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手写数字体自动识别技术的研究现状手写数字体自动识别技术是一种将手写数字转换成数字字符的技术，该技术很早就被广泛应用于银行支票、信用卡、手写邮件等领域，近年来更是得到了人们的高度关注和研究。
本文将介绍手写数字体自动识别技术的研究现状和发展方向。
手写数字体自动识别技术是指通过数字图像处理技术，将手写数字转化为计算机可读取的数字字符。
该技术的研究始于数十年前，主要是为了解决银行支票数字识别的问题。
而随着数字化时代的到来，手写数字体自动识别技术变得越来越重要，其应用领域涉及到金融、交通、医疗、安防等多个领域。
在手写数字体自动识别技术的研究中，最重要的是手写数字的特征提取。
手写数字有很多不同的风格和形状，但其内在的特征却是相似的。
因此，通过提取数字的特征，可以达到很好的识别效果。
传统的手写数字体自动识别技术主要采用了模式分类和人工神经网络两种方法。
在模式分类方法中，先将数字图片进行特征提取，然后通过人工设置的规则进行数字分类。
但是，这种方法需要依靠人工设置的规则，很难应对各种不同的手写数字。
而人工神经网络方法是通过一系列训练样本，不断调整神经网络的结构和参数，从而达到自适应的识别效果。
但是这种方法对训练数据质量的要求比较高，同时需要大量的计算资源，训练时间过长。
近年来，随着人工智能技术的迅速发展，深度学习逐渐成为手写数字体自动识别技术的主流。
深度学习是一种基于神经网络的机器学习模型，其主要特点是自适应和自动优化。
在手写数字体自动识别领域，深度学习方法可以通过大量的数据训练，自动学习数字的特征，并得到更高的识别率。
总之，手写数字体自动识别技术是一种极其重要的技术，其应用领域广泛，发展也非常迅速。
但是现有的技术还存在一些问题，比如对于一些书写较差的人的数字识别率较低。
未来的研究方向主要是提高识别效率和准确度。
基于CNN的手写数字识别技术研究人工智能是当今世界研究的热门领域之一，随着技术的不断发展，各种应用场景已经涉及到生活的各个方面。
其中，基于深度学习技术的手写数字识别技术是一项非常经典的应用，也是深度学习技术中的一个重要领域。
而在手写数字识别技术中，基于卷积神经网络的手写数字识别技术是目前最为成熟、最为准确的一种算法，已经被广泛应用于各种场景当中。
一、手写数字识别技术的基本原理手写数字识别技术是将手写的数字图片进行自动识别的技术，它可以将手写的数字识别为计算机中可以处理的数字形式，从而为后续的处理提供帮助。
手写数字识别技术的基本原理是将输入的手写数字图片进行数字化处理，然后将处理后的图片作为卷积神经网络的输入层进行处理，最终输出数字的识别结果。
手写数字的输入通常是一张灰度图像，其表示的是一个28x28的矩形区域，其中每个像素表示该位置上的亮度值。
亮度值的范围一般是0到255，其中0代表黑色，255代表白色。
因此，每个数字的图像可以看作是一个28x28的矩阵，其中每个元素的值表示在该位置上的亮度值。
在将手写数字图片输入到CNN中进行处理之前，还需要对其进行一些预处理，例如将其转化为矢量形式，并进行标准化等。
二、卷积神经网络在手写数字识别中的应用在手写数字识别中，CNN是一种非常经典、非常有效的算法，也是目前最为流行的一种方法。
卷积神经网络是一种强大的神经网络类型，它可以对图像中的特征进行提取，并通过多个卷积层和池化层进行逐层处理。
CNN网络的输入层一般是一个二维矩阵，而输出层的神经元数量则与需要识别的数字的个数相等。
在CNN网络中，一般采用两个主要的卷积层和一个全连接层进行处理。
卷积层是卷积核在输入层上滑动，并通过卷积计算来提取图像的特征。
卷积层通过滑动窗口的方式对输入层进行卷积操作，从而提取出图像的局部信息，这些局部信息可以组合得到更高级别的特征。
在卷积操作之后，再通过池化层对卷积输出进行压缩，从而减少网络的计算量。
手写数字识别的研究与应用一、概述手写数字识别是计算机视觉和模式识别领域的重要研究内容，具有广泛的应用前景。
随着信息化和数字化的发展，手写数字识别技术在银行票据处理、邮政编码识别、税务表单处理、移动支付以及智能设备交互等方面发挥着越来越重要的作用。
手写数字识别的主要任务是将手写输入的数字转化为计算机可理解的数字信息。
由于手写数字存在书写风格多样、笔迹变化大、书写不规范等问题，使得手写数字识别成为一项具有挑战性的任务。
研究手写数字识别的算法和技术，提高识别的准确性和鲁棒性，具有重要的理论价值和实际应用意义。
近年来，随着深度学习技术的发展，基于神经网络的手写数字识别方法取得了显著的进步。
这些方法通过构建复杂的网络结构，自动学习手写数字的特征表示和分类器，从而实现了较高的识别性能。
同时，随着大数据和计算资源的不断丰富，基于深度学习的手写数字识别方法在实际应用中也越来越广泛。
本文旨在探讨手写数字识别的研究与应用，首先介绍手写数字识别的基本原理和常用方法，然后分析深度学习在手写数字识别中的应用及最新进展，最后讨论手写数字识别在实际场景中的应用案例和未来发展趋势。
通过本文的研究，期望能够为手写数字识别领域的研究者和应用开发者提供一定的参考和借鉴。
1. 手写数字识别的背景与意义随着信息技术的飞速发展，数字化、自动化和智能化已经成为现代社会的重要特征。
在这一背景下，手写数字识别技术应运而生，成为人工智能和计算机视觉领域的重要研究方向。
手写数字识别技术的主要目标是将手写输入的数字信息自动转换为计算机可识别的数字编码，从而实现信息的快速、准确录入和处理。
手写数字识别的研究具有重要意义。
它在实际应用中具有广泛的需求。
例如，在金融、邮政、税务、交通等领域，大量手写数字信息需要被快速、准确地录入和处理。
手写数字识别技术能够大大提高这些工作的效率和准确性，减少人为错误和劳动强度。
手写数字识别技术的研究有助于推动人工智能和计算机视觉领域的发展。
手写数字识别技术的研究与应用一、绪论手写数字识别技术已成为人工智能领域中的热门研究方向之一。
相较于机器数字识别，手写数字识别具有更广泛的应用领域，例如支票识别、自动化填写表格等。
本文将介绍手写数字识别技术的相关研究与应用。
二、手写数字识别技术的方法手写数字识别技术的方法主要分为两类：基于模板匹配和基于机器学习的方法。
1.基于模板匹配的方法基于模板匹配的方法是将手写数字与已有的数字模板进行匹配，根据相似程度来进行分类。
其基本思想是：建立一个数字库，将每个数字的特征值与库中所有数字的特征值进行比对，找到最相似的一个进行识别。
2.基于机器学习的方法基于机器学习的方法是通过给定数据集进行训练，利用分类器来对未知的手写数字进行分类。
其基本流程包括：数据预处理、特征提取、特征选择、分类器训练和准确率评估。
三、手写数字识别技术的应用手写数字识别技术广泛应用于文书处理、自动化填写表格、支票识别等多个领域。
1.文书处理手写数字识别技术可用于文书中数字信息的提取，实现数字化的管理。
例如，对于医院管理系统，可以通过手写数字识别技术来自动识别病人的身份证号、病历编号等信息，提高工作效率和准确率。
2.自动化填写表格手写数字识别技术能够实现数字的自动化填写，有效地降低工作难度和工作量。
例如，在工厂生产数据的记录中，可以利用手写数字识别技术快速识别并记录生产数量、时间和工序等信息，减少错误率和误操作。
3.支票识别现代银行系统中，支票识别是重要的自动化处理环节之一。
支票手写数字识别技术可以通过光学字符识别技术，将手写的支票号码和金额进行自动识别，降低错误率和时间成本。
四、手写数字识别技术的评估手写数字识别技术的评估主要从分类准确度和计算时间两个方面进行评估。
分类准确度是衡量手写数字识别技术准确性的重要指标。
准确率的高低与训练数据集的数据质量、特征选择的合理性有关。
计算时间是评估手写数字识别技术性能的指标。
在实际应用中，计算时间速度快是提高处理效率的重要因素之一。
手写数字识别算法的研究与应用在数字化的时代，人们日常生活中使用的数字信息越来越多，如何高效地处理数字信息成为了重要的课题。
手写数字识别算法是一种解决数字化问题的有效方式。
手写数字识别算法的研究与应用已经在数字图书馆、办公自动化、邮政编码等领域得到了广泛的应用。
一、手写数字识别算法的研究手写数字识别算法是将手写数字图像转换成数字信息的过程。
它是一种模式识别技术。
手写数字识别算法的实现需要解决两个主要问题：特征提取和分类器设计。
特征提取是将手写数字图像中的数字特征提取出来，使之具有区分性和不变性。
常用的特征提取算法有：边缘特征提取、基于统计学的特征提取、基于小波变换的特征提取等。
分类器设计是将提取出的数字特征映射到数字类别上。
常用的分类器有：神经网络、支持向量机、决策树算法等。
神经网络是一种有效的分类器，在手写数字识别中得到了广泛的应用。
它的设计需要考虑到网络结构、激活函数、学习算法等因素。
二、手写数字识别算法的应用手写数字识别算法在数字图书馆、办公自动化、邮政编码等领域得到了广泛的应用。
在数字图书馆中，手写数字识别算法可用于图书条形码的自动识别。
该应用可以极大地提高图书馆工作效率，减少错误识别和人工录入信息的工作量。
在办公自动化中，手写数字识别算法可用于自动识别手写的报销单据、表单等信息。
该应用可以简化企业人力、时间等资源的分配，提高工作效率，减少出错率。
在邮政编码中，手写数字识别算法可用于信封地址的识别。
该应用可以减少人工处理信封地址的工作量，提高邮件处理效率，保证邮件发送的准确性。
三、手写数字识别算法的未来随着人工智能技术的不断发展，手写数字识别算法也将得到更进一步的应用。
未来，手写数字识别算法将应用于更多的领域。
例如，在医学领域，手写数字识别算法可用于医生书写的病历信息的自动识别。
该应用可以提高病历信息的准确性和时间效率，减少医疗事故的发生。
在金融领域，手写数字识别算法可用于签名和银行卡识别。
手写数字识别原理手写数字识别是指通过计算机对人工手写的数字进行自动识别的技术。
它在现实生活中有广泛的应用，例如邮政编码识别、银行支票处理、手写签名识别等。
手写数字识别的原理主要包括以下几个步骤：图像预处理、特征提取、分类器训练和测试。
图像预处理是对手写数字图像进行一系列的预处理操作，以便提高后续的特征提取和分类效果。
其中包括图像灰度化、二值化、去噪等操作。
灰度化将彩色图像转化为灰度图像，简化了图像处理的复杂度。
二值化将灰度图像转化为二值图像，将图像中的数字与背景分离出来。
去噪操作能够减少图像中的噪声干扰，提高数字的清晰度。
特征提取是指从预处理后的图像中提取出能够代表数字特征的信息。
常用的特征提取方法包括垂直投影法、水平投影法和网格法等。
垂直投影法是将图像按列进行投影，统计每一列中非空像素的个数，得到的投影曲线能够反映出数字的垂直分布情况。
水平投影法则是将图像按行进行投影，统计每一行中非空像素的个数，得到的投影曲线能够反映出数字的水平分布情况。
网格法则是将图像划分为若干个小网格，统计每个网格中非空像素的个数，得到的网格特征能够反映出数字的局部形状。
接下来，分类器训练是指通过将提取的特征输入到分类器中进行训练，以便建立数字与特征之间的映射关系。
常用的分类器包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和决策树等。
支持向量机是一种常用的二分类器，通过构建超平面将不同类别的样本分开。
人工神经网络是一种模拟人脑神经元工作原理的数学模型，通过训练神经元之间的连接权重实现数字的分类。
决策树则是一种基于特征值进行判断的分类方法，通过构建一系列判断节点来实现数字的分类。
通过对分类器进行测试，可以对新的手写数字进行识别。
测试时，将预处理和特征提取步骤应用于待识别的手写数字图像，然后将提取到的特征输入到已经训练好的分类器中，通过分类器的判断结果可以得到手写数字的识别结果。
总结起来，手写数字识别的原理是通过对手写数字图像进行预处理、特征提取和分类器训练，然后通过测试将新的手写数字图像输入到分类器中进行识别。
决策树数据集进行手写数字识别原理决策树进行手写数字识别的原理主要包括以下几个步骤：1. 数据预处理：手写数字识别需要大量的训练数据，这些数据通常来自各种不同的来源和格式。
数据预处理是决策树算法的重要步骤，它包括清理数据、特征提取和特征选择等过程。
清理数据主要是去除重复、异常和不完整的数据，保证数据的准确性和一致性。
特征提取是从原始数据中提取出与手写数字相关的特征，例如边缘、角点、纹理等。
特征选择则是从提取出的特征中选择出最相关的特征，以便更好地训练模型。
2. 构建决策树：决策树是一种树形结构，用于根据给定的特征对数据进行分类。
在手写数字识别中，决策树的每个节点代表一个特征，每个分支代表一个特征值的取值范围，每个叶节点代表一个分类标签（数字0-9）。
在构建决策树的过程中，需要根据一定的标准对特征进行选择和划分，以构建出最佳的决策树。
3. 训练模型：利用构建好的决策树模型和已知标签的数据进行训练，使得模型能够学习到数据中潜在的规律和模式。
训练过程中可以采用不同的算法和参数进行调整和优化，以提高模型的准确性和泛化能力。
4. 测试和评估：在模型训练完成后，需要使用测试数据对模型进行测试和评估。
测试数据用于测试模型的分类精度、召回率、F1值等指标，以评估模型的性能和准确度。
评估结果可以为模型调整和优化提供参考和依据。
5. 应用和部署：最后，将训练好的模型应用到实际的手写数字识别系统中，对未知的手写数字进行分类和识别。
应用过程中可以根据需要进行参数调整和优化，以提高系统的性能和用户体验。
总的来说，决策树进行手写数字识别的原理是通过数据预处理、构建决策树、训练模型、测试和评估以及应用和部署等步骤实现的。
在这个过程中，决策树算法利用已知的手写数字数据来训练模型，学习数据中的模式和规律，以便能够对未知的手写数字进行分类和识别。
石河子大学信息科学与技术学院毕业论文课题名称：手写体数字识别系统设计学生姓名：学号：学院：信息科学与技术学院专业年级：电子信息工程2007级指导教师：职称：完成日期：二○一一年六月十一日手写体数字识别系统设计学生：指导教师：[摘要] 随着科学技术的迅速发展，在邮政编码、统计报表、财务报表、银行票据等处理大量字符信息录入的场合，手写数字识别系统的应用需求越来越强烈，如何将数字方便、快速地输入到计算机中已成为关系到计算机技术普及的关键问题。
本文设计实现了一个基于Matlab软件的手写体数字识别系统，采用模块化设计方法，编写了摄像头输入、直接读取图片、写字板输入三个模块，利用摄像头等工具，将以文本形式存在的手写体数字输入进计算机，完成对手写体数字图片的采集，并设计了一种手写数字识别方法，对手写体数字图像进行预处理、结构特征提取、分类识别，最终以文本形式输出数字，从而实现手写体数字的识别。
[关键词] 预处理，结构特征提取，分类识别，手写体数字识别Handwritten Digit Recognition SystemStudents：Teacher：Abstract:With the rapid development of science and technology, in zip code, statistics, reports, financial statements, Bank bills dealing with a large number of characters, such as information recorded occasions, handwritten digit recognition system of requirement has become stronger and stronger, how easily and quickly the number entered in the computer has become a key issue relates to the popularization of computer technology. This article design implementation has a based on Matlab software of handwriting body digital recognition system, used module of design method, write has camera entered, and directly read pictures, and write Board entered three a module, using camera, tools, will to text form exists of handwriting body digital entered into computer, completed on handwriting body digital pictures of collection, and design has a handwriting digital recognition method, on handwriting body digital image for pretreatment, and structure features extraction, and classification recognition, eventually to text form output digital, to implementation handwriting body digital of recognition.Key words: Pretreatment, structure feature extraction, classification and recognition, handwritten digit recognition.目录第一章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究目的及意义 (2)1.2.1 手写体数字识别的研究目的 (2)1.2.2 手写体数字识别的研究意义 (3)1.3课题研究现状及发展趋势 (3)1.4课题整体结构 (5)1.5课题难点分析 (5)第二章开发运行环境 (6)2.1系统开发环境和运行环境 (6)2.2开发工具介绍 (6)2.2.1 硬件部分介绍 (6)2.2.2 软件部分介绍 (8)第三章手写体数字识别系统构成及原理 (10)3.1图像处理基础知识 (10)3.2手写体数字识别系统构成 (13)3.3手写体数字识别系统原理 (13)3.3.1预处理 (13)3.3.2图像分割 (17)3.3.3特征提取 (19)3.3.4分类识别 (20)第四章手写体数字识别系统设计分析 (21)4.1程序主界面 (21)4.2基准库的选择与建立 (23)4.3手写体数字识别系统设计 (23)4.3.1摄像头输入模块的设计 (23)4.3.2直接读图模块的设计 (25)4.3.3写字板输入模块的设计 (27)第五章系统性能评价及实验结果分析 (30)5.1识别系统性能的评价 (30)5.2实验结果分析 (31)第六章结论 (33)6.1毕业设计总结 (33)6.2课题前景与展望 (34)致谢 (37)参考文献 (37)附录 (39)附1、识别部分主程序 (39)附2、创建模板部分函数 (40)附3、切割图片部分函数 (42)附4、输出图片部分函数 (43)第一章引言1.1 课题背景数字已有数千年的历史，在世界上使用很广，然而，在当今社会里，如何快速高效地将数字输入计算机，已成为影响人机接口效率的一个重要瓶颈，也关系到计算机能否真正在我国得到普及应用[1]。
手写数字识别实验报告最近，手写数字识别技术受到越来越多的关注，各种手写数字识别系统也被广泛应用于实际应用中。
为了验证手写数字识别技术的有效性，本实验选择了国际上最流行的MNIST数据集，实现了一个深度学习模型，用来实现对手写数字的自动识别。
本实验步骤如下：一、数据集的准备本实验使用MNIST数据集。
MNIST数据集是一个包含60,000个训练图像和10,000个测试图像的数据集，所有图像都是灰度图像，每个图像都是28×28像素大小，每张图片都标记有0-9的数字，图像所属的类别。
二、模型构建本实验使用Convolutional Neural Network（CNN）构建模型，CNN是一种卷积神经网络，具有卷积层、池化层和全连接层等，可以有效提取图像中的特征。
本实验CNN模型构建方法：（1）卷积层:积核大小为3×3，输入通道为1，输出通道为64，采用ReLU激活函数；（2）池化层:用最大池化操作，池化窗口大小为2×2；（3）全连接层:入节点数为1024，输出节点为10，采用Softmax 激活函数。
三、模型训练本实验使用python的Keras库，并采用Adam作为优化器，学习率为0.001。
本实验使用训练集中的50,000图像训练模型，使用另外10,000图像作为测试集，训练次数为20次，每次训练500张图片。
四、结果分析本实验模型最终在测试集上的准确率达到99.32%，属于公认的良好水准。
从精度曲线图可以看出，模型的精度在训练的过程中持续上升，训练时间也在不断减少，说明模型越来越稳定，具有良好的泛化能力。
综上所述，本实验通过使用CNN模型，基于MNIST数据集，实现对手写数字的自动识别，达到了良好的效果。
本实验设计技术有助于提高手写数字识别技术的应用水平，为相关领域的研究提供了参考依据。
手写数字识别的流程：1．对所给出的图像进行预处理使得方面后面的数字识别操作，包括图像的二值化等2．对图像进行图像的形态学操作，让数字变得闭合，方便进行数学形态学的计算3．用鼠标提取每个数字的图像，并对每个数字图像作出包含连通区域的矩阵4．根据数字的欧拉数和每个数字的其他不同特征识别数字5．最后把识别的数字保存起来下面分别进行论述：1．数字图像的二值化原图如下：二值化处理结果如下：2．图像的形态学操作，让数字中未闭合的数字6、8、9闭合处理后的图像如下：3．用鼠标提取每个数字的图像，并对每个数字图像作出包含连通区域的矩阵在提取图像时要注意，尽量用最小的矩形包括这个数字，并且不要遗漏数字的任何部分在外面，这一步对后面的识别至关重要，会非常影响数字的识别。
提取出来二值图像后，并把它变换成一个数字矩阵，这个矩阵会对图像中不同的连通区域作出不同的标记，这样方便下面进行数字矩阵的特征提取。
4．根据数字的欧拉数和每个数字的其他不同特征识别数字a.识别数字8，只有8的欧拉数为2b.识别数字1，其离心率最大（>0.9）,并且它的最小外包矩形的长度大于宽度的两倍c.对数字6，其欧拉数为1，用一条水平扫描线从上半部分进行扫描，有两个交点d.对数字4，其欧拉数为1，用距离右边框几个象素的垂直线与它相交，有两个象素，即可识别e.对数字0，其欧拉数为1，用一条水平扫描线从中间与它相交，有两个交点，用一条垂直扫描线从中间与它相交，也有两个交点，即可识别f.对数字9，其欧拉数为1，用一条水平扫描线从下半部分进行扫描，有两个交点，与6相反g.对数字2，其欧拉数为0，用距上边框十几个象素的水平线与它相交，有4个交点h.对3，用距中间位置的垂直线与它相交，有3个交点，且欧拉数为0i.对数字7，其欧拉数为0，从中间位置垂直扫描，有两个交点j.剩下的就是数字5了试验结果分析：总共进行了五组的试验，试验结果如下：b ＝1234567895b ＝1534567890b ＝5534567855b ＝1535557895b ＝1555565895从以上的试验结果可以看出：如果用鼠标提取图像时，仔细小心的提取，会取得不错的试验效果，但是对于数字2和数字0，往往会有一定的误差。
手写体识别技术的原理和应用随着数字化时代的发展，手写体逐渐被计算机所代替，但在某些场景下，手写字依然是不可替代的，例如签名、笔记等。
在这些场景下，手写体识别技术可以将手写笔记转化为电子文件，实现更方便的管理和应用。
本文将介绍手写体识别技术的原理和应用。
一、原理手写体识别技术基于机器学习和人工智能算法，通过对手写字的形式、结构、笔画等特征进行分析和识别，实现将手写笔记转化为电子文件的功能。
手写体识别技术的核心是数字化，将手写字转化为数字形式。
数字化的过程包括三个步骤：采集、预处理和识别。
首先，通过数字笔、平板电脑等手写输入设备进行字迹采集。
然后，将采集的笔记进行预处理，包括对噪声、干扰、倾斜等进行处理，以提高识别精度。
最后，通过机器学习和人工智能算法，对预处理后的笔记进行分析、识别和翻译。
手写体识别技术的主要算法包括统计学习、神经网络、支持向量机等。
其中，神经网络是应用最广泛的手写体识别算法。
神经网络模拟人脑的学习过程，通过多层简单的神经元单元进行信息的传递和处理，从而实现对手写字的认知和识别。
二、应用手写体识别技术的应用范围非常广泛，主要体现在以下几个方面：1. 笔迹分析笔迹分析是手写体识别技术最主要的应用之一。
实现对手写字的形式、结构、笔画等特征分析，通过笔迹分析技术，可以实现手写签名、手写输入等的数字化处理。
2. 文字识别手写体识别技术也可以应用于文字识别。
通过对手写字的特征分析和识别，实现对手写文档的电子化处理，减少文字识别的工作量和错误率。
3. 数据管理手写体识别技术可以将手写笔记转化成电子文件，实现更方便的管理和应用。
例如，在教育领域中，可以将学生书写的笔记、试卷等转化为电子文件进行存储和管理，实现更方便的查阅和利用。
4. 安全认证手写签名、手写密码等在安全认证中得到广泛应用，手写体识别技术可以实现更加安全和便捷的认证方式。
例如，在银行领域中，可以通过手写体识别技术实现对客户签名的认证和存储，提高银行服务的安全性和效率。
-------------精选文档----------------- 可编辑 HUNAN UNIVERSITY
课程 模式识别
题目 基于知识库的手写体数字识别
学生姓名 学生学号 -------------精选文档----------------- 可编辑 2016 年6 月 25 日 专业班级 学院名称 -------------精选文档-----------------
可编辑 基于知识库的手写体数字识别
1案例背景： 手写体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研究领域的重要应用之一，并且具有很强的通用性。由于手写数字的随意性很大，如笔画粗细、字体大小、倾斜角度等因素都有可能直接影响到字符的识别准确率，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识别方法，并取得了一定的成果。在大规模数据统计如例行年检、人口普查、财务、税务、邮件分拣等应用领域都有广阔的应用前景。
本案例实现了手写阿拉伯数字的识别过程，并对手写数字识别的基于统计的方法进行了简要介绍和分析。本文实现的手写字体识别程序具有手写数字图像读取、特征提取、数字模板特征库以及识别功能。
2 理论基础： 2-1手写字体识别方法： 手写体数字识别是一个跨学科的复杂问题，综合了图像处理、模式识别、机器学习等多个领域的知识，其识别过程一般包含图像预处理、特征提取、分类器的设定及其后处理等组成。处理流程如图2-1所示。 -------------精选文档-----------------
可编辑 图2-1 手写体数子识别流程图 2-2 图像预处理 手写体数字识别的首要工作是图像预处理。在图像预处理过程中需要解决的主要问题有：定位、图像二值化、平滑化(去噪)H J、字符切分、规范化等。图像二值化是指将整个图像呈现出明显的黑白效果。待识别的手写体数字图像在扫描过程中，常会带来一些噪声，用不同的扫描分辨率得到的数字图像，其质量也各不相同，故而要先将这些干扰因素排除掉。另外，还需要正确分割整幅文档图像中的手写体数字，而分割后的数字大小、字体常各不相同，故还需进行归一化处理。
2-3 特征提取 特征提取的目的是从经过预处理后的数字图像中，提取出用以区分与其它数字类别的本质属性并数值化，形成特征矢量的过程。常见的手写体数字特征有：模板特征、统计特征、结构特征和变换特征。
2-4 分类器 不同的分类方式对应不同的分类器，可选的分类器有神经网络、支持向量机-------------精选文档----------------- 可编辑 等。利用训练出的分类器，对特征提取后的手写体数字进行分类识别。分类器的识别原理是通过其拓扑结构和内置参数定义了特征空间上的一组曲面或超曲面，利用这组曲面或超曲面将特征空间划分为不同的区域，从而达到分类识别的目的。
2-5算法流程 首先，读入手写数字图片进行归一化处理，统一尺寸。默认为24×24图形块，并通过ostu算法进行二值化；其次，对二值化图像进行图像细化等形态学操作，并按照算法要求进行特征提取；最后，载入模板矩阵进行对比，选用欧式距离测度，得到识别结果。其算法流程如图1所示。
特征提取 根据手写数字图像本身的结构特征，通过计算端点、指定方向直线的交叉点个数来作为特征向量。其主要步骤如下：
1 . 垂直交点。对细化后的手写数字图像分别在其列宽的5/12、1/2、7/12处生成垂直的三条直线，提取这三条垂直直线与数字笔画的角点数并存储。
2 . 水平交点。对细化后的手写数字图像分别在其列宽的1/3、1/2、2/3处生成水平的三条直线，提取这三条垂直直线与数字笔画的角点数并存储。
3 . 对角交点。对细化后的手写数字图像分别提取两条对角直线，提取这两条对角直线与数字笔画的交点数并存储。
由于以上步骤均作用于细化后的数字图像，其笔画简单且特征稳定，因此对其提取的基本交点及结构端点能反映数字的本质特征，可快速、有效地识别数字-------------精选文档----------------- 可编辑 字符，并达到较好的识别正确率。其中，提取笔画结构端点特征的算法如下。 1 . 目标定位。对细化后的手写数字图像按行从上到下、按列从左到右进行顺序扫描，定位选择黑像素点P作为手写笔画目标。
2 . 邻域统计。计算黑色像素P的8领域之和N，若N=1，则像素P为端点，端点计数器加1；否则舍弃该点。
3 . 遍历图像。遍历整个图像，重复进行目标定位、领域统计的操作流程，提取端点特征。依据上述对手写数字图像的交点、端点特征提取方法，本案例中的特征向量VEC由9个分类组成，其排列如下：VEC=[垂直5/12处交点数，垂直中线交点数，垂直7/12处交点数，
水平1/3处交点数，水平中线交点数，水平2/3处交点数，左对角线交点数，右对角线交点数，端点数]
3模式识别 本案例采用的是基于模式知识库的识别方法，所以系统调研的关键步骤就是对数字字符的结构特征的分析及其模型的构造。因此，本案例首先对0-9这10个数字进行结构分析并建模，然后提取相关特征，最后构造模板库。
在实验过程中，我们选择规范手写和自由手写两组样本对知识库进行参数调整，这些训练样本由200个规范手写样本和200个自由手写样本组成，通过计算样本对应分量的算术平均值获得知识库中特征向量的每个分量。
通过上述步骤得到的知识库由两套模板组成，在本次实验过程中，我们选择基于-------------精选文档----------------- 可编辑 模板匹配的识别方法，通过技术欧式距离来衡量匹配程度。识别系统中的特征向量包含9个分量，且计算距离公式是欧式距离。因此，在识别过程中分别计算待识别图像与知识库中各个模板特征向量之间的欧式距离，即与0-9这10个数字逐个比较，选择最小距离对应的数字作为最后的识别结果。
4程序实现 手写体数字识别有着广泛的应用前景，目前被广泛应用于财务报表、银行票据、户籍登记、税务信息、统计信息等方面，是模式识别和图像处理领域的一个研究热点。
4-1 图像预处理 该步骤主要是对输入的图像进行灰度化、归一化、滤波、二值化。鉴于数字的识别与色彩无关，并且考虑到噪声影响，这里采用中值滤波去噪，将图像进行预处理，最终可得到二值化图像。
图4-1 待识别手写数字 图4-2 二值化图像 -------------精选文档-----------------
可编辑 图4-3 归一化图像 图4-4 中值滤波 4-2 特征提取 该步骤主要是对预处理得到的二值图像进行图像细化操作，并按照算法要求提取交点、端点特征，组成特征向量。本节根据上一节中的特征提取方法，对基于24x24点阵的细化图像进特征提取，提取的特征矢量维度为32。
对于矩特征，提取特征变量M，M为7个Hu平面不变矩的第一个，再除以1000，将特征变量的取值范围规范化，这是为了防止特征变量的取值较大时发生 浮点数溢出。M／1000是特征矢量的第1个矢量。
综合端点特征提取方法和分区域特征提取方法产生了6个特征矢量：点阵上半区域端点数、点阵下半区域端点数、点阵左半区域端点数、点阵右半区域端点数、三结点数和四结点数 -------------精选文档-----------------
可编辑 图4-5 图像特征预处理结果 4-3 模式识别 该步骤主要是对载入的模板矩阵及输入图像计算出特征向量选用欧式距离测度，进而得到识别结果。
载入模式库。我们选择规范手写和自由手写两组样本对知识库进行参数调整，这些训练样本由200个规范手写样本和200个自由手写样本组成，通过计算样本对应分量的算术平均值获得知识库中特征向量的每个分量。该知识库也称为判别标准向量矩阵，本文把该矩阵命名为Data.mat。
匹配识别。在本文所提出的方法中，选择基于模板匹配的识别方法，通过计算欧式距离来衡量匹配的程度。识别系统中的特征向量包含9个分量，且计算距离公式是欧式距离。
5 实验结果
6 不足与展望 手写体数字的样本类别只有10类，与其他大字符集的识别相比要容易得多。本案例采用的模板匹配分类器节省时间，简单却也可以达到较高的识别效果。但是在系统的设计上由于实验条件限制，只采用了200组样本图像进行特征提取，-------------精选文档----------------- 可编辑 得到模板库。特征训练不够导致识别率不高，可以考虑增加训练样本，采用神经网络等识别器进行处理，提高识别率。
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