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手写数字识别系统的设计与实现
摘要 本手写数字识别系统是一个以 VISUAL STUDIO C++ 为编译环
境,使用 MFC 进行图形图像界面开发的系统。主要功能是通过在点击
手写数字识别菜单下的绘制数字标签弹出的绘制数字窗口中完成数
字的手写,在此窗口中可以进行数字的保存及清屏,然后通过文件菜
单中的打开标签打开所绘制的数字,从而进行数字的预处理,其中包
括灰度化及二值化处理,然后进行特征提取,最后实现数字的识别。
本系统的界面设计友好,流程正确,功能也较为完善。实验结果表明,
本系统具有较高的识别率。
关键词:绘制数字;预处理;特征提取;特征库;数字识别
/
;
目 录
前言 1
概述 2
1 需求分析 4
功能需求分析4
,
性能需求分析4
数据需求分析5
相关软件介绍5
2 手写数字识别系统的设计与基本原理6
系统整体功能模块设计6
手写数字识别系统的基本原理6
数字图像的绘制6
图像的预处理6
)
图像的特征提取7
特征库的建立8
图像数字的识别8
3 手写数字识别系统程序设计8
数字图像的绘制8
数字的特征提取 15
模板特征库的建立 18
数字的识别20
(
总结 23
致谢 24
参考文献 25
前言
自上世纪六十年代以来,计算机视觉与图像处理越来越受到人们的关注,并
逐渐成为一门重要的学科领域。而作为它们的研究对象的数字图像,也因为它含
有研究目标的丰富信息而成为越来越重要的研究对象。图像识别的目标是用计算
机自动完成某些信息的处理,用来替代人工去处理图像分类及识别的任务。
手写数字识别是图像识别学科下的一个分支,是图像处理和模式识别领域研
究的课题之一,由于其具有很强的实用性一直是多年来的研究热点。由于手写体
数字的随意性很大,例如,笔画的粗细,字体的大小,倾斜等等都直接影响到字
符的正确识别,所以手写体数字识别是一个很有挑战性的课题。在过去的数十年
中,研究者们提出了许多的识别方法,取得了较大的成果。手写体数字识别实用
性很强,在大规模数据统计(如例行年检,人口普查),财务,税务,邮件分拣等
等应用领域中都有广阔的应用前景。本课题拟研究手写体数字识别的理论和方
法,开发一个小型的手写体数字识别系统。
在研究手写体数字识别理论和方法的基础上,开发这样一个小型的手写体数
字识别系统需要完成以下主要方面的研究与设计工作: 手写数字绘制的问题、
数字的预处理问题、特征提取问题、特征库的建立问题、数字识别问题。
概述
此手写数字识别系统的需要实现手写数字的绘制功能、手写数字的特征提取
功能、数字的模板特征库的建立功能以及手写数字的识别功能。
在近几年国内外对手写数字识别系统的研究已经取得了进展,一些新的理论
例如基于Hopfield 神经网络、基于小波技术、基于BP 神经网络以及支持向量
机的研究应用在建立手写数字识别系统平台,并且在多数数据库中取得了较好的
测试结果。但是目前仍然存在亟需深入研究解决的问题:1) 识别的准确度需要
达到较好的水平2) 识别的效率要达到很高的水平。数字识别输入的数据通常是
很大的,而高精度与高速度是相互矛盾。这些难点存在的原因是:1) 数字的笔
划简单,而且其笔划差别相对较小,字形相差不大,使得准确区分某些数字有一
些困难;2) 数字虽然只有10 种,且笔划简单,但同一数字写法却千差万别,
全世界的各个国家各个地区的人都在用,则其书写上带有区域特性,很难做出可
以兼顾世界各种写法的、识别率极高的通用性数字识别系统。3)特征库的训练不
够,导致识别率不高。
手写数字识别的研究不仅存在很大的应用价值,由于手写数字识别本身的特
点,对它的研究也存在着重要的理论价值:
1) 阿拉伯数字作为唯一被世界各国通用的符号,所以对手写体数字识别的
研究基本上与文化背景无关,各地的研究工作者可以说是基于同一平台开展工作
的,有利于研究的比较和探讨。
2) 手写数字识别应用广泛,如税表系统,银行支票自动处理和邮政编码自
动识别等。在以前,这些工作需要大量的手工录入,投入的人力物力都相对较多,
而且劳动强度较大。为了适应无纸化办公的需要,大大提高工作效率,研究实现
手写数字识别系
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