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《西南农业大学》 2005年
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基于神经网络的图像识别系统的研究及实现

董辉  
【摘要】:图像识别是近20年来发展起来的一门新型技术科学,它以研究某些对象或过程(统称图像)的分类与描述为主要内容。图像识别所研究的领域十分广泛,它可以从医学图像中进行癌细胞的识别;可以从机械加工中识别出零部件;可以是从遥感图片中识别农作物、森林、湖泊和军事设施;可以是自导引小车中的路径识别;可以是邮政系统中自动分拣信函;可以识别违章行驶的汽车牌照;可以进行银行支票的识别等,图像识别是上述课题中的最基础、最重要的技术。本论文研究分析了传统的图像识别方法,发现传统的方法中具有一定的局限性,不利于图像识别技术的广泛应用,因此提出了基于神经网络的图像识别算法,并依据神经网络的特点对图像识别中的相应技术进行了适当地改进。 本论文的研究思路是按照图像识别的基本步骤进行的:(1) 利用简单有效的算法公式,将彩色图像进行图像的灰度化转换及二值化处理,实现图像的数字化处理;(2) 采用平滑滤波、中值滤波、和锐化滤波等算法去除图像中的噪声信息,对图像进行有效地增强;(3) 通过对边缘检测法中的Roberts算子、Sobel算子和正交算子的分析,得到了一种新的改进边缘检测分割算法,使得图像分割算法具有一定的普遍意义;(4) 根据神经网络识别的特点,研究了不变矩的特性,发现其在离散状态下所具有的问题,通过对其比例因子进行适当得改进,得到一种新的改进不变矩算法,该方法保证了图像特征提取的准确性;(5) 确定BP神经网络的隐层数,在BP神经网络中通过引入多次选择不同的初始权值和加入动量因子两种方法对其进行改进,使神经网络的识别方法更迅速、更准确。其中图像分割、图像特征提取及BP神经网络识别是本研究的重点,另外本论文还利用上述算法设计出了基于BP神经网络的图像识别系统。本论文主要取得下列成果。 1.改进的边缘检测图像分割算法 图像分割是由图像处理转到图像分析的关键。本论文通过对边缘检测中的Robots算子、sobel算子及正交算子进行分析,发现每个算子在进行梯度计算时它们的模板中各个像素位权重是给定的,这就决定了只能考虑空间上的某个方位,而实际上对于图像边缘的方位性质,一般是事先不明确的。因此,本论文采用了一种更具有普遍意义的边缘检测算子。该算子选用3×3的模板,模板中各个像素点的权重,事先不给加以确定,因为图像边缘容易出现在图像灰度突变的交界处,所以可以先确定模板中各个位置所对应像素的灰度值大小,这样就可以粗略地判断边缘出现的方向,然后根据边缘可能出现的方向来决定各个方位上像素的加权系数。本论文根据新算子的构造机理及大量实验,验证了新算子对边缘检测的经典算子是一个很好的补充。 2.基于改进不变矩的图像特征提取算法 特征抽取是图像识别中的一个关键问题,其基本任务是如何从许多特征中找出那些最有效的特征。对于基于神经网络的识别方法而言,其核心是利用图像的特征进行训练识别,理
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韩跃平;复杂产品内部结构装配正确性X射线自动检测技术研究[D];中北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 胡卫东;基于粗糙集理论和神经网络的图像识别系统[D];电子科技大学;2011年
2 孙云龙;视频抄表无线通讯系统[D];黑龙江大学;2007年
3 胡晓燕;小鼠自发活动的图像识别研究[D];南京理工大学;2007年
4 刘斌;刀片自动化装配及图像识别研究[D];华南理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 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年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 张炜;蒋大林;郎芬玲;曹广鑫;王秀芬;;图像处理技术应用于选矿领域的综述[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 段书凯;刘光远;;网络参数对混沌联想记忆特性的影响[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
5 丁文峰;;基于GIS和BP神经网络模型的长江中上游地区石漠化危险性评价[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
6 董桂洪;王胜年;范志宏;熊建波;;IMSL C#数值分析函数库在混凝土计算机技术的应用[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
7 吕迎阳;吴伯僖;徐慎初;陈振湘;陈剑勇;;BP神经网络初始化问题探讨[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
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10 朱双东;顾忠民;赵建国;;基于神经网络的智能型黄疸鉴别诊断[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
4 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
6 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
7 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
8 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
9 王晓东;双机架紧凑式炉卷轧机模型自适应优化控制[D];昆明理工大学;2008年
10 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
3 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
5 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
9 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
10 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王岩松,阮秋琦;一种基于互相关的图像定位匹配算法研究及应用[J];北方交通大学学报;2002年02期
2 王蕾,韩思奇;一种自适应小目标图像分割方法[J];北京理工大学学报;2001年06期
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5 王明泉,宋文爱,韩焱,姚峰;X射线数字成像在管道锈蚀检测中的应用[J];测试技术学报;2001年04期
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9 廖斌;肖山竹;;引信X射线实时成像自动诊断系统设计[J];电光与控制;2006年04期
10 舒兰,吴磊,张勇;粗集神经网络系统及其应用[J];电子科技大学学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘直芳;人脸检测和识别的研究[D];四川大学;2004年
2 谭郁松;自然图像处理理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 漆随平;基于计算机视觉的检测方法与应用研究[D];浙江大学;2005年
4 蔡晋辉;实时自动视觉检测系统相关算法及应用研究[D];浙江大学;2005年
5 陈向伟;机械零件计算机视觉检测关键技术的研究[D];吉林大学;2005年
6 艾矫燕;基于计算机视觉的墙地砖颜色分类和缺陷检测研究[D];华南理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇;粗集理论及其在心电图自动分析中的应用研究[D];电子科技大学;2000年
2 孙兴波;基于粗集理论的数字图像处理识别系统[D];电子科技大学;2002年
3 雷勇;仪表图像信息采集处理方法的研究[D];大连海事大学;2004年
4 时文;基于人工神经网络的平面图像识别研究[D];武汉理工大学;2005年
5 邵小良;嵌入式无线远程图像监视终端的设计与实现[D];重庆大学;2005年
6 刘沛骞;基于GPRS的实时监控系统方案与实现[D];太原理工大学;2005年
7 焦家华;基于图像处理技术的车辆牌照识别系统研究[D];长安大学;2005年
8 张志勇;基于神经网络的图像识别研究[D];河北工业大学;2006年
9 李志明;自动抄表系统的研究[D];浙江大学;2005年
10 李文容;基于神经网络的离线数字识别技术的DSP实现[D];西南交通大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 韩跃平;韩焱;王黎明;潘晋孝;;复杂产品内部结构装配正确性X射线自动检测系统的研究[J];兵工学报;2012年07期
2 张天骄;;水表摄像直读远程抄表系统[J];科技信息;2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王敏;数字散斑剪切干涉结构缺陷检测研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 范勋;实验小鼠体态特征图像识别算法研究[D];南京理工大学;2012年
3 刘雯雯;基于数字图像处理的电表号码识别系统研究[D];东北林业大学;2009年
4 朱红霞;复杂构件内部结构特征提取技术研究[D];中北大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 侯格贤,吴成柯;一种结合遗传算法的自适应目标分割方法[J];西安电子科技大学学报;1998年02期
【相似文献】
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1 杨治明;王晓蓉;彭军;陈应祖;;BP人工神经网络在图像分割中的应用[J];计算机科学;2007年03期
2 张晶;张权;王欣;;一种新的基于统计向量和神经网络的边缘检测方法[J];计算机研究与发展;2006年05期
3 杨斐;;交通标志识别方法设计[J];微计算机信息;2006年28期
4 毛玺;郭光立;;基于神经网络的硬币面额识别[J];光电技术应用;2010年02期
5 姚慧娟;栾晓明;;改进的BP网络算法在图像识别中的应用[J];电子科技;2010年09期
6 郑美珠;赵景秀;孙利杰;高忠;;基于模糊熵和BP神经网络的彩色图像边缘检测[J];计算机工程与应用;2010年33期
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8 常洋;崔红;张建生;;基于图像处理的模拟尾流气泡幕分类识别[J];光子学报;2011年07期
9 申小阳;姜伯军;;多个数字仪表字符串区域的定位和识别研究[J];苏州科技学院学报(自然科学版);2005年04期
10 何江平;文俊浩;邓恬洁;王道乾;;基于支持向量机的图像识别[J];重庆大学学报(自然科学版);2006年01期
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1 陈振林;;具有露霜判别能力的精密露点仪研制[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 弟宇鸣;高鹏;韩峰;杨贤明;;基于BP神经网络的核径迹自动计数[A];第十届全国固体核径迹学术会议论文集[C];2009年
3 卜泉林;胡德金;张永宏;;基于图像识别的数控曲线磨削在线检测研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
4 陈兴;凌志浩;;视觉检测技术在零件生产线上的应用[A];中国仪器仪表学会2008学术年会第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会论文集[C];2008年
5 王荣本;王超;初秀民;;路面破损图像识别研究进展[A];中国公路学会筑路机械学会第十四次学术年会论文集[C];2003年
6 唐中实;朱丽云;孔林;尹平;童辉;黄淑伟;;电子签名图像识别原型系统研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
7 李金凤;华建设;;带钢缺陷图的几种边缘检测算法的比较[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
8 李金凤;华建设;;带钢缺陷图的几种边缘检测算法的比较[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年
9 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
10 苏爱民;张艳宁;薛笑荣;;基于分形理论的SAR图像边缘检测[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李红;法研究出图像识别软件[N];科技日报;2000年
2 记者 张兆军通讯员 郑原驰;图像识别混合交通控制系统问世[N];科技日报;2008年
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4 本报记者 李彬;手机变搜索引擎[N];科技日报;2006年
5 易凡;瑞萨智能交通技术亮相ITS[N];电子资讯时报;2007年
6 沈仪;沈阳仪表院成功研制自动图像识别划片机[N];中国工业报;2009年
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8 李克;DVIR:物流技术的一项重大创新[N];现代物流报;2007年
9 沈晓光编译;半导体技术向低耗能发展[N];中国电子报;2008年
10 吕网大;“汉芯三号”面世[N];人民日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 磨少清;边缘检测及其评价方法的研究[D];天津大学;2011年
2 王宇新;基于特征分布的图像识别方法研究与应用[D];大连理工大学;2012年
3 刘进;不变量特征的构造及在目标识别中的应用[D];华中科技大学;2004年
4 景雨;海上溢油遥感图像的边缘检测算法研究[D];大连海事大学;2011年
5 肖锋;基于古钱币图像识别与检索关键技术研究[D];西北大学;2012年
6 翟俊海;基于小波变换和模糊粗糙集技术的图像识别[D];河北大学;2010年
7 李杏梅;Contourlet变换在图像去噪与边缘检测中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
8 胡新宇;基于机器视觉的家蚕微粒子图像识别方法的研究[D];武汉理工大学;2011年
9 林勇;基于振动谱图像识别的故障诊断方法研究[D];浙江大学;2009年
10 罗刚银;全自动血型分析系统关键技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董辉;基于神经网络的图像识别系统的研究及实现[D];西南农业大学;2005年
2 王丽华;基于神经网络的图像识别系统的研究[D];中国石油大学;2008年
3 高慧;纸浆纤维图像分离算法的实现[D];山东轻工业学院;2009年
4 班志杰;图像识别在羊绒毛检测中的应用[D];内蒙古大学;2004年
5 郭涛;路面破损信息自动采集技术研究[D];武汉理工大学;2006年
6 杨治明;人工神经网络及其在图像识别中的应用研究[D];重庆大学;2003年
7 陈鹏;智能交通中汽车牌照自动识别系统关键技术的研究[D];中国海洋大学;2005年
8 吕婉殊;基于图像识别与匹配技术的奶牛保险系统研究[D];内蒙古大学;2011年
9 何春香;小波与BP神经网络在零件识别应用中的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
10 陈强;基于组合矩和神经网络的图像识别技术研究[D];南京理工大学;2007年
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