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基于MATLAB的BP神經網絡的數字圖像識別論文.doc

'基于MATLAB的BP神經網絡的數字圖像識別論文.doc'
?基于MATLAB BP神經網絡的數字圖像識別【摘要】 隨著現代社會的發展,信息的形式和數量正在迅猛增長。其中很大一部分是圖像,圖像可以把事物生動的呈現在我們面前,讓我們更直觀地接受信息。同時,計算機已經作為一種人們普遍使用的工具為人們的生產生活服務。如今我們也可以把這些技術應用在交通領域。作為智能交通系統(InteUigent Traffic System,簡稱ITS)中的一個重要組成部分的車牌識別技術,當然就是其中的重點研究對象。車輛牌照識別(License P1ate Recognition,簡稱LPR),是一種關于計算機的包括圖像處理、數學技術、數據庫、信息技術以及智能技術于一體的綜合技術。用MATLAB做車牌識別比用其他工具有許多優勢,因為MATLAB在圖像的灰度化、二值化、濾波等方面都有很大優勢,所以,本次實驗我們利用MATLAB的這些優點來對車牌進行識別?!娟P鍵詞】BP神經網絡;圖像識別;字符識別;特征提??;車牌;Matlab 一 課題研究背景(一) 圖像識別的提出及應用隨著信息化時代的不斷發展,人們越來越多地使用信息化的手段來解決各種問題——辦公自動化、先進制造業、電子商務等利用計算機技術而產生的新興行業正不斷靠近我們的生活。在信息社會中,我們每天都接觸大量的數據——工作數據、個人數據、無意間獲得的數據等——在這些數據中,有些數據需要我們人工處理,而有些則可以利用計算機快速準確的完成——字符識別就是其中的一個疇。字符識別是一種圖像識別技術,他的輸入是一帶有某種字符的圖片,而輸出則是計算機中對于圖片中字符的反應結果。所以,可以廣泛的應用于各種領域:如,車牌檢測、手寫識別、自動閱讀器、機器視覺……在生活生產的各個方面都起到了非常重要的作用。(二)圖像識別技術的發展趨勢雖然圖像識別技術還不是非常成熟,但現其已經有了很多可喜的成果,比如圖像模式識別,圖像文字識別。并且其還在飛速的發展著,圖像識別的應用正朝著不同的領域滲透著,像計算機圖像生成,圖像傳輸與圖像通信,高清晰度電視,機器人視覺及圖像測量,辦公室自動化,像跟蹤及光學制導 ,醫用圖像處理與材料分析中的圖像分析系統,遙感圖像處理和空間探測,圖像變形技術等等。從所列舉的圖像技術的多方面應用及其理論基礎可以看出,它們無一不涉及高科技的前沿課題,充分說明了圖像技術是前沿性與基礎性的有機統一??梢灶A計21世紀,圖像技術將經歷一個飛躍發展的成熟階段,為深入人民生活創造新的文化環境,成為提高生產的自動化、智能化水平的基礎科學之一。圖像技術的基礎性研究,特別是結合人工智能與視覺處理的新算法,從更高水平提取圖像信息的豐富涵,成為人類運算量最大、直觀性最強,與現實世界直接聯系的視覺和“形象思維”這一智能的模擬和復現,是一個很難而重要的任務?!皥D像技術”這一上世紀后期誕生的高科技之花,其前途是不可限量的。隨著21世紀經濟全球化和信息時代的發展,作為信息來源的自動檢測、圖像識別技術越來越受到人們的重視。近年來計算機的飛速發展和數字圖像處理技術的日趨成熟,為傳統的交通管理帶來了巨大轉變。圖像處理技術發展相當快,而其中對汽車牌照等相關信息的自動采集和管理對于交通車輛管理、園區車輛管理、停車場管理、交警稽查等方面有著十分重要的意義,成為信息處理技術的一項重要研究課題。汽車牌照自動識別系統就是在這樣的背景與目的下進行研究開發的。車輛牌照識別(License Plate Recognition,LPR)技術作為交通管理自動化的重要手段之一,其任務是分析、處理汽車監控圖像,自動識別汽車牌照,并進行相關智能化數據庫管理。(三)圖像識別的機理圖像識別是人工智能的一個重要領域。為了編制模擬人類圖像識別活動的計算機程序,人們提出了不同的圖像識別模型。例如模板匹配模型。這種模型認為,識別某個圖像,必須在過去的經驗中有這個圖像的記憶模式,又叫模板。當前的刺激如果能與大腦中的模板相匹配,這個圖像也就被識別了。例如有一個字母A,如果在腦中有個A模板,字母A的大小、方位、形狀都與這個A模板完全一致,字母A就被識別了。這個模型簡單明了,也容易得到實際應用。但這種模型強調圖像必須與腦中的模板完全符合才能加以識別,而事實上人不僅能識別與腦中的模板完全一致的圖像,也能識別與模板不完全一致的圖像。例如,人們不僅能識別某一個具體的字母A,也能識別印刷體的、手寫體的、方向不正、大小不同的各種字母A。同時,人能識別的圖像是大量的,如果所識別的每一個圖像在腦中都有一個相應的模板,也是不可能的。為了解決模板匹配模型存在的問題,格式塔心理學家又提出了一個原型匹配模型。這種模型認為,在長時記憶中存儲的并不是所要識別的無數個模板,而是圖像的某些“相似性”。從圖像中抽象出來的“相似性”就可作為原型,拿它來檢驗所要識別的圖像。如果能找到一個相似的原型,這個圖像也就被識別了。這種模型從神經上和記憶探尋的過程上來看,都比模板匹配模型更適宜,而且還能說明對一些不規則的,但某些方面與原型相似的圖像的識別。但是,這種模型沒有說明人是怎樣對相似的“刺激”進行辨別和加工的,它也難以在計算機程序中得到實現。因此又有人提出了一個更復雜的模型,即“泛魔”識別模型。所謂泛魔,即這個模型把圖像識別過程分為不同的層次,每一層次都有承擔不同職責的特征分析機制稱作一種"小魔鬼",由于有許許多多這樣的機制在起作用,因此叫做“泛魔”識別模型。這一模型的特點在于它的層次的劃分。自20世紀60年代初期出現第一代產品開始,經過30多年的不斷發展改進,字符識別技術的研究已經取得了令人矚目的成果。目前印刷體的識別技術已經達到較高水平。識別圍也從原來指定的印刷體數字、英文字母和部分符號,發展成為可以自動進行版面分析、表格識別,實現混合文字、多字體、多字號、橫豎混排識別的強大的計算機信息快速錄入工具。對印刷體漢字的識別率達到98%以上,即使對印刷質量較差的文字其識別率也達到95%以上。(四)本文的研究容本文將以車牌作為研究對象,從數字、字母、漢字開始逐步提高識別的圍,針對圖片中的字符提出一套切實可行的識別算法,并且在試驗中不斷改進。在開發期間,以功能強大的Matlab作為編程平臺,利用一些行之有效的技術提高識別算法的性能,從而完成相應的識別軟件。二 算法分析與設計 (一)特征分析中國汽車牌照中使用的字符集包括59個漢字、25個大寫英文字母(字母不包含I)和10個阿拉伯數(0-9),三種類型共94個,且都是印刷體,結構固定、筆畫規。牌照在圖像中占有的高度從20個像素到50個像素不等。對于國牌照來說,一般的車輛正面牌照中水平排列著7個字符,其標準車牌樣式:XlX2:·X3X4X5X6X7;X1是各省,直轄市的簡稱:如“” 、“桂”,或者特種車輛類型如“警”;全角X2是英文字母,表示各省的不同地區;X3從是英文字母或阿拉伯數字; ; X3X4X5X6X7均是阿拉伯數字。 (二)技術路線 1 原理分析 由于車輛牌照是機動車唯一的管理標識符號,在交通管理中具有不可替代的作用,因此車輛牌照識別系統應具有很高的識別正確率,對環境光照條件、拍攝位置和車輛行駛速度等。省略部分。微軟總裁兼首席軟件設計師比爾。蓋茨所説:“通向最高管理層的最迅捷的途徑,是主動承擔別人都不愿意接手的工作,并在其中展示你出眾的創造力和解決問題的能力?!?把問題想透徹 把問題想透徹,是一種很好的思維品質。只要把問題想透徹了,才能找到問題到底是什么,才能找到解決問題最有效的手段。 不找借口 美國成功學家格蘭特納說過這樣的話:“如果你有為自己系鞋帶的能力,你就有上天摘星星的機會!”一個人對待生活和工作是否負責是決定他能否成功的關鍵。一名高效能人士不會到處為自己找借口,開脫責任;相反,無倫出現什么情況,他都會自覺主動地將自己的任務執行到底。 要事第一 創設遍及全美的事務公司的亨瑞。杜哈提說,不論他出多小兩種能力是:第一,能思想;第二,能按事情的重要程度來做事。因此,在工作中,如果我們不能選擇正確的事情去做,那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情,直到發現正確的事情為止。 運假公濟私,那么你要嘗試學習如何與不同的人相處,提高自己化 能人士的50個習慣 在行動前設定目標 有目標未必能夠成功,但沒有目標的肯定不能成功。著名的效率提升大師博思.西説:“成功就是目標的達成,其他都是這句話的注釋?!爆F實中那些頂尖的成功人士不是成功了才設定目標,而是設定了目標才成功。 一次做好一件事 著名的效率提升大師博思.西有一個著名的論斷:“一次做好一件事的人比同時涉獵多個領域的人要好得多?!备惶m克林將自己一生的成就歸功于對“在一定時期不遺余力地做一件事”這一信條的實踐。 培養重點思維 從重點問題突破,是高效能人士思考的一項重要習慣。如果一個人沒有重點地思考,就等于無主要目標,做事的效率必然會十分低下。相反,如果他抓住了主要矛盾,解決問題就變得容易多了。 發現問題關鍵 在許多領導者看來,高效能人士應當具備的最重要的能力就是發現問題關鍵能力,因為這是通向問題解決的必經之路。正如微軟總裁兼首席軟件設計師比爾。蓋茨所説:“通向最高管理層的最迅捷的途徑,是主動承擔別人都不愿意接手的工作,并在其中展示你出眾的創造力和解決問題的能力?!?把問題想透徹 把問題想透徹,是一種很好的思維品質。只要把問題想透徹了,才能找到問題到底是什么,才能找到解決問題最有效的手段。 不找借口 美國成功學家格蘭特納說過這樣的話:“如果你有為自己系鞋帶的能力,你就有上天摘星星的機會!”一個人對待生活和工作是否負責是決定他能否成功的關鍵。一名高效能人士不會到處為自己找借口,開脫責任;相反,無倫出現什么情況,他都會自覺主動地將自己的任務執行到底。 要事第一 創設遍及全美的事務公司的亨瑞。杜哈提說,不論他出多小兩種能力是:第一,能思想;第二,能按事情的重要程度來做事。因此,在工作中,如果我們不能選擇正確的事情去做,那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情,直到發現正確的事情為止。 運假公濟私,那么你要嘗試學習如何與不同的人相處,提高自己化 能人士的50個習慣 在行動前設定目標 有目標未必能夠成功,但沒有目標的肯定不能成功。著名的效率提升大師博思.西説:“成功就是目標的達成,其他都是這句話的注釋?!爆F實中那些頂尖的成功人士不是成功了才設定目標,而是設定了目標才成功。 一次做好一件事 著名的效率提升大師博思.西有一個著名的論斷:“一次做好一件事的人比同時涉獵多個領域的人要好得多?!备惶m克林將自己一生的成就歸功于對“在一定時期不遺余力地做一件事”這一信條的實踐。 培養重點思維 從重點問題突破,是高效能人士思考的一項重要習慣。如果一個人沒有重點地思考,就等于無主要目標,做事的效率必然會十分低下。相反,如果他抓住了主要矛盾,解決問題就變得容易多了。 發現問題關鍵 在許多領導者看來,高效能人士應當具備的最重要的能力就是發現問題關鍵能力,因為這是通向問題解決的必經之路。正如微軟總裁兼首席軟件設計師比爾。蓋茨所説:“通向最高管理層的最迅捷的途徑,是主動承擔別人都不愿意接手的工作,并在其中展示你出眾的創造力和解決問題的能力?!?把問題想透徹 把問題想透徹,是一種很好的思維品質。只要把問題想透徹了,才能找到問題到底是什么,才能找到解決問題最有效的手段。 不找借口 美國成功學家格蘭特納說過這樣的話:“如果你有為自己系鞋帶的能力,你就有上天摘星星的機會!”一個人對待生活和工作是否負責是決定他能否成功的關鍵。一名高效能人士不會到處為自己找借口,開脫責任;相反,無倫出現什么情況,他都會自覺主動地將自己的任務執行到底。 要事第一 創設遍及全美的事務公司的亨瑞。杜哈提說,不論他出多小兩種能力是:第一,能思想;第二,能按事情的重要程度來做事。因此,在工作中,如果我們不能選擇正確的事情去做,那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情,直到發現正確的事情為止。 運假公濟私,那么你要嘗試學習如何與不同的人相處,提高自己化 袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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