1、長沙學院數字圖像處理課程設計說明書題目字符識別系統設計系(部)電子與通信工程系專 業 (班 級 )09 電子信息 2 班姓名劉育雄學號2009044238指導教師劉莉、周遠、譚志光、黃利元起止日期12 12.10 12.12.14長沙學院課程設計鑒定表姓 劉育雄名學號2009044238專 電子信息工程業班級2設計題目字符識別系統設計指導教師劉莉、譚志光、周遠、黃利元指導教師意見：評定等級：教師簽名：日期：答辯小組意見：評定等級：答辯小組長簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名：日期：系（部）意見：說明系主任簽名：日期：課程設計成績分“優秀” 、“良好”、“及格”、“不及格”四類；目 錄一、摘

2、要4二、 MATLAB簡介4三、設計內容及基本原理5四、仿真及界面設計6五、設計分析9六、心得體會9參考文獻9一、摘要數字圖像處理技術是20 世紀 60 年代發展起來的一門新興學科，隨著圖像處理理論和方法的進一步完善， 使得數字圖像處理技術在各個領域得到了廣泛應用，并顯示出廣闊的應用前景。 MATLAB既是一種直觀、高效的計算機語言, 同時又是一個科學計算平臺。它為數據分析和數據可視化、 算法和應用程序開發提供了最核心的數學和高級圖形工具。根據它提供的500 多個數學和工程函數，工程技術人員和科學工作者可以在它的集成環境中交互或編程以完成各自的計算。MATLAB中集成了功能強大的圖像處理工具箱

3、。由于 MATLAB語言的語法特征與C 語言極為相似，而且更加簡單， 更加符合科技人員對數學表達式的書寫格式，而且這種語言可移植性好、可擴展性強，再加上其中有豐富的圖像處理函數，所以MATLAB在圖像處理的應用中具有很大的優勢。本文從字符識別方面，具體介紹了車牌自動識別的原理。并用 MATLAB軟件編程來實現,最后識別出汽車牌照。關鍵詞 ：MATLAB，數字圖像處理，車牌識別系統二、 MATLAB 簡介MATLAB的名稱源自Matrix Laboratory，它是一種科學計算軟件，專門以矩陣的形式處理數據。MATLAB將高性能的數值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內置函數，從而被廣泛地應

4、用于科學計算、控制系統、信息處理等領域的分析、仿真和設計工作，而且利用MATLAB產品的開放式結構，可以非常容易地對MATLAB的功能進行擴充，從而在不斷深化對問題認識的同時，不斷完善MATLAB產品以提高產品自身的競爭能力。目前 MATLAB產品族可以用來進行：數值分析，數值和符號計算，工程與科學繪圖，控制系統的設計與仿真，數字圖像處理，數字信號處理，通訊系統設計與仿真，財務與金融工程。 MATLAB的各個組成部分如下圖：MATLAB Compiler 是一種譯工具Simulink是基于 MATLAB的框圖設計環境Stateflow是一個交互式的設計工具4三、設計內容及基本原理1、此次設計的

5、內容是 數字字符識別 ，將給定的 10 數字個字符圖像識別為文本，包括： （ 1）字符圖像的歸一化； （ 2） 字符圖像特征提取； （ 3） 將特征向量輸入網絡進行匹配，輸出網絡匹配的相似度； （ 4） 網絡識別：相似度最大值的字符即是識別結果匹配網絡前后車牌字符圖形。 目的是為了1、初步應用MATLAB語言，體會 MATLAB在實際圖像處理系統中的應用，加強實踐能力的提高，理論聯系實際； 2、能設計簡單的界面進行交互式操作； 3、培養學生的動手能力，創新能力，編程能力和初步的科研能力。2、設計步驟調整修改程序，對調入的汽車圖像可以進行車牌提取、字符分割和字符識別；布置界面，安排好控件的選擇和

6、位置的擺放，使其能夠實現如下功能：（ 1）系統介紹（ 2）圖像調入（ 3）處理過程分步演示（ 4）退出3、字符識別的原理字符的識別目前用于車牌字符識別(OCR)中的算法主要有基于模板匹配的OCR算法以及基于人工神經網絡的OCR算法。基于模板匹配的OCR的基本過程是 : 首先對待識別字符進行二值化并將其尺寸大小縮放為字符數據庫中模板的大小，然后與所有的模板進行匹配，最后選最佳匹配作為結果。模板匹配的主要特點是實現簡單，當字符較規整時對字符圖像的缺損、污跡干擾適應力強且識別率相當高。綜合模板匹配的這些優點我們將其用為車牌字符識別的主要方法。模板匹配是圖象識別方法中最具代表性的基本方法之一，它是將從

7、待識別的圖象或圖象區域 f(i,j)中提取的若干特征量與模板T(i,j)相應的特征量逐個進行比較，計算它們之間規格化的互相關量，其中互相關量最大的一個就表示期間相似程度最高，可將圖象歸于相應的類。也可以計算圖象與模板特征量之間的距離，用最小距離法判定所屬類。然而，通常情況下用于匹配的圖象各自的成像條件存在差異，產生較大的噪聲干擾，或圖象經預處理和規格化處理后，使得圖象的灰度或像素點的位置發生改變。在實際設計模板的時候，是根據各區域形狀固有的特點，突出各類似區域之間的差別，并將容易由5處理過程引起的噪聲和位移等因素都考慮進去，按照一些基于圖象不變特性所設計的特征量來構建模板，就可以避免上述問題。

8、建立自動識別的代碼表讀取分割出來的字第一個字符與模板中的漢字模板進行匹配第二個字符與模板中的字母模板進行匹配后 5 個字符與模板中的字母與數字模板進行匹配待識別字符與模板字符相減，值越小相似度越大，找到最小的一個即為匹配的最好的識別完成，輸出此模板對應值字符識別流程圖此處采用相減的方法來求得字符與模板中哪一個字符最相似，然后找到相似度最大的輸出。汽車牌照的字符一般有七個，大部分車牌第一位是漢字，通常代表車輛所屬省份，緊接其后的為字母與數字。車牌字符識別與一般文字識別在于它的字符數有限，漢字共約 50 多個，大寫英文字母26 個，數字 10 個。為了實驗方便，結合本次設計所選汽車牌照的特點，只建

9、立了4 個數字 26 個字母與10 個數字的模板。其他模板設計的方法與此相同。首先取字符模板，接著依次取待識別字符與模板進行匹配，將其與模板字符相減，得到的 0 越多那么就越匹配。把每一幅相減后的圖的0 值個數保存，即為識別出來的結果。四、仿真及界面設計1、源程序如下：dw=imread(dw.jpg)liccode=char(0:9 A:Z 蘇豫陜魯 );6SubBw2=zeros(40,20);l=1;for I=1:7ii=int2str(I);t=imread(ii,.jpg);SegBw2=imresize(t,40 20,near est);if l=1kmin=37;kmax=4

10、0;elseif l=2kmin=11;kmax=36;else l=3kmin=1;kmax=10;endfor k2=kmin:kmaxfname=strcat(字符模板 ,liccode(k2),.jpg);SamBw2 = imread(fname);for i=1:40for j=1:20SubBw2(i,j)=SegBw2(i,j)-SamBw2(i,j);endendDmax=0;for k1=1:40for l1=1:20if ( SubBw2(k1,l1) 0 | SubBw2(k1,l1) 0 ) Dmax=Dmax+1;endendendError(k2)=Dmax;en

11、dError1=Error(kmin:kmax);MinError=min(Error1);findc=find(Error1=MinError);Code(l*2-1)=liccode(findc(1)+ kmin-1);Code(l*2)= ;l=l+1;end7figure(10),imshow(dw),title (車牌號碼 :, Code,Color,r);2、仿真界面設計及程序運行結果界面設計如下這個界面是由一個按鍵，一個編輯文本框，一個顯示圖像的坐標軸來實現的。Axes_origin是顯示原圖像的，而edit text是顯示識別出來的車牌號碼文檔。程序運行結果如下：8五、設計分析

12、字符識別過程使用的是模板匹配的方法，利用兩幅圖片相減的方法，找到相減后值最小的，即為相似程度最大的。模板的制作很重要，必須要用精確的模板，否則就不能正確的識別。 對于識別錯誤情況的分析可知，主要原因： 一是牌照自身的污漬等影響了圖象的質量；二是牌照字符的分割失敗導致的識別錯誤；再就是部分字符的形狀相似性，比如，B和8；A 和 4 等字符識別結果可能發生混淆的情況。總之，盡管目前牌照字符的識別率還不理想，但是只要在分割出的字符的大小、位置的歸一化， 以及嘗試提取分類識別能力更好的特征值和設計分類器等環節上再完善，進一步提高識別率是完全可行的。六、心得體會我的這次的課程設計課題是字符識別，課程設計進行了為期一周，初步應用MATLAB語言，體會MATLAB在實際圖像處理系統中的應用，加強實踐能力的提高，理論聯系實際。也進一步加強了GUI 界面的設計， 但在課程設計中也