基于matlab的數(shù)字識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文_本科論文.doc

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1、基于matlab的數(shù)字識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文1.緒論1.1研究背景1.1.1索書號(hào)的簡(jiǎn)介索書號(hào)是圖書館賦予每一種館藏圖書的號(hào)碼，這種號(hào)碼具有一定結(jié)構(gòu)并帶有特定的意義。在館藏系中，每種書的索書號(hào)是唯一的，可準(zhǔn)確地確定館藏圖書在書架上的排列位置，它是讀者查找圖書必要的代碼信息。索書號(hào)通常是根據(jù)中國(guó)圖書資料分類法編排的【1】——簡(jiǎn)稱《中圖法》?！吨袌D法》采拉丁字母和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的混合標(biāo)記符號(hào)。根據(jù)圖書的學(xué)科主題，以拉丁字母標(biāo)記并順序展列出22個(gè)基本大類，其中沒有L、M和Y開頭的——參考附錄1中圖法簡(jiǎn)表。由于“T工業(yè)技術(shù)”的大類范圍廣泛、

2、內(nèi)容繁多，故又在該類基礎(chǔ)上采用雙位拉丁字母標(biāo)記出16個(gè)二級(jí)類目，如TK、TL、TM和TN等。字母之后再用阿拉伯?dāng)?shù)字對(duì)大類進(jìn)行細(xì)分。如B表示哲學(xué)、宗教一大類；B020則表示宗教理論。有的圖書館如清華大學(xué)還在圖書分類號(hào)碼后添加按照?qǐng)D書作者姓名所編排的著者號(hào)碼，或者是按照?qǐng)D書進(jìn)館時(shí)間的先后所取用的順序號(hào)碼。不同索書號(hào)確定排列先后順序的步驟是，先比較分類號(hào)碼：如分類號(hào)碼相同再比較著者號(hào)碼或順序號(hào)碼。最后按照字母表和數(shù)字大小的順序排列。1.1.2書庫(kù)中圖書查找存在的問題隨著電子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代圖書館都已經(jīng)廣泛建立電子數(shù)據(jù)庫(kù)圖書

3、管理系統(tǒng)，方便用戶查找、閱覽書籍。讀者借圖書的流程如圖2所示，一般利用書目查詢系統(tǒng)，根據(jù)圖書的書名，出版社，作者以及書的內(nèi)容等在電子數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索自己需要的圖書，記錄圖書相關(guān)信息。最后，根據(jù)圖書的索書號(hào)，快速方便地在書庫(kù)中找到相應(yīng)的圖書。但是，經(jīng)常會(huì)遇到下列問題：電子數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)顯示圖書狀態(tài)為“歸還”，利用檢索到號(hào)，卻無法在書庫(kù)找到此書。出現(xiàn)這種情況主要有兩個(gè)原因：(1)圖書錯(cuò)位放置，即圖書在書庫(kù)中擺放的位置與索書號(hào)不一致。(2)圖書已經(jīng)丟失，即雖然電子數(shù)據(jù)庫(kù)中顯示圖書狀態(tài)為“歸還”，但實(shí)質(zhì)圖書已經(jīng)丟失，并不在書庫(kù)中。隨著圖書館藏書

4、數(shù)目的不斷增加，每天借閱的人數(shù)增多，而且有的圖書館發(fā)展成擁有幾個(gè)分館，上述問題越來越嚴(yán)重。這一方面嚴(yán)重降低了圖書館的資源的利用率；另一方面，浪費(fèi)了讀者的時(shí)間，造成了很大麻煩。目前，圖書館主要通過定期的人工檢查發(fā)現(xiàn)書庫(kù)中錯(cuò)位和丟失的圖書。但是，由丁館藏圖書多達(dá)上萬(wàn)，甚至幾十萬(wàn)，而且每天又都有大量圖書的借出和還入，人工檢查工作量很大，單調(diào)、31重復(fù)的工作容易使工作員疲勞，檢查速度比較慢，無法滿足實(shí)際的需要。因此，迫切希望開發(fā)索書號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)書庫(kù)中圖書放置位置的自動(dòng)檢查，并通過索書號(hào)識(shí)別結(jié)果與電子數(shù)據(jù)庫(kù)中圖書信息的比較，找出

5、已經(jīng)丟失的圖書。確保電子數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖書狀態(tài)與書庫(kù)中的一致，以及書庫(kù)中的圖書準(zhǔn)確排放，從而有效解決上述“用索書號(hào)找不到圖書”的問題。1.2．索書號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)和攝像技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像中的文字信息提取系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，借助其經(jīng)驗(yàn)，本文研究采用圖像處理和識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)索書號(hào)的自動(dòng)識(shí)別。1.2.1索書號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)概述系統(tǒng)的硬件由彩色CCD攝像頭，8位圖像采集卡和計(jì)算機(jī)組成，拍攝的圖像為8位RGB彩色數(shù)字圖像。如圖1-1所示CCD攝像索書號(hào)文字圖像分割文字圖像二值化單個(gè)字符切分索

6、書號(hào)識(shí)別圖書排放位置判斷CCD攝像機(jī)拍攝排放在書架上的圖書圖像，圖書的圖像出索書號(hào)外還有其他內(nèi)容，如出版社的標(biāo)志，其他文字甚至大塊的污漬等，必須從中分割出僅包含索書號(hào)的文字圖像。灰度的文字圖像難以直接用于識(shí)別，所以講灰度的文字圖像裝換為二值圖像。由于噪聲和五點(diǎn)的干擾，以及光照不均勻的影響，二值化后的文字會(huì)發(fā)生粘連，嚴(yán)重改變文字的自營(yíng)。字符切分成單個(gè)字符后才進(jìn)行文字識(shí)別。按照上述流程，具體介紹索書號(hào)識(shí)別的整個(gè)過程。1.2.2索書號(hào)識(shí)別存在的問題及關(guān)鍵技術(shù)索書號(hào)識(shí)別所涉及的攝像技術(shù)，無線通訊技術(shù)，電子數(shù)據(jù)庫(kù)圖書管理技術(shù)，AGV自動(dòng)導(dǎo)

7、引技術(shù)和圖像處理技術(shù)都已經(jīng)在其他領(lǐng)域有成功應(yīng)用的實(shí)例。圖像處理技術(shù)是索書號(hào)識(shí)別的核心技術(shù)，而與相類似的應(yīng)用相比，索書號(hào)圖像處理與識(shí)別又有其自身顯著的特點(diǎn)和難點(diǎn)。圖書館收集了近幾十年的藏書，不同時(shí)代的索書號(hào)編寫風(fēng)格大不相同。本論文選取圖書館的主要類別圖書——印刷體索書號(hào)，從圖書館的書架上隨即抽取樣本進(jìn)行研究。如圖7所示，CCD31攝像頭拍攝的索書號(hào)圖像，由于光照不均勻、退色、污跡、噪聲以及其他非索書號(hào)文字的存在，大大增加了索書號(hào)識(shí)別的困難。為了能夠解決上述問題，索書號(hào)圖像識(shí)別主要由以下4個(gè)模塊組成：索書號(hào)定位，索書號(hào)提取，索書號(hào)字

8、符切分和索書號(hào)單字識(shí)別。第一階段：索書號(hào)定位是在圖像中找到包含索書號(hào)的圖像區(qū)域，要求該區(qū)域盡可能包含完整的索書號(hào)，同時(shí)盡量排除非索書號(hào)的圖像區(qū)域。由于該階段是解決索書號(hào)的區(qū)域查找問題，而沒有涉及單字切分，因此圖像區(qū)域的估計(jì)允許有一定誤差。為了包含完整的索書號(hào)以及