仪器仪表数字图像的识别及其应用

摘要：本文针对仪器仪表应用环境的实际情况，设计了数字图像识别硬件平台，采用STC12LE5A60S2单片机驱动图像传感器OV7670采集图像，可减少由人为因素或传感器干扰引起的数据错误，省去采集卡，节省了成本。通过无线通信，成功地将数字图像识别技术应用到了检测环境中。经过试验，证明了系统的稳定性。

关键词：图像采集;无线通信;STC12LE5A60S2;OV7670引言

目前，仪器仪表被广泛地应用于各行各业的测量系统中。但是，由于某些仪器仪表只是通过LCD、LED数码管或者表盘来显示数值，并没有提供数据传送的接口，因此很难实现数据的自动采集以及保证数据的实时性和准确性，难以满足对测量系统工作自动化的要求[1]。现如今，随着科学技术的不断进步，对测量系统的管理也从人工监管方式逐步向自动管理方式转变[2]。为了提高系统的工作效率，需要对测量系统所采集的数据进行实时监控，控制中心要快速、准确、自动获取所需数值，这是急需解决的问题。

为了使系统能够很好地实现控制功能，笔者设计出基于数字图像的仪器仪表读数识别系统。该系统利用单片机控制图像传感器自动读取仪器仪表的数字图像，经过图像处理和图像识别技术，将识别结果通过无线网络传输，传送至控制中心，由控制中心对采集数据进行综合管理，从而真正实现数据的统一管理和对系统控制的自动化。

数字图像识别系统

仪器仪表数字图像采集系统主要组成部分有单片机、图像传感器、LCD显示器、无线收发模块以及数据存储器，系统功能框图如图1所示。单片机作为系统的控制核心，

控制图像传感器采集仪器仪表数字图像，将仪器仪表图像数据存储在扩展的外部数据存储器中，利用数字图像处理和模式识别技术读取仪器仪表数字，通过无线收发模块将仪器仪表数字发送到控制中心，控制中心可以直观地显示所采集的数据并对数据进行统一管理。

图像采集电路

本设计中，仪器仪表图像数据采集模块选用的图像传感器是美国OmniVision公司的彩色/黑白CMOS图像传感器OV7670，该传感器可以通过I2C总线进行对其内部寄存器进行配置，使得输出数据速率、格式都可以得到改变，且输出数据已经做完分离，处理起来相对也比较容易[3～4]。基于功能的实现和价格两方面的考虑，本设计最终决定选取该型号图像传感器作为图像数据采集的核心器件。

由于OV7670图像传感器的工作电压为2.45V到3V，对外部工作时钟频率在

10MHz到48MHz，因此控制芯片选用宏晶科技的单时钟/机器周期的

STC12LE5A60S2单片机。该单片机工作电压在2.2V到3.6V，能够和OV7670图像传感器理想匹配;工作频率在0~35MHz，且内部含有波特率发生器，最大可以产生12MHz的方波[5～6]，该信号可以作为OV7670图像传感器的外部工作时钟，也满足了OV7670图像传感器对工作时钟频率的要求。图像采集硬件电路图如图2所示。

图像传感器的SDA和SCL分别为内部寄存器配置数据线和时钟线，单片机通过

P1.2、P1.3模拟I2C总线对图像传感器内部寄存器进行配置，使得图像数据输出为QVGA格式，在QVGA的基础之上再次对输出数据进行水平、垂直方向分别8抽样，使得最终输出为像素为60×80;帧同步输出信号VSYNC引脚接入单片机P3.2口，由P3.2引脚捕捉该信号，当捕捉到帧同步输出信号时，开始采集仪表图像数据，图像有效数据是通过单片机对有效像素信号捕捉获取的，有效像素信号是指图像传感器像素时钟信号PCLK接74HC74二分频后与行同步信号HREF经过与非门的信号;主函数中对像素时钟信号PCLK进行捕捉，在该信号有效时，选通图像采集数据控制线，将图像保存在缓存，然后使图像数据线无效，将缓存数据存储到62LV256存储器中，这样就得到了一个像素点的灰度值;行同步信号HREF接入单片机定时器T0中断，当单片机捕

捉到该信号时，行地址加1，当采集完最后一行时将标识置1，退出图像采集程序，到此完成对一帧图像的采集。

一帧采集完事之后通过无线收发模块传送至控制中心，控制中心利用该数据按照BMP格式进行组装，生成BMP文件显示。74HC573主要是利用分时复用技术解决单片机资源不够的问题。

数字图像识别流程

本系统采用C语言进行程序设计，通过控制图像传感器的场同步信号(VSYNC)、行同步信号(HREF)以及像素时钟信号(PCLK)，完成一帧图像采集，并将采集到的图像数据存储到扩展的外部数据存储器中。采集到的数字图像先经过灰度变换、均值滤波、中值滤波、二值化等预处理[7]过程，滤除图像中噪声等无关信息，使图像信息量最小化;其次对采集图像进行字符定位;利用模板匹配的方法进行识别，计算匹配率，匹配率最大的就是识别的结果。数字图像识别流程图如图3所示。

数字图像预处理过程如图4所示。经过预处理后，在标准模板基础上采用模板匹配的方法就很容易得出数字图像识别的结果。本系统在非理想环境下，经过大量的数据采集、识别实验，识别结果正确率达95%以上，证明了系统的稳定性。

数字图像识别在检测系统中的应用

基于数字图像识别技术的特点，我们将其应用在对建筑环境的水表识别系统中，通过无线网络将水表的实时数据传送给控制中心，这样控制中心可以根据数据对水表进行实时监控，既减少了人为因素所造成的误判，也减少由其他传感器干扰引起的数据错误，提高了工作效率。

结合水表在建筑环境中应用的特点，我们设计了一个三层的无线网络结构来实现水表数据和控制中心之间的传输。无线网络拓扑结构如图5所示。

三层组网模式中各层之间任务有明确分工，末端节点主要实现对水表数据的采集与识别，并将识别结果传给控制中心;考虑到传输距离的问题，我们在末端节点与控制中心间加入了中继器，中继器是末端节点和控制中心间桥梁，其作用主要是将接收到的末端节点数据加强后传送给控制中心，同时也能将控制中心的命令发送给末端节点;控制中心接收水表的实时数据，并对这些数据进行统一的管理。设计中控制中心最大可管理255个中继器设备，每个中继器设备可以接收255个末端节点所发送的数据。

无线网络拓扑结构仅仅是一个网络模式，要真正意义上实现网络间的可靠通信，还必须依靠相应网络通信协议的支持。本系统采用自定义的统一的通信包进行通信，通信数据是成帧成包发送的。系统总体数据传输流程示意图如图6所示。

结语

本文设计的仪器仪表数字图像识别系统，利用单片机驱动图像传感器OV7670采集数字图像，并在硬件采集系统中实现了图像数据的存储和处理，硬件电路简洁可靠，且成本低，经过实验验证OV7670采集仪表数字效果良好，数字图像识别系统稳定。同时将仪表数字识别系统应用到水表数据采集系统中，通过无线组网和自定义的通信协

议实现了水表与控制中心间的数据传输，减少了人为误判和干扰产生的错误数据，该方法识别率高达97.5%，识别速度快，达到了水表数字识别的准确率和识别速度的要求。不论是在各式的现代建筑中，还是在工业、机加等恶劣的数据检测环境，仪器仪表数字图像识别系统都具有广阔的应用前景。

实验常用仪器仪表的使用

实验一常用仪器仪表的使用一、实验目的 (1)学会双踪示波器、信号发生器、稳压电源、万用表等常用仪器的使用方法。 (2)掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。二、实验器材与仪器 (1)双踪示波器：可以同时测量和观察两路信号的波形，测量电路信号波形的幅值、周期等参数。 (2)函数信号发生器：用于产生幅值和频率可调的交流信号（正弦波、方波、三角波）。 (3)万用表：用于测量交流和直流电压、电流、电阻等。某些万用表还可以测量三极管、二极管、电容和频率等。 (4)双路输出稳压电源三、预习与思考题 (1)方波、三角波是否能用万用表测量？ (2)示波器测量信号周期、幅度时，如何才能保证其测量精度？ (3)示波器观察波形时，下列要求，应调节哪些旋钮？ (4)思考并回答下列问题： 1)移动波形位置； 2)改变周期个数； 3)改变显示幅度；四、实验原理说明 (1)各种实验仪器与实验电路之间的连接关系见图1-1： (2) 1)1V/div，峰-峰之间高度为6div， U P-P=60V。此时“VOLTS/div” 2)4div。如果“扫描时间” 为。此时扫描时间的“微 (3)信号发生器输出信号的调节：调节“波形选择”开关可选择输出信号波形（正弦波、方波、三角波）。调节“频率范围”开关，配合“频率微调”旋钮可调出信号发生器输出频率范围内任意一种频率，LED显示窗口将显示出相应频率值。调节“输出衰减”开关和“幅度调节”旋钮可得到所需要的输出电压。五、实验内容与要求 (1)示波器和信号发生器的使用调节信号发生器使其输出信号（峰峰值）分别为： U1=2V、f1=1000Hz占空比为70%的方波；U2 =4V、f2=2000Hz的正弦波。用示波器测量各信号电压及频率值。测试数据填入表1-1中。

毕业论文计算机手写数字识别技术完整版

毕业论文计算机手写数字识别技术 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

合肥学院 2007届毕业设计（论文）基于模板匹配算法的字符识别系设计（论文）题目统研究与实现院系名称计算机科学与技术系专业（班级）计算机科学与技术 2003级1班姓名（学号）宋飞（0）指导教师赵大政系负责人袁暋二O O七年五月二十三日摘要自从计算机问世以来，让机器具有模式识别能力一直是计算机科学家们的努力方向。研究表明，对视觉和听觉信息的处理过程，不仅仅是一个感知过程，也是一个认知过程。因此，研究模式识别，是理解人类智能的本质的重要途径。字符识别是一个传统和典型的模式识别问题，脱机手写数字识别是一个典型的大类别的模式识别问题。手写体数字具有不同字符字型相差不大、相同字符有多种不同写法、数字没有上下文关系等等特点，使得脱机手写体数字识别成为识别领域最大的难题和最终的目标。在这种大类别识别的研究中，传统上大多采用模板匹配的方法来解决问题。而在模板匹配算法中，得计算其特征值。图像需要经过二值化，细化等预处理。关键字模板匹配；特征值；细化；二值化 ABSTRACT Since computer appeared, it has been an effort direction for scientist to let the computer has the ability of pattern recognition. Researching indicates that the procedure to deal with seeing and hearing not only a procedure of perception but also cognition. Therefore, studying pattern recognition is an important way in understanding the mankind’s intelligence

考点一常用化学仪器的识别与使用

考点一常用化学仪器的识别与使用 1.可加热的仪器

(1)仪器①的名称为试管。使用方法：加热液体时，液体体积不能超过其容积的1 3，加热固体时，试管口应略向下倾斜。 (2)仪器②的名称为蒸发皿。使用方法：用于蒸发或浓缩溶液，加热时液体体积不超过其容积的2 3 ，蒸发浓缩时要用玻璃棒搅拌，快蒸干时停止加热。 (3)仪器③的名称为坩埚。使用方法：用于固体物质灼烧，把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热，取放坩埚必须使用坩埚钳，加热完的坩埚应放在石棉网上冷却。 (4)仪器④中A 的名称为圆底烧瓶，B 的名称为蒸馏烧瓶。使用方法：a.常用于组装有液体参与反应的反应器，其中B 主要用于混合液体的蒸馏和分馏；b.加热液体时，不能超过其容积的23 。 (5)仪器⑤的名称为锥形瓶。使用方法：a.可用于组装气体发生器；b.用于滴定操作；c.作蒸馏装置的接收器。 (6)仪器⑥的名称为烧杯。使用方法：a.可用于物质的溶解与稀释；b.用于称量具有腐蚀性的固体药品；c.组装水浴加热装置。 2.常用的计量仪器完成下列空白

(1)仪器A的名称：量筒。用途：量取一定体积的液体；精确度：0.1mL。特别提醒①无“0”刻度；②不可加热，不可作反应容器，不可用于溶液的稀释；③选取量筒的规则是“大而近”，例如量取5.6mLNaOH溶液应选取10mL量筒，而不能选5mL或50mL 量筒。 (2)仪器B的名称：容量瓶。用途：配制一定物质的量浓度的溶液。 ①该仪器使用前需“查漏”； ②该仪器不能作为反应容器或长期贮存溶液的容器； ③不能加入过冷或过热的液体； ④不能配制任意体积的溶液； ⑤不能将固体或浓溶液直接在该仪器中溶解或稀释。(用“不能”或“能”填空) (3)仪器C的名称：酸式滴定管。 ①使用前需“查漏”；②“0”刻度在上方；③不可盛装碱性溶液；④精确度：0.01mL。 (4)仪器D的名称：碱式滴定管。用于盛装碱性溶液，不可盛装酸性和强氧化性液体(如：KMnO4溶液)。 (5)仪器E的名称：托盘天平。 ①称量前先调零点；②腐蚀性药品应放于烧杯内称量；③左盘放被称物，右盘放砝码，即“左物右码”；④精确度：0.1g。 (6)仪器F的名称：温度计。 ①测反应混合液的温度时，温度计的水银球应插入混合液中但不能接触容器内壁；②测蒸气的温度时，水银球应在液面以上；测馏分温度时，水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处。 3.其他常用仪器

数字图像处理系统毕业设计论文

毕业设计说明书基于ARM的嵌入式数字图像处理系统设计学生姓名：张占龙学号： 0905034314 学院：信息与通信工程学院专业：测控技术与仪器指导教师：张志杰 2013年 6月

摘要简述了数字图像处理的应用以及一些基本原理。使用S3C2440处理器芯片，linux内核来构建一个简易的嵌入式图像处理系统。该系统使用u-boot作为启动引导程序来引导linux内核以及加载跟文件系统，其中linux内核与跟文件系统均采用菜单配置方式来进行相应配置。应用界面使用QT制作，系统主要实现了一些简单的图像处理功能，比如灰度话、增强、边缘检测等。整个程序是基于C++编写的，因此有些图像变换的算法可能并不是最优化的，但基本可以满足要求。在此基础上还会对系统进行不断地完善。关键词：linnux 嵌入式图像处理边缘检测 Abstract This paper expounds the application of digital image processing and some basic principles. The use of S3C2440 processor chip, the Linux kernel to construct a simple embedded image processing system. The system uses u-boot as the bootloader to boot the Linux kernel and loaded with file system, Linux kernel and file system are used to menu configuration to make corresponding configuration. The application interface is made using QT, system is mainly to achieve some simple image processing functions, such as gray, enhancement, edge detection. The whole procedure is prepared based on the C++, so some image transform algorithm may not be optimal, but it can meet the basic requirements. On this basis, but also on the system constantly improve. Keywords:linux embedded system image processing edge detection

LED灯具测试常用仪器仪表使用方法..

蓄电池电池内阻电压表操作说明 A：电池内阻测量 1）打开仪表电池门装入一节9V电池，盖好电池门。 2）将电源开关拨到“Ω”档的位置，此时显示屏上显示“1”，量程选择“100V/200mΩ” 档，将表笔接到电池的正极、负极，如测量读数显示“1”则选择“20V/2000mΩ”或 “2v/20Ω”档。 3）超量程时仪表显示“1”。 4）完成测量后请将开关拨到“OFF”档关闭电源。 B：电池电压测量 1）打开仪表电池门装入一节9V电池，盖好电池门。 2）将电源开关拨到“V”档的位置，此时显示屏上显示“0”，参考被测电池上的额定电压选择合适的档位（注意：所选档位应大于额定电压以免损坏仪表），将表笔接到电池的正极、负极。 3）本仪表不显示电压极性，只显示电压绝对值。 4）超量程时仪表显示“1”。请马上将开关拨往更大档位，在不知电压大约是多少的情况下，请将开关拨至100V/200mΩ/档位，测量值不足20V时，可拨到20V/2000mΩ档，测量值不足2V时，可拨至2V/20Ω档。在电压测试中，超量程状态对仪表是危险的，请尽量避免。 5）完成测量后请将开关拨到“OFF”档关闭电源。注意事项本仪表是高精度的测量仪器，在使用过程中应注意以下事项： 1）本仪表测试端电压不应超过100V，否则会造成仪表的永久损坏； 2）在测量时红色表笔应接被测电池的高电压端（正端），黑色表笔应接被测电池的低电压端（负端）； 3）在测量电池内阻时表笔要直接接到电池的正、负输出端，不能有导线过渡连接（因为连接导线的内阻也被包含在电池内阻之内），以确保测量结果的准确。 4）本仪表是微功耗智能仪表，在长时间不使用时应将电池取出； 5）不要用表笔接触交流信号，以免损坏仪表。

常见仪器的识别和使用

常见仪器的识别和使用 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

常见仪器的识别和使用仪器名称仪器用途及注意事项试管常温或加热时使用。1、用作少量试剂反应容器。2、收集少量体。【注意】 1：加热固体时，试管口略向下倾斜；先预热，后集中加热2:加热液体时，液体不超过容积的1/3；先预热，后来回移动试管；试管口向上倾斜约45度角；试管管口不能人 3、使用时试管应干燥（防止试管受热不均而破裂）蒸发皿用作少量的液体蒸发、溶液、结晶。【注意】1、加热液体时，不超容积的2/3。 2、当出现固体较多时，停止加热。烧杯常温或加热时使用。配制溶液、大量试剂反应容器。【注意】加热时，应擦干外壁并放在石棉网上（使之均匀受热量筒测量液体的体积。【注意】1：精确值是：。 2：量取液体时，应选一次性量取的最小容积的量筒。 3：水平放置，读数时视线应与液体凹液面最低处保持水平。4：不能加热、配制溶液，不能做反应容器。广口瓶细口瓶1：广口瓶用于盛放固体，2：细口瓶用于盛放液体。【注意】1：避光保存的用棕色瓶。 2：碱性液体用橡胶塞;酸性液体用玻璃塞。集气瓶用作收集或贮存少量气体，也可用于反应容器。【注意】不能加热，要与磨砂的玻璃片配套使用。托盘天平用于称量物质的质量。精确值：克。【注意】 1：使用前，将天平放在水平台上，游码移到零刻度，调节平衡螺母，使天平平衡。 2：称量使用称量纸，左物右码。 3：用镊子取砝码，先大后小；取下时，先小后大。 4、干燥的药品放在洁净的纸上称量，易潮解的和有腐蚀性的药品放在小烧杯等玻璃器皿里称量。仪器名称仪器用途及注意事项酒精灯用于加热。【注意】：1：使用前检查有无酒精，瓶内酒精量为2/3- --1/4。 2：加热用外焰，先预热。 3：点燃时用火柴，不能用一个点燃另一个酒精灯。 4：熄灭时，不可用嘴吹灭用灯帽熄，同时要盖两次。试管夹用于夹持试管。【注意】1、从底部往上套，夹在试管中上部（防止杂质带入管） 2、不要把拇指按在试管夹短柄上（以免试管脱落）药匙取用粉末状或颗粒状的固体药品。【注意】使用前后要擦拭干净（以免药剂污染）玻璃棒【用途】1：搅拌。2：引流。3：蘸取少量液体。4：转移固【注意】搅拌时切勿撞击器壁，以免碰破容器。注意随时洗涤擦净 U型干燥管除去气体中的水蒸气，或检验气体中是否有水蒸气。【一般加有：无水硫酸铜粉末，或碱石灰】铁架台用于夹持和固定各种仪器。附有铁圈和铁夹。【注意】铁圈、铁夹方向应与铁架台底盘同侧；铁夹夹在试管中上部

数字图像处理考试

1. 对下列信源符号进行Huffman 编码，并计算其冗余度和压缩率。符号 a1 a2 a3 a4 a5 a6 概率 0.1 0.4 0.06 0.1 0.04 0.3 原始信源信源简化符号概率 1 2 3 4 a2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 a6 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 a1 0.1 0.1 0.2 0.3 a4 0.1 0.1 0.1 a3 0.06 0.1 a5 0.04 从最小的信源开始一直到原始的信源编码的平均长度：压缩率：13 1.3642.2 R avg n C L ==≈ 冗余度：11110.26691.364D R R C =- =-≈ (0.4)(1)(0.3)(2)(0.1)3(0.1)(4)(0.06)(5)(0.04)(5) 2.2/avg L bit =+++++=（）符号

1. 简述灰度分辨率、空间分辨率与图像质量的关系。: 空间分辨率是看原图像转化为数字图像的像素点数，越多图像质量越高；灰度分辨率，即每一个像素点的灰度级数，灰度级越大，图像越清晰. 2. 简述采样和量化的一般原则: 空间坐标的离散化叫做空间采样，而灰度的离散化叫做灰度量化。图像的空间分辨率主要由采样所决定，而图像的幅度分辨率主要由量化所决定。 3. 图像锐化与图像平滑有何区别与联系？: 图象锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图象清晰；图象平滑用于去噪，对图象高频分量即图象边缘会有影响。都属于图象增强，改善图象效果。 4. 伪彩色增强与假彩色增强有何异同点？: 伪彩色增强是对一幅灰度图象经过三种变换得到三幅图象，进行彩色合成得到一幅彩色图像；假彩色增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同。 1. 对于椒盐噪声，为什么中值滤波效果比均值滤波效果好？：均值滤波器是一种最常用的线性低通平滑滤波器，可抑制图像中的加性噪声，但同时也使图像变得模糊；中值滤波器是一种最常用的非线性平滑滤波器，可消除图像中孤立的噪声点，又可产生较少的模糊。一般情况下中值滤波的效果要比邻域平均处理的低通滤波效果好，主要特点是滤波后图像中的轮廓比较清晰。因此，滤除图像中的椒盐噪声采用中值滤波。 2.什么是区域？什么是图像分割？:图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。它是由图像处理到图像分析的关键步骤。 3.写出颜色RGB模型转换到HIS模型的变换公式；并说明HSI模型各分量的含义及取值围对应的颜色信息。书上 4.灰度图像：当点足够小，观察距离足够远时，人眼就不容易分开各个小点，从而得到比较连续，平滑的灰度图像。 5.GIF格式：GIF格式是一种公用的图像文件格式，它是8位文件格式，所以最多只能存储256色图像，不支持24位的真彩色图像。GIF文件中的图像数据均经过压缩，采用的压缩算法是改进的LZW算法，所提供的压缩率通常在1：1到1：3之间，当图像中有随机噪声时效果不好

简单数字图像处理系统

数字图像课程设计简单数字图像处理系统 function varargout = untitled(varargin) % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @untitled_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @untitled_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT % --- Executes just before untitled is made visible. function untitled_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) %界面初始化函数 setappdata,'I',0); % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to untitled (see VARARGIN) % Choose default command line output for untitled = hObject;

数字图像处理系统论文

手写数字识别系统的设计与实现

] 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。

数字图像处理车牌识别课程设计matlab实现附源代码

基于matlab的车牌识别系统一、目的与要求目的：利用matlab实现车牌识别系统，熟悉matlab应用软件的基础知识，了解了基本程序设计方法，利用其解决数字信号处理的实际应用问题，从而加深对理论知识的掌握，并把所学的知识系统、高效的贯穿到实践中来，避免理论与实践的脱离，巩固理论课上知识的同时，加强实践能力的提高，理论联系实践，提高自身的动手能力。同时不断的调试程序也提高了自己独立编程水平，并在实践中不断完善理论基础，有助于自身综合能力的提高。要求： 1.理解各种图像处理方法确切意义。 2.独立进行方案的制定，系统结构设计要合理。 3．在程序开发时，则必须清楚主要实现函数的目的和作用，需要在程序书写时说明做适当的注释。如果使用matlab来进行开发，要理解每个函数的具体意义和适用范围，在写课设报告时，必须要将主要函数的功能和参数做详细的说明。 4、通过多幅不同形式的图像来检测该系统的稳定性和正确性。二、设计的内容学习MATLAB程序设计，利用MATLAB函数功能，设计和实现通过设计一个车牌识别系统。车牌识别系统的基本工作原理为：将手机拍摄到的包含车辆牌照的图像输入到计算机中进行预处理，再对牌照进行搜索、检测、定位，并分割出包含牌照字符的矩形区域，然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符，然后将其逐个与创建的字符模板中的字符进行匹配，匹配成功则输出，最终匹配结束则输出则为车牌号码的数字。车牌识别系统的基本工作原理图如图1所下所示：

三、总体方案设计车辆牌照识别整个系统主要是由车牌定位和字符分割识别两部分组成，其中车牌定位又可以分为图像预处理及边缘提取模块和牌照的定位及分割模块；字符识别可以分为字符分割和单个字符识别两个模块。为了用于牌照的分割和牌照字符的识别，原始图象应具有适当的亮度，较大的对比度和清晰可辩的牌照图象。但由于是采用智能手机在开放的户外环境拍照，加之车辆牌照的整洁度、自然光照条件、拍摄时摄像机与牌照的矩离等因素的影响，牌照图象可能出现模糊、歪斜和缺损等严重缺陷，因此需要对原始图象进行识别前的预处理。牌照的定位和分割是牌照识别系统的关键技术之一，其主要目的是在经图象预处理后的原始灰度图象中确定牌照的具体位置，并将包含牌照字符的一块子图象从整个图象中分割出来，供字符识别子系统识别之用，分割的准确与否直接关系到整个牌照字符识别系统的识别率。由于拍摄时的光照条件、牌照的整洁程度的影响，和摄像机的焦距调整、镜头的光学畸变所产生的噪声都会不同程度地造成牌照字符的边界模糊、细节不清、笔划断开或粗细不均，加上牌照上的污斑等缺陷，致使字符提取困难，进而影响字符识别的准确性。因此，需要将拍出的车牌进行处理，在这个过程中，我采用画图工具，将汽车图像的车牌部分进行裁剪，并将车牌的蓝色部分过亮的地方颜色加深，还将车牌中的一个白色的原点抹去，另外还将车牌上的铆钉使用车牌的蓝色背景覆盖，这样分割出的字符更加准确。车牌识别的最终目的就是对车牌上的文字进行识别。主要应用的为模板匹配方法。因为系统运行的过程中，主要进行的都是图像处理，在这个过程中要进行大量的数据处理，所以处理器和内存要求比较高，CPU要求主频在600HZ及以上，内存在128MB 及以上。系统可以运行于Windows7、Windows2000或者Windows XP操作系统下，程序调试时使用matlabR2011a。四、各个功能模块的主要实现程序（一）首先介绍代码中主要的函数功能及用法：

项目一常用仪器仪表的使用

项目一常用仪器仪表的使用电子产品装配过程中离不开工具和仪器仪表，能否正确地选用和使用工具和仪器仪表将影响电子产品装配的质量、工作效率，甚至影响到人身安全。本项目主要介绍万用表、信号发生器、示波器、晶体管特性图示仪的用途和使用方法。【技能目标】熟练使用常用工具。掌握指针式万用表和数字式万用表检测电子元器件和测量相关电量的操作。掌握信号发生器的操作。掌握示波器检测电信号的操作。掌握晶体管特性图示仪的操作【知识目标】熟知万用表面板符号的意义及使用方法。熟知信号发生器面板符号的意义及使用方法。熟知示波器面板符号的意义及使用方法。熟知晶体管特性图示仪面板符号的意义及使用方法。任务一万用表的认识和使用任务分析万用表又叫多用表、三用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。万用表有指针式和数字式两类，可测量交、直流电压、直流电流、电阻、三极管共射极放大倍数、半导体参数和音频电平等，数字式万用表还可用来测量交流电流、电容量等。请按要求在2节课内完成以下任务。（1）认识万用表的各部分结构及名称。（2）用指针式万用表测量交、直流电压、直流电流、电阻阻值。（3）用数字式万用表测量交、直流电压、电阻阻值、直流电流、三极管共射极放大倍数、电容的容量值。任务准备（1）准备元器件：一个电工试验台，不同阻值的电阻、不同容量的电容、不同型号的二极管和三极管若干。（2）准备工具、仪表与耗材：指针式万用表（MF47型）、数字万用表（VC9804）各一块。

任务实施一、MF47型指针式万用表面板的识读和操作方法 1．MF47型指针式万用表面板的识读 MF47型指针式万用表面板如图1-1所示，主要由表头、挡位开关组成，表头中间有机械调零旋钮。表头的刻度与挡位开关印制成红、绿、黑三色（按照交流红色、三极管绿色、其余黑色对应制成），以使读数便捷。图1-1 MF47型指针式万用表外观图 MF47型指针式万用表的表头刻度盘（如图1-2所示），有六条常用刻度尺：第一条为测电阻用的刻度尺，第二条为测交、直流电压、直流电流用的刻度尺，第三条为测量三极管共射极放大倍数用的专用刻度尺，第四条为测量电容用的刻度尺，第五条为测电感用的刻度尺，第六条为测音频电平用的刻度尺。刻度盘上装有反光镜，以消除视差。图1-2 表头的刻度盘挡位开关（如图1-3所示）主要有四个挡位：直流电压、交流电压、直流电流、电阻挡位，各挡位又有多个量程。另外，测量三极管共射极直流放大系数的挡位是h FE（绿色），与电阻R×10位置重合；测量音频电平的挡位是L dB（红色），与交流10V同位置。

手写数字识别的原理及应用

手写数字识别的原理及应用林晓帆丁晓青吴佑寿一、引言手写数字识别(Handwritten Numeral Recognition)是光学字符识别技术(Optical Character Recognition,简称OCR)的一个分支，它研究的对象是：如何利用电子计算机自动辨认人手写在纸张上的阿拉伯数字。在整个OCR领域中，最为困难的就是脱机手写字符的识别。到目前为止，尽管人们在脱机手写英文、汉字识别的研究中已取得很多可喜成就，但距实用还有一定距离。而在手写数字识别这个方向上，经过多年研究，研究工作者已经开始把它向各种实际应用推广，为手写数据的高速自动输入提供了一种解决方案。二、研究的实际背景字符识别处理的信息可分为两大类：一类是文字信息，处理的主要是用各国家、各民族的文字（如：汉字，英文等）书写或印刷的文本信息，目前在印刷体和联机手写方面技术已趋向成熟，并推出了很多应用系统；另一类是数据信息，主要是由阿拉伯数字及少量特殊符号组成的各种编号和统计数据，如：邮政编码、统计报表、财务报表、银行票据等等，处理这类信息的核心技术是手写数字识别。这几年来我国开始大力推广的“三金”工程在很大程度上要依赖数据信息的输入，如果能通过手写数字识别技术实现信息的自动录入，无疑会促进这一事业的进展。因此，手写数字的识别研究有着重大的现实意义，一旦研究成功并投入应用，将产生巨大的社会和经济效益。三、研究的理论意义手写数字识别作为模式识别领域的一个重要问题，也有着重要的理论价值： 1.阿拉伯数字是唯一的被世界各国通用的符号，对手写数字识别的研究基本上与文化背景无关，这样就为各国，各地区的研究工作者提供了一个施展才智的大舞台。在这一领域大家可以探讨，比较各种研究方法。 2.由于数字识别的类别数较小，有助于做深入分析及验证一些新的理论。这方面最明显的例子就是人工神经网络（ANN）------相当一部分的ANN模型和算法都以手写数字识别作为具体的实验平台，验证理论的有效性，评价各种方法的优缺点。 3.尽管人们对手写数字的识别已从事了很长时间的研究，并已取得了很多成果，但到目前为止机器的识别本领还无法与人的认知能力相比，这仍是一个有难度的开放问题（Open problem)。

基于Matlab的数字图像处理系统设计要点

论文（设计）题目：基于MATLAB的数字图像处理系统设计姓名宋立涛学号２０１２１１８６７学院信息学院专业电子与通信工程年级２０１２级２０１３年６月１６日

基于MATLAB的数字图像处理系统设计摘要 MATLAB 作为国内外流行的数字计算软件，具有强大的图像处理功能，界面简洁，操作直观，容易上手，而且是图像处理系统的理想开发工具。笔者阐述了一种基于MATLAB的数字图像处理系统设计，其中包括图像处理领域的大部分算法，运用MATLAB 的图像处理工具箱对算法进行了实现，论述了利用系统进行图像显示、图形表换及图像处理过程，系统支持索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像等图像类型；支持BMP、GIF、JPEG、TIFF、PNG 等图像文件格式的读，写和显示。上述功能均是在MA TLAB 语言的基础上，编写代码实现的。这些功能在日常生活中有很强的应用价值，对于运算量大、过程复杂、速度慢的功能，利用MATLAB 可以既能快速得到数据结果，又能得到比较直观的图示。关键词：MATLAB 数字图像处理图像处理工具箱图像变换

第一章绪论 1.1 研究目的及意义图像信息是人类获得外界信息的主要来源，近代科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象及天文学等领域中，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题，由此可见图像信息的重要性，数字图像处理技术将会伴随着未来信息领域技术的发展，更加深入到生产和科研活动中，成为人类生产和生活中必不可少的内容。 MATLAB 软件不断吸收各学科领域权威人士所编写的实用程序，经过多年的逐步发展与不断完善，是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。MATLAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言来编写程序，比Basic、Fortan、C 等高级语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用MATLAB 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题一样。它编写简单、编程效率高并且通俗易懂。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内研究现状国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字图像处理实验开发系统TDB-IDK 和南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件。 TDB-IDK 系列产品是一款基于TMS320C6000 DSP 数字信号处理器的高级视频和图像系统，也是一套DSP 的完整的视频、图像解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、图像方面的实验与开发。该软件能够完成图像采集输入程序、图像输出程序、图像基本算法程序。可实现对图像信号的实时分析，图像数据相对DSP独立方便开发人员对图像进行处理，该产品融合DSP 和FPGA/CPLD 两个高端技术，可以根据用户的具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件可实现数字图像的采集、传输与处理。可利用软件及图像采集与传输设备，采集图像并实现点对点的数字图像传输，可以观察理解多种图像处理技术的效果和差别，

数字图像处理代码大全

1.图像反转 MATLAB程序实现如下： I=imread('xian.bmp'); J=double(I); J=-J+(256-1); %图像反转线性变换 H=uint8(J); subplot(1,2,1),imshow(I); subplot(1,2,2),imshow(H); 2.灰度线性变换 MATLAB程序实现如下： I=imread('xian.bmp'); subplot(2,2,1),imshow(I); title('原始图像'); axis([50,250,50,200]); axis on; %显示坐标系 I1=rgb2gray(I); subplot(2,2,2),imshow(I1); title('灰度图像'); axis([50,250,50,200]); axis on; %显示坐标系 J=imadjust(I1,[0.1 0.5],[]); %局部拉伸，把[0.1 0.5]的灰度拉伸为[0 1]

subplot(2,2,3),imshow(J); title('线性变换图像[0.1 0.5]'); axis([50,250,50,200]); grid on; %显示网格线 axis on; %显示坐标系 K=imadjust(I1,[0.3 0.7],[]); %局部拉伸，把[0.3 0.7]的灰度拉伸为[0 1] subplot(2,2,4),imshow(K); title('线性变换图像[0.3 0.7]'); axis([50,250,50,200]); grid on; %显示网格线 axis on; %显示坐标系 3.非线性变换 MATLAB程序实现如下： I=imread('xian.bmp'); I1=rgb2gray(I); subplot(1,2,1),imshow(I1); title('灰度图像'); axis([50,250,50,200]); grid on; %显示网格线 axis on; %显示坐标系 J=double(I1);

数字图像处理课程设计——人脸检测与识别

：数字图像处理课程设计 ] $

: 人脸检测与识别课程设计一、简介人脸检测与识别是当前模式识别领域的一个前沿课题，人脸识别技术就是利用计算机技术，根据数据库的人脸图像，分析提取出有效的识别信息，用来“辨认”身份的技术。人脸识别是模式识别研究的一个热点, 它在身份鉴别、信用卡识别, 护照的核对及监控系统等方面有着广泛的应用。人脸图像由于受光照、表情以及姿态等因素的影响, 使得同一个人的脸像矩阵差异也比较大。因此, 进行人脸识别时, 所选取的特征必须对上述因素具备一定的稳定性和不变性. 主元分析(PCA)方法是一种有效的特征提取方法,将人脸图像表示成一个列向量, 经过PCA 变换后, 不仅可以有效地降低其维数, 同时又能保留所需要的识别信息, 这些信息对光照、表情以及姿态具有一定的不敏感性. 在获得有效的特征向量后, 关键问题是设计具有良好分类能力和鲁棒性的分类器. 支持向量机 (SVM ) 模式识别方法,兼顾训练误差和泛化能力, 在解决小样本、非线性及高维模式识别问题中表现出许多特有的优势。本此课程设计基于MATLAB，将检测与识别分开进行。其中检测部分使用实验指导书上的肤色模型算法进行，不进行赘述。识别部分采用PCA算法对检测出的人脸图像进行特征提取, 再利用最邻近距离分类法对特征向量进行分类识别，将在后文具体表述。仿真结果验

证了本算法是有效的。二、人脸检测 1.》 2.源码 img=imread('D:\std_test_images\'); figure; imshow(img); R=img(:,:,1); G=img(:,:,2); B=img(:,:,3); faceRgn1=(R>95)&(G>40)&(B>20)&max(img,[],3)-min(img,[],3)>15&abs(R-G)>15&R>B; ~ figure; imshow(faceRgn1); r=double(R)./double(sum(img,3)); g=double(G)./double(sum(img,3)); Y=*R+*G+*B; faceRgn2=(r>&(r<&(g>&(g<&(r>g)&g>='Boundingbox'); BB1=struct2cell(BB); BB2=cell2mat(BB1); ) figure; imshow(img); [s1 s2]=size(BB2); mx=0; for k=3:4:s2-1 p=BB2(1,k)*BB2(1,k+1); if p>mx&(BB2(1,k)/BB2(1,k+1))< mx=p; ！ j=k; hold on; rectangle('position',[BB2(1,j-2),BB2(1,j-1),BB2(1,j),BB2(1,j+1)],'linewidth',3,'edg ecolor','r'); hold off; end end

手写体数字识别方法的研究与实现

手写体数字识别方法的研究与实现摘要 1引言手写体数字识别是文字识别中的一个研究课题，是多年来的研究热点，也是模式识别领域中最成功的应用之一。由于识别类型较少，在实际生活中有深远的应用需求，一直得到广泛的重视。近年来随着计算机技术和数字图像处理技术的飞速发展，数字识别在电子商务、机器自动输入等场合已经获得成功的实际应用。尽管人们对手写数字的研究己从事了很长时间的研究，并己取得了很多成果，但到目前为止，机器的识别本领还无法与人的认知能力相比，这仍是一个有难度的开放问题，所以对手写数字识别的进一步研究，寻求如何更高效更准确更节能地实现手写数字的自动录入和识别的解决方案对提高经济效益、推动社会发展都有深远的意义。近年来, 人工神经网技术发展十分迅速, 它具有模拟人类部分形象思维的能力, 为模式识别开辟了新的途径, 成了模拟人工智能的一种重要方法，特别是它的信息并行分布式处理能力和自学习功能等显著优点, 更是激起了人们对它的极大的兴趣。BP（Back Propagation）网络是神经网络中一种，是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络，可以很好地解决非线性问题，在函数逼近、模式识别和数据压缩等方面都有很广泛的应用。我们在认真地研究了神经网络的基本原理和机制的基础上, 结合手写体数字识别这一具体课题, 提出了用BP神经网络方法来实现手写体数字识别的方案。 2手写体数字识别概述 2.1手写数字识别简述模式识别是六十年代初迅速发展起来的一门学科。由于它研究的是如何用机器来实现人及某些动物对事物的学习、识别和判断能力，因而受到了很多科技领域研究人员的注意，成为人工智能研究的一个重要方面。字符识别是模式识别的一个传统研究领域。从50年代开始，许多的研究者就在这一研究领域开展了广泛的探索，并为模式识别的发展产生了积极的影响。手写体数字识别是多年来的研究热点也是字符识别中的一个特别问题。手写体数字识别在特定的环境下，如邮政编码自动识别系统，税表和银行支票自动处理系统等一般情况。当涉及到数字识别时，人们往往要求识别器有很高的识别可靠性，特别是有关金额的数字识别时，如支票中填写的金额部分，更是如此。因此针对这类问题的处理系统设计的关键环节之一就是设计出高可靠性和高识别率的手写体数字识别方法。这个领域取得了飞速的发展，部分是由于更好的学习算法，部分是由于更优良的训练集。美国国家科学学会（NIST）建立了