硬币表面形状的自动检测与识别研究.doc

1、XXX大学邮电与信息工程学院毕业设计论文论文题目 硬币表面形状的自动检测与识别研究学 号 学生姓名 专业班级 指导教师 总评成绩 2018 年 5 月 20 日I目 录目 录I摘 要IIAbstractIII第一章 绪 论11.1 课题背景11.2 国内外研究状况21.3 毕业设计的内容4第二章 MATLAB简介52.1 MATLAB介绍52.2 MATLAB图像处理介绍72.3 MATLAB图像处理的基本函数82.4 MATLAB图像增强92.5 MATLAB图像变换102.6 图像边缘检测122.7 小结13第三章 边缘提取143.1 边缘提取算法分析143.2 图像形状识别结果143.3

2、 小结22第四章 硬币表面形状的自动检测与识别234.1 硬币识别工作原理234.2 硬币识别系统的matlab实现244.3 硬币字符识别334.4 小结37第五章 总结与展望385.1 总结385.2 展望38致 谢40参考文献41摘 要数字图像处理技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，随着图像处理理论和方法的进一步完善，使得数字图像处理技术在各个领域得到了广泛应用，并显示出广阔的应用前景。MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数，工程技术

3、人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于MATLAB语言的语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，而且这种语言可移植性好、可扩展性强，再加上其中有丰富的图像处理函数，所以MATLAB在图像处理的应用中具有很大的优势。本文从预处理、边缘检测、硬币定位、字符分割、字符识别五个方面，具体介绍了硬币自动识别的原理。并用MATLAB软件编程来实现每一个部分,最后识别出硬币表面形状。关键词：MATLAB;数字图像处理IIAbstractDigital image processing tech

4、nology in the 1960s developed a new discipline, with the image processing theory and methods to further improve, making the digital image processing technology has been widely applied in various fields, and shows broad application prospects. MATLAB is a kind of intuitive, efficient computer language

5、, but it is also a scientific computing platform. It provides data analysis and data visualization, algorithms, and application development provides the core mathematics and advanced graphical tools. It provides more than 500 according to mathematical and engineering functions, engineering and techn

6、ical personnel and scientists can interact with its integrated environment or programming to complete their calculations.MATLAB integrates powerful image processing toolbox. Since MATLAB language features and syntax of the C language is very similar, but more simple, more in line with scientific and

7、 technical personnel of mathematical expressions written format, and this language portability, scalability, coupled with a wealth of images which handler, so MATLAB applications in image processing has a great advantage.In this paper, pre-processing, edge detection, plate location, character segmen

8、tation, character recognition in five areas, specifically introduced for automatic vehicle identification principle. And use MATLAB software programming to implement every part of the final identification of the coin surface shape. Keywords: MATLAB; digital image processingIII第一章 绪 论 1.1 课题背景伴随着计算机技

9、术的高速发展,数字图像处理成为了一门新兴学科,并且在生活中的各个领域得以广泛应用。图像边缘检测技术则是数字图像处理和计算机视觉等领域最重要的技术之一。在实际图像处理中,图像边缘作为图像的一种基本特征,经常被用到较高层次的图像处理中去。边缘检测技术是图像测量、图像分割、图像压缩以及模式识别等图像处理技术的基础,是数字图像处理重要的研究课题之一。 边缘检测是图像理解、分析和识别领域中的一个基础又重要的课题, 边缘是图像中重要的特征之一,是计算机视觉、模式识别等研究领域的重要基础。图像的大部分主要信息都存在于图像的边缘中,主要表现为图像局部特征的不连续性,是图像中灰度变化比较强烈的地方,也即通常所说

10、的信号发生奇异变化的地方。经典的边缘检测算法是利用边缘处的一阶导数取极值、二阶导数在阶梯状边缘处呈零交叉或在屋顶状边缘处取极值的微分算法。图像边缘检测一直是图像处理中的热点和难点。 近年来,随着数学和人工智能技术的发展,各种类型的边缘检测算法不断涌现，如神经网络、遗传算法、数学形态学等理论运用到图像的边缘检测中。但由于边缘检测存在着检测精度、边缘定位精度和抗噪声等方面的矛盾及对于不同的算法边缘检测结果的精度却没有统一的衡量标准,所以至今都还不能取得令人满意的效果。另外随着网络和多媒体技术的发展,图像库逐渐变得非常庞大，而又由于实时图像的目标和背景间的变化都不尽相同,如何实现实时图像边缘的精确定

11、位和提取成为人们必须面对的问题。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。特点：1、高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；2、具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;3、友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；4、 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具。本课题就是MATLAB软件在图像检测与目标识别中的应用进行研究，主要任务是对

12、硬币各表面形状态检测，完成硬币的自动检测与识别研究。1.2 国内外研究状况1.2.1国外现况研究随着计算机技术的不时开展,借助计算机数学软件,人们对数学的学习方式和看法水平也发作了基本性的变化。在学习方式上,数学的学习曾经超出了以往仅仅依托纸和笔的“手工操作”形式,正在野不时依托现代科技手腕和信息渠道的“人机互动”形式开展;在看法层面上,数学也不再仅仅是为某些专业效劳的工具性学科,而是一门有着丰厚内容和思想体系的文明性、技术性学科。在大学教育阶段,数学教育承当了数学文明的传达和数学技艺的培育双重担务。能否具有一定的数学素养并把握相关的数学技艺曾经成为当代大学生,尤其是理工科大学生必备的基本素质

13、。由于MATLAB的弱小功用,在美国大学中,MATLAB言语遭到了教授与学生的欢迎和注重。由于它将运用者从繁重重复的计算中束缚出来把更多的精神投入到对数学的基本含义的了解上因此它已逐渐成为许多大学生和研讨生课程中的规范和重要的工具。所以,在国外的高校熟练运用MATLAB已成为大学生、硕士生、博士生必需把握的基本技艺在设计研讨单位和工业部门,MATLAB曾经成为研讨必备软件和规范软件。而且,MATLAB具有出色的数据可视化和图像处置功用以及弱小的计算功用。借助MATLAB的运用为学习者翻开了一扇看法和欣赏数学的窗口使对数学的欣赏得以向群众普及这对数学文明的传达具有重要的意义。当前计算机已经被成功

14、地应用于工程设计和制造业中在发达国家中其普及率已经超过90%,它成倍地提高了劳动生产率创造了空前巨大的物质文明。它把任何创新思想转化为市场的商品时间缩短了惊人的程度新产的种类淘汰之快都是20年前无法想像的。国际互联网的广泛应用加快了产业全球化的进程。在这个极具挑展的时代中把计算机充分运用到学习及工程计算过程中显然具有重要的意义。我们知道计算尺发明于1630年在大学中计算尺已被使用了300多年大约在1970年左右被计算器完全代替。现在计算器在大学里已使用了30年它被计算机所代替已是历史的必然。学习工具的每一次更新都大大地提高了学习的效率。因此自觉地而不是被动地加快计算机代替计算器的进程将对大学生

15、学习效率的提高起到重要的作用。本文运用MATLAB软件进行硬币表面形状分析，很方便却又真实的表达出硬币的表面形状，为后续的检测分析与目标识别提供便捷的服务。1.2.2国内现况研究作为计算机视觉的经典性研究课题，图像检测的研究已有较长历史，涌现了许多方法，这些方法分为两大类，基于空间域上微分算子的经典方法和基于图像滤波的检测方法。基于空间域上微分算子的经典方法。在阶跃型边缘的正交切面上，阶跃边缘点周围的图像灰度表现为一维阶跃函数边缘点位于图像灰度的跳变点。根据边缘点的特性，人们提出了基于图像灰度一阶导数、梯度、二阶导数以及更为复杂的laplace算子等提取图像边缘的方法。基于图像滤波的检测方法。在实际图像中，边缘和噪声均表现为图像灰度有较大的起落，同是高频信号，但相对来说边缘具有更高的强度。 几种经典的边缘检测算法论述：1roberts算子。roberts边缘检测算子根据任意一对互相垂直方向上的差分用来计算梯度的原