数字识别系统

数字识别系统第1页，课件共26页，创作于2023年2月课题概述课题简介：

基于VC++编写一个程序，用U描述子实现对数字图片的识别系统程序结构：编写程序框架读入图片图像灰度化、二值化边缘提取U描述子应用建立数字模板数字识别第2页，课件共26页，创作于2023年2月图像的灰度化、二值化灰度化处理： 颜色可分为黑白色和彩色。黑白色指颜色中不包含任何的色彩成分，仅由黑色和白色组成。在RGB颜色模型中，如果R=G=B，则颜色（R,G,B）表示一种黑白颜色；其中R=G=B的值叫做灰度值，所以黑白色又叫做灰度颜色。彩色和灰度之间可以互相转化，由彩色转化为灰度的过程叫做灰度化处理。灰度化方法 灰度化一般有四种方法：分量法、最大值法、平均值法、加权平均法。 本次采用加权平均法。第3页，课件共26页，创作于2023年2月图像的灰度化、二值化加权平均法： 根据重要性及其它指标，将三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感最高，对蓝色敏感最低，因此，按下式对RGB三分量进行加权平均能得到较合理的灰度图像Gray=0.30R+0.59G+0.11B添加代码unsignedcharR=*((unsignedchar*)lpImage+lLineBytes*i+j);unsignedcharG=*((unsignedchar*)lpImage+lLineBytes*i+j);unsignedcharB=*((unsignedchar*)lpImage+lLineBytes*i+j);

unsignedcharY=(9798*R+19235*G+3735*B)/32768;第4页，课件共26页，创作于2023年2月图像的灰度化、二值化二值化处理： 图像二值化处理就是在图像灰度化的前提下，设定阀值T，当Y≥T时，设定Y=255，当0≤Y≤T时，设定Y=0。编程代码if(Y>=30) {Y=255;}else {Y=0;}第5页，课件共26页，创作于2023年2月图像的灰度化、二值化效果

处理前

处理后第6页，课件共26页，创作于2023年2月边缘提取边缘提取的方法 现有的图像边缘提取方法可以分为三大类：一类是基于某种固定的局部运算方法，如：微分法，拟合法等，它们属于经典的边缘提取方法；第二类则是以能量最小化为准则的全局提取方法，其特征是运用严格的数学方法对此问题进行分析，给出一维值代价函数作为最优提取依据，从全局最优的观点提取边缘，如松驰法，神经网络分析法等；第三类是以小波变换、数学形态学、分形理论等近年来发展起来的高新技术为代表的图像边缘提取方法。

本系统应用的方法 最原始的，单点单向搜索法。即最开始找到第一个点，再往一个方向搜索下一个边缘点，最后形成封闭的像素点集第7页，课件共26页，创作于2023年2月边缘点搜索（2）确定第一个边缘点找到了第一个边缘点编程代码LPBYTElpImage=pDib->m_lpImage;for(y=0;y<nHeight&&flag==1;y++){for(x=0;x<nWidth;x++)if(*(lpImage+y*nWidth+x)==0){flag=0;break;}} y--;记录x、y的坐标第8页，课件共26页，创作于2023年2月边缘点搜索（3）定义九宫格序号编程代码intx1[8]={-1,0,1,1,1,0,-1,-1};inty1[8]={-1,-1,-1,0,1,1,1,0};第9页，课件共26页，创作于2023年2月边缘点搜索（4）判断编号1像素点是否为边缘点P12345678黑黑黑黑黑黑黑黑全为黑色，则表示像素点1不是边缘点if(*(lpImage+(*y+y1[0])*nWidth+*x+x1[0])==0&&*(lpImage+(*y+y1[1])*nWidth+*x+x1[1])==0&&*(lpImage+(*y+y1[2])*nWidth+*x+x1[2])==0&&*(lpImage+(*y+y1[3])*nWidth+*x+x1[3])==0&&*(lpImage+(*y+y1[4])*nWidth+*x+x1[4])==0&&*(lpImage+(*y+y1[5])*nWidth+*x+x1[5])==0&&*(lpImage+(*y+y1[6])*nWidth+*x+x1[6])==0&&*(lpImage+(*y+y1[7])*nWidth+*x+x1[7])==0){/*相应代码*/}第10页，课件共26页，创作于2023年2月边缘点搜索（5）继续搜索像素点二P12345678黑黑黑黑黑黑白白若不全为黑色，则表示像素点2是边缘点P记录新边缘点的左边x、y，同时将指针移至新边缘点P第11页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除特殊情况1——前一点原因： 剔除前一点的目的是为了让边缘点搜索沿着一个方向进行，也避免了边缘点搜索出现往返循环。解决方法： 先定义前一点：

inta;//a、b代表前一点坐标 intb;

再用下列代码去剔除该点 if((x==a&&y==b)) {/*相应代码,若相等，剔除该点*/}第12页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除特殊情况2——前前一点原因： 剔除前一点的目的是为了让边缘点搜索沿着一个方向进行，也避免了边缘点搜索出现往返循环。解决方法： 先定义前一点：

inta;//a、b代表前一点坐标 intb;

再用下列代码去剔除该点 if((x==a&&y==b)) {/*相应代码,若相等，剔除该点*/}123第13页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除特殊情况3黑黑黑白白白白黑黑黑黑黑黑黑白黑黑白白白白白白白12此时边缘点3既不能回到前边缘点2又不能返回前前边缘点1，边缘点3将成为死点。3死点黑边缘点1坐标（a,b）边缘点2坐标（x,y）第14页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除解决方法：当边缘点1和边缘点2如图所示方向的对角时即且i=1（为定义像素周边编号减1）时，只要当搜索指针指向该点的时候，则越过此点。编程代码：

if(*x-x1[i]-*a==-1&&*y-y1[i]-*b==1&&i==1) {/*相应代码,若等式成立，剔除该点*/} （详细代码参见工程文件。）第15页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除特殊情况4黑黑黑白白白白黑黑黑黑黑黑黑黑白白白白白白白白白白1234死点此时搜索将在边缘点1、2、3、4之间循环第16页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除解决方法：出现这种情况要解决的方法就是要记录点4，从而在边缘搜索的时候剔除该点。编程代码：

if(*x-x1[i]-*a==-1&&*y-y1[i]-*b==1&&i==1) {/*相应代码,若等式成立，剔除该点*/} elseif(*x-x1[i]-*a==-1&&*y-y1[i]-*b==1&&i==1) { *e=*x; *f=*y;//记录特殊点 /*相应代码*/ }而剔除该种情况的编程代码如下：

if(*x==*e&&*y==*f&&i==4) {/*相应代码,若等式成立，剔除该点*/}详细代码参见工程文件。第17页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除特殊情况5——单排像素点黑黑白白白黑白黑黑黑黑白黑黑黑白黑黑白白白白白白白死点若两个点都为白色则判断该点不是边缘点第18页，课件共26页，创作于2023年2月五种特殊非边缘点剔除编程代码：

if(*x-x1[i]-*a==-1&&*y-y1[i]-*b==1&&i==1) {/*相应代码,若等式成立，剔除该点*/} elseif(*x-x1[i]-*a==-1&&*y-y1[i]-*b==1&&i==1) { *e=*x; *f=*y;//记录特殊点 /*相应代码*/ }而剔除该种情况的编程代码如下：

if(*x==*e&&*y==*f&&i==4) {/*相应代码,若等式成立，剔除该点*/}详细代码参见工程文件。第19页，课件共26页，创作于2023年2月U描述子U系统基函数

第20页，课件共26页，创作于2023年2月U描述子U描述子的定义： 经采样的某一多边形曲线可以表示为： i为虚数单位，为了叙述方便，我们以一次U系统为例来说明。为方便记法，表示一次U系统的第k个基，利用下式来计算这N个点的U变换系数，称为U描述子。第21页，课件共26页，创作于