Я пытаюсь создать OCR, вычислив коэффициент корреляции между символами, извлеченными из изображения, с каждым символом, который я предварительно сохранил в базе данных. Моя реализация основана на Java, и предварительно сохраненные символы загружаются в ArrayList в начале приложения, т.е.

ArrayList<byte []> storedCharacters, extractedCharacters;
storedCharacters = load_all_characters_from_database();
extractedCharacters = extract_characters_from_image();

// Calculate the coefficent between every extracted character
// and every character in database.
double maxCorr = -1;
for(byte [] extractedCharacter : extractedCharacters)
  for(byte [] storedCharacter : storedCharactes)
  {
     corr = findCorrelation(extractedCharacter, storedCharacter)
     if (corr > maxCorr)
       maxCorr = corr;
  }
...
...
public double findCorrelation(byte [] extractedCharacter, byte [] storedCharacter)
{
  double mag1, mag2, corr = 0;
  for(int i=0; i < extractedCharacter.length; i++)
  {
     mag1 += extractedCharacter[i] * extractedCharacter[i];
     mag2 += storedCharacter[i] * storedCharacter[i];
     corr += extractedCharacter[i] * storedCharacter[i];
  } // for
  corr /= Math.sqrt(mag1*mag2);
  return corr;
}

Количество извлеченных символов составляет около 100-150 на изображение, но в базе данных хранится 15600 двоичных символов. Проверка коэффициента корреляции между каждым извлеченным символом и каждым сохраненным символом влияет на производительность, поскольку для завершения каждого изображения требуется около 15-20 секунд с процессором Intel i5. Есть ли способ улучшить скорость этой программы или предложить другой путь построения, дающий аналогичные результаты. (Результаты, полученные при сравнении каждого символа с таким большим набором данных, довольно хороши).

заранее спасибо

ОБНОВЛЕНИЕ 1

public static void run() {
    ArrayList<byte []> storedCharacters, extractedCharacters;
    storedCharacters = load_all_characters_from_database();
    extractedCharacters = extract_characters_from_image();
    
    // Calculate the coefficent between every extracted character
    // and every character in database.
    computeNorms(charComps, extractedCharacters);       
    double maxCorr = -1;
    for(byte [] extractedCharacter : extractedCharacters)
      for(byte [] storedCharacter : storedCharactes)
      {
         corr = findCorrelation(extractedCharacter, storedCharacter)
         if (corr > maxCorr)
           maxCorr = corr;
      }
    }
}
private static double[] storedNorms;
private static double[] extractedNorms;
       
// Correlation  between to binary images
public static double findCorrelation(byte[] arr1, byte[] arr2, int strCharIndex, int extCharNo){
         final int dotProduct = dotProduct(arr1, arr2);
         final double corr = dotProduct * storedNorms[strCharIndex] * extractedNorms[extCharNo];
         return corr;
}
    
public static void computeNorms(ArrayList<byte[]> storedCharacters, ArrayList<byte[]> extractedCharacters) {
          storedNorms = computeInvNorms(storedCharacters);
          extractedNorms = computeInvNorms(extractedCharacters);
}
    
private static double[] computeInvNorms(List<byte []> a) {
         final double[] result = new double[a.size()];
         
         for (int i=0; i < result.length; ++i) 
            result[i] = 1 / Math.sqrt(dotProduct(a.get(i), a.get(i)));
         return result;
}
      
private static int dotProduct(byte[] arr1, byte[] arr2) {
         int dotProduct = 0; 
         for(int i = 0; i< arr1.length; i++)
            dotProduct += arr1[i] * arr2[i];
          
         return dotProduct;
}