智能系统专业实验（四）：数字识别实验

• 实验目的

1、了解模板匹配算法进行数字识别的基本原理，理解bmp 图像在存储器中的存储形式。

2、实现bmp格式图像中印刷体数字的识别。

• 实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）

1、基本原理

实验采用模板匹配中像素点重合的方法，将待测图像中的数字与模板库中的各个数字进行比对，认为模板库中与待测数字重合像素点最多的为数字识别结果。

注：当 bmp 图像读入DSP 实验板存储空间之后，imgbuf 指针指向其数据的首地址。

模板库的建立

将包含 0—9 十个数字的十张bmp 格式的图像（本模板库的图像均为白色背景黑色字体）读入，将其像素信息分别存入十个50 x 50的二维数组中。本实验中灰度图像的灰度值低于50的为有效像素点，其对应的二维数组中的数值定义为1，灰度值大于50 的认为是无效点，其对应的二维数组中的数值定义为0。

待检测图像中的数字分离

定义如下结构体：

struct{

int Left;

int Right;

}W[20];

struct{

int Up;

int Down;

}H[20];

如果输入图像包含n x m个数字，则需要将n x m个数字分离开之后，分别与模板库进行匹配并分别识别，将识别结果存入result[n x m]的数组中。

实验主要处理1 x m个数字的图像，先统计图像中每行每列有效像素点分别存入grayw[]和grayh[]中，然后逐行逐列扫描图像，通过W[].Left和W[].Right，H[].Up 和H[].Down 分别标记每个数字的左右上下可将数值分离。

模板的匹配与识别

依次识别每一位数字，将每一位数字的像素信息存入50´50的名为t 的二维数组中，有效像素点定为1，无效像素点定义0。将得到的分离后的数字的二维数组t 与各个模板进行匹配。由于模板和待检测数字中的有效像素点在数组中均表示为1，可通过对应点相加之后对2取余数再相加得到结果sum，比较待检测图像与十个模板得到的sum的值，sum 最小的表示待检测数字与其图像重合点最多，即认为待检测数字为该数字。

2、算法步骤

（1）模板库的建立，十个数字的十张bmp 格式的图像读入，并以二值形式分别存入十个50´50的二维数组中；

（2）通过分别标记每个数字的左右上下位置，将待检测图像中的

数字进行分离；

（3）统计待检测图像与十个模板得到的图像重合点数目，进行模

板的匹配与识别。

• 实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）

模板

 

需要识别的图片

 

识别的结果

如上图结果所示，其是由识别出来的每一个数字的结果拼接得到。该算法进行识别之前必须对数字进行很好的分离，否则将会出现很大识别误差。

• 实验代码

#include
#include
#include
#include
#include 
#define imageW 288
#define imageH 36
int ImagePtr[10][1800];
int Height[10];int Width[10];
int bmpHeight, bmpWidth, biBitCount;
unsigned char *pBmpBuf;
RGBQUAD *pColorTable;
int image[10368];
int Print[10368];
int end[15];
int start[14][2]; 

void fun(){
	end[0]=0;
	int i,j,k,q;
	//寻找起始点ox，oy,每个数字的终点end
	for(k=0;k<14;k++){		
		//寻找数字k的起点ox
		for(i=end[k];i<288;i++){
			for(j=0;j<36;j++){
				if (image[i+j*288]==0){
					start[k][0]=i;
					j=36;
					i=288;
				}
			}
		}
		//寻找数字k的起点oy
		for(j=0;j<36;j++){
			for(i=end[k];i<288;i++){
				if(image[i+j*288]==0){
					start[k][1]=j;
					j=36;
					i=288;
				}
			}
		}
		//寻找数字k的终点end
		for(i=start[k][0];i<288;i++){
			j=0;
			while(image[i+j*288]==255&&j<36){
				j++;
			}
			if(j==36){
				end[k+1]=i;
				i=288;
			}					
		}	
	}
	
	//匹配	
	int sum=0;
	int Lsum=0;
	int res;
	int m;
	int n;
	for(k=0;k<14;k++){
		Lsum=0;
		for(q=0;q<10;q++){
			sum=0;
			for(i=start[k][0];i