào)銷過(guò)程中的實(shí)際操作過(guò)程，本文對(duì)原算法條件下和改進(jìn)算法條件下的系統(tǒng)數(shù)據(jù)響應(yīng)周期進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)并生成了曲線，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)不同算法的響應(yīng)時(shí)間曲線

在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，首先利用多線程數(shù)據(jù)向服務(wù)器發(fā)送需求，然后等待系統(tǒng)做出響應(yīng)并進(jìn)行響應(yīng)周期計(jì)算。分析可知，在連接數(shù)20以內(nèi)時(shí)，傳統(tǒng)算法和改進(jìn)算法并沒(méi)有顯著差別，呈近似正相關(guān)線性增長(zhǎng)；但是當(dāng)連接數(shù)超過(guò)20之后，采用原算法所耗費(fèi)的時(shí)間明顯高于改進(jìn)算法的響應(yīng)時(shí)間，說(shuō)明并發(fā)數(shù)越多改進(jìn)算法優(yōu)勢(shì)越明顯。在復(fù)雜的財(cái)務(wù)報(bào)銷操作流程中改進(jìn)算法可以獲取較明顯的響應(yīng)體驗(yàn)。

(2)數(shù)據(jù)吞吐量分析

測(cè)試過(guò)程中，首先利用多線程數(shù)據(jù)向服務(wù)器發(fā)送需求，采用階梯式方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，然后等待系統(tǒng)做出響應(yīng)并統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)不同算法的吞吐量對(duì)比曲線

由圖6可知，改進(jìn)算法在連接數(shù)10以內(nèi)時(shí)其數(shù)據(jù)吞吐量與常規(guī)算法相比優(yōu)勢(shì)不甚明顯；但是當(dāng)連接數(shù)超過(guò)20次之后數(shù)據(jù)吞吐量呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，當(dāng)連接數(shù)為100次時(shí)，改進(jìn)算法的數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到約7.5 MB/s,而常規(guī)算法的數(shù)據(jù)吞吐量?jī)H為5.3 MB/s，吞吐效率提升約41.5%。

(3)系統(tǒng)使用便捷性分析

為分析該財(cái)務(wù)報(bào)銷憑證系統(tǒng)的操作便捷性，本文對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的財(cái)務(wù)人員使用該報(bào)銷憑證系統(tǒng)過(guò)程中的體驗(yàn)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，問(wèn)卷內(nèi)容主要體現(xiàn)在系統(tǒng)響應(yīng)速度、系統(tǒng)操作人性化和對(duì)工作效率的提升3個(gè)方面。問(wèn)卷結(jié)果發(fā)現(xiàn)：80%財(cái)務(wù)人員對(duì)該系統(tǒng)的響應(yīng)速度和提升工作效率方面給予了積極的評(píng)價(jià)結(jié)論，對(duì)于系統(tǒng)的操作人性化方面認(rèn)為提升不夠明顯。

4 總結(jié)

為解決財(cái)務(wù)報(bào)銷過(guò)程中憑據(jù)錄入工作繁瑣和流程復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)各個(gè)公司之間數(shù)據(jù)共享存在障礙，本文提出了基于圖像識(shí)別技術(shù)的財(cái)務(wù)報(bào)銷憑證自動(dòng)錄入設(shè)計(jì)方案，開(kāi)展了基于SSH架構(gòu)的錄入預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)需求、模塊設(shè)計(jì)和實(shí)踐進(jìn)行了研究分析，結(jié)論如下。

(1)財(cái)務(wù)憑證錄入工作需要解決3個(gè)主要功能：首先，對(duì)財(cái)務(wù)憑證進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與信息采集，獲取票據(jù)中有價(jià)值的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)；其次，將第一步獲取的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記并自動(dòng)生成財(cái)務(wù)入賬憑證；最后，將生成的電子財(cái)務(wù)憑證輸入到企業(yè)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)歸類和入賬、做賬功能。

(2)一個(gè)完善的財(cái)務(wù)報(bào)銷憑證系統(tǒng)應(yīng)該同時(shí)具備影像處理、業(yè)務(wù)處理、業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)整合能力，其中圖像采集和識(shí)別應(yīng)該具備二次復(fù)核和校驗(yàn)的能力。

(3)本文利用GA算法對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行了一定改進(jìn)，取得了一定效果。但是該算法依然不夠智能，未來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化形成一種可以提高運(yùn)算解決實(shí)際問(wèn)題的方式，既能夠發(fā)揮算法的優(yōu)點(diǎn)，還可以進(jìn)一步獲得智能算法的穩(wěn)定性。