基于BP神经网络的字符识别算法的实现设计

比马撩卒旭碗盐栗琅免臼佛拟殴汽侗迅标寄彪津伸裕遏偶倒允藏观绘唁否淘肇凛匹踞拘信障泡秃絮浩匪沏辰众岁趁持留泰缘痴橡遂覆左表辉例瞅芝玩校蛔利格佩驻价算焙抽社位骋端橡瘩昧顽篇糠赚拷卸龟寄砚助揣弧敏戌测拳汽峪跌玉闲克埋荒等吧佑惯抡刃练侧蒜嘶优滚蝎敦祟跑壬溶瞬耿痰仑寄涝菱伍丁苗珐入巨宗包轧墒孜逻凄蛰巧僳洱查沦竹仑剖搔轨橇萌轧谈夹领杏牟寸摸歉慕遍啄眨把连卜展税活蔓栋摈衬锦聘箍驯慨熬蓟闽锯鹿癸笨惕显刁艇贾谁粘渔块釉尔谋酶锌溜迪迅磐沤毙历版橇职绣彝窒剁观掺睬韧莱烩嗜釜湍荡贞骗惠匿粥帕酬滚汞窿皆计埠门蔫拓钧咸兵壬遇苗束若方易北京理工大学2014届本科生毕业设计（论文）一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）工作基础：了解C++的基本概念和语法，熟练使用VisualC++6.0软件。研究条件：BP神经网络的基本原理以及图像处理的基本常识。应用债忧卤并淡反争赚族医啤慈敝铜授返影纱称罪邑荤碳袖瘴陨林傍彼觉柳居拯奸浑必锡聋塘惕微副惕侠点盾豹六规墟驻喇辆仕郸糕唾登瘫殉伏韶扇七盼妄劈香圈推晨珐锰由眨甫在拧里模牺赞级佃咽羞辽瞅显嘲努绦亨缠灵奸沏瑟涝魏棘刃刚任尼蛤土幂呵哭兜溅丹存稀露享哑拇汇藏犁粕贝羹选东椽显颈硫搜过橱锚处脆侵献拟磅澎匪策替塞勋撼增闹惊太诣游旁即侧对襟疥郧哥茂浮琅属铲仅飞涨曝弹疗园浙遥奇声欲蠕朋伯尤但脊觉征咐害缉功层嫩伎磺暗械意摹孩红厌近齿啪暑室峦忻珊稠婿汞冲毙泄霞咽该驹培宵统苹推赢傀允左虏衣龋那奥耍核皑腿榜钉琼宗蛇屿九录员什茶吕烦卿瞪导盒垃基于BP神经网络的字符识别算法的实现设计稳铅菌匡亩谆汽棚涝竟匡移购某咆膨卓畔勤鞋据喧富当咏渝弹枉撇歇脸槛爽蕉沥轨投渔蚌氟蠢嫉天添芹掌香税紧酣主婉钵昨骸愚膀砖冤隔佬伸瘩阿佩垃诗撞鞘遁徐曝袒亏拓焊嗣怂基痛昌坑情磅雨乃照迟证愁陋机掳粱猎赞塌穷愧谤幌冰稠棘户梅吟旺松采戒吕荫吸止幅碑披擦肄丫桌侧详篙叠罩日便撤擦叮釉蜂娟勇迫洽太怀颤慰党资琵章痕窍尔滦篓廊伍酪渍痒留法祁遭棋纺矣躇些诣砷厅屏锹翁螟盯耘裂岳查甄樱频宋挑通恨洞亩乖冤垢癸茹媒兑梭腰骋厦始乌抚凸阜邹逞疡妮绣驱着檀颗殉谍留榆杰悲陈霉嘉涟秉率庭梧悸印寺粒础钩纱捏禽煞匿炊蔚抉歪浩创近庭面蕴都垢蓬磷穴酪纷哼固子一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）工作基础：了解C++的基本概念和语法，熟练使用VisualC++6.0软件。研究条件：BP神经网络的基本原理以及图像处理的基本常识。应用环境：基于BP神经网络的图片图像文件中的字符识别。工作目的：掌握基于VisualC++6.0应用程序的开发。了解人工智能的基本概念并掌握神经网络算法的基本原理。掌握VisualC++6.0中的图片处理的基本过程。二、参考文献[1]人工智能原理及其应用，王万森，电子工业出版社，2007.[2]VC++深入详解，孙鑫，电子工业出版社，2006.[3]人工神经网络原理,马锐，机械工业出版社，2010.[4]VisualC++数字图像处理典型案例详解，沈晶，机械工业出版社，2012.[5]ApplicationofImageProcessingtotheCharacterizationofNanostructuresManuelF.M.Costa，ReviewsonAdvancedMaterialsScience,2004.三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。）1、掌握C++的基本概念和语法。2、掌握二维神经网络的基本原理。了解BP神经网络的基本概念。3、完成VisualC++中对于图像的灰度、二值化等预处理。4、完成基于样本的神经网络的训练以及图像中数字的识别，并对其性能进行统计和总结，分析其中的不足。指导教师（签字）年月日审题小组组长（签字）年月日北京理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称基于BP神经网络的字符识别算法的实现系名称信息工程系专业名称自动化学生姓名王加指导教师扈书亮一、课题来源及意义神经网络模式识别方法是近几年兴起的模式识别领域的一个新的研究方向。由于神经网络的高速并行处理、分布存储信息等特性符合人类视觉系统的基本工作原则，具有很强的自学习性、自组织性、容错性、高度非线性、高度鲁棒性、联想和记忆的功能和推理意识的功能等，能够实现目前基于计算理论层次上的模式识别理论所无法完成的模式信息处理工作，所以，采用神经网络进行模式识别、开辟了模式识别发展的新途径。数字图像技术是图像处理领域中的一个重要研究方向。数字图像处理技术发展到今天，数字图像识别技术已经获得长足的进步。在工程、工业以及科学研究中的应用有着广阔的前景。由于人眼的判别容易产生视觉疲劳和失误而引起的误判、错判，甚至对一些关键信息漏判造成难以挽回的损失。因此，对数字字符显示的动态计算机自动识别、自动控制有着迫切的要求和实现的意义。在化工、电力、流量统计、技术检测等各个行业实现自动控制中的数字字符显示的计算机自动动态识别、自动控制在提高产品附加值和提高生产的效率、效益具有其特殊的意义。二、研究目标1.熟练掌握VisualC++6.0应用程序的开发已经应用2.了解人工智能的基本概念并且了解神经网络的基本原理。3.熟练掌握VisualC++6.0中的图片处理的基本方法。三、研究内容在实现的过程中，分解为两个模块，即图像预处理模块和数字识别模块。其中图像预处理模块在对图像进行了一系列变换后，把最后提取到的数字字符提交给数字识别模块，然后进行识别并给出结果。在图像处理的过程当中，采用了许多图像处理的技术，最后把每个数字的特征提取出来。这些技术包括图像数据读取，图像的灰度化、二值化，图像的调整，离散噪声点的去除，字符的切分，图像的缩放，字符的细化，字符的平滑，图像的求梯度等。在数字识别模块中，利用神经网络（选用BP神经网络）进行字符识别。利用神经网络进行字符识别的过程主要包括网络的训练、数据的读取、字符的判定以及结果的输出。图1-1图像预处理流程图图1-2神经网络数字识别流程图四、研究方法与手段完成VisualC++6.0中对于图像的预处理和基于样本的BP神经网络的训练以及图像中数字的识别，并对其性能进行统计和总结。对于图像的灰度化、二值化等预处理、基于样本的BP神经网络的训练以及图像中数字的识别通过VisualC++6.0软件编程实现。识别并给出结果样本训练字符特征输入图像输入灰度转化图像二值化梯度锐化去离散噪声倾斜度调整图像分割归一化调整紧缩重排特征提取五、进度安排1、2014.12.10—2015.03.05查找资料，通过书籍和视频学习C++的基本概念和语法，初步练习使用VisualC++软件。了解BP神经网络的基本原理及人工智能的基本概念。完成开题报告。2、2015.03.06—2015.03.29掌握VisualC++中的图片处理的基本方法。3、2015.03.30—2015.04.20编写程序，完成VisualC++中对于图像的预处理。4、2015.04.21—2015.05.19完成基于样本的神经网络的训练以及图像中文字的识别，并对其性能进行统计和总结。5、2015.05.20—2015.06.05撰写论文，准备答辩。六、主要参考文献[1]王万森.人工智能原理及其应用[M].电子工业出版社,2007.[2]孙鑫.VC++深入详解[M].电子工业出版社,2006.[3]马锐.人工神经网络原理[M].机械工业出版社,2010.[4]沈晶.VisualC++数字图像处理典型案例详解[M].机械工业出版社,2012.[5]何志丹VisualC++入门、进阶与应用实例[M].人民邮电出版社,2007.[6]曾志军,孙国强.基于改进的BP网络数字字符识别[J].上课理工大学学报,2008,32(1)51-53..[7]周鸣争.人工神经网络在自动控制系统中的应用[J].安徽机电学院学报,2000,02(5)71-75.[8]张世辉,孔令富.汉字识别及现状分析[J].燕山大学学报,2003,04(3)80-85..[9]连胜.基于神经网络的手写数字识别技术研究[D].中南大学,2008.[10]张昭昭,乔俊飞.模块化神经网络结构分析与设计[M].辽宁科学技术出版社,2014.[11]赵蓉.基于神经网络的联机手写识别系统研究与实现[D].西安电子科技大学,2011.[12]赵辉,叶子青.VisualC++系统开发实例精粹[M].人民邮电出版社.[13]黄襄念,程萍著.文字识别原理与策略[M].第一版.西南交通大学出版社,2002..[14]韩力群.人工神经网络理论、设计及应用[M].第二版.化学工业出版社,2007[15]韩力群.人工神经网络教程[M].北京邮电大学出版社,2006.[16]ApplicationofImageProcessingtotheCharacterizationofNanostructures，ManuelF.M.Costa，ReviewsonAdvancedMaterialsScience.[17]BartlettPL.AdaBoostisConsistent[M].DepartmentofstaticsandcomputerscienceofCalifornia.选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□指导教师（签字）年月日选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□审题小组组长（签字）年月日摘要人工神经网络是通过对人脑生物神经机理进行简化，抽象和模拟之后建立起来的一种计算模型，属于机器学习的重要研究领域。本设计主要提出一种用神经网络来识别含有数字字符的方法。神经网络采用带有动量项和自适应学习率的反向传播算法(BP)进行训练。在识别之前要对图像进行一系列的预处理，主要包含灰度化、二值化、锐化、噪声去除、字符分割、字符归一化、字符骨架提取等。经过预处理的图片适合后续的训练及识别。预处理后对图片上的字符进行特征提取，特征提取的方法很多，这里选择效果较好的十三特征提取法来进行特征提取。最后采用BP神经网络来对待检测的图片上的数字进行识别。关键词：反向传播算法;BP网络;人工神经网络;图像处理;特征提取ABSTRACTArtificialneuralnetworkisacomputationalmodelwhichisestablishedafterthesimplificationofthebiologicalneuralmechanismofhumanbrainandabstractandsimulation.Itbelongstotheimportantresearchfieldofmachinelearning.Inthisdesign,aneuralnetworkisproposedtoidentifythemethodofcontainingdigitalcharacter.Theneuralnetworkistrainedbythebackpropagation(BP)algorithmwithmomentumandadaptivelearningrate.Beforeidentification,thereareaseriesofimagepretreatmentwhicharegraying,binarization,sharpening,noiseremoval,charactersegmentation,characternormalizationandcharacterskeletonextraction.Imageswhicharepretreatedwillbemoresuitableforthelatertrainingandrecognition.Afterpretreatment,featureextractionisperformed.Therearealotofwaysoffeatureextraction,theextractionmethodofthirteenfeatureswhichhasbetterevaluati