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1、河南师范大学新联学院本科毕业论文 邮政编码识别系统的设计The design of postal code identification system专业名称： 电子信息工程 年级班别： 2009级 姓 名： 指导教师： 2013年4月 目录河南师范大学新联学院本科毕业论文（设计）摘 要21 前言41.1 课题研究的背景和意义41.2 数字图像处理技术51.3 课题研究的内容62 系统结构概述72.1软件平台概述72.2功能模块的划分73 图像的采集83.1 分辨率的选择83.2 采样频率的设置83.3 物距的选择84 邮件上邮码签图像的提取94.1图像数据的抽样94.2图像背景的滤出114.
2、3邮码签的定位114.4 图像灰度分布特征的求解与算法124.5 邮政编码区域的提取145 数字识别系统的设计175.1系统流程图175.2程序实现185.2.1图像的预处理185.2.2用神网络进行字符识别236 测试和程序运行286.1测试及识别过程286.2程序运行296.3注意事项32结 论33参考文献34致 谢35摘 要随着邮政业务技术的发展，邮政设备的推广使用工作有了很大的进展，使我国的邮政业务处理水平有了很大的提高，邮政业务处理正走向机械化、自动化和网络化。一个高速、高效的邮政处理体系正在形成。本文正是基于如今的形式，设计了一套便于邮件处理的系统，以提高工作效率，减轻人工工作量。
3、这套系统的设计包括了图像采集、图像预处理、图像初步提取和邮政编码识别这四个主要的组成部分，本文把重点研究放在了数字的识别上。在这个过程中，用到了好多图像处理中的相关技术，比如灰度化、二值化、图像内容自动调整、去离散点、图像的缩放、细化、曲线平滑、曲线去枝桠操作等，最后还使用了神经网络对提取到的数字信息进行分析判断。本文通过相关软件的设计，达到了对采集到的图像进行智能识别的目标。这使邮件地分拣过程更加高效，促进了邮件分拣的自动化程度。关键词： 抽样；图像分割；二值化；模式识别ABSTRACTWith the development of postal services technology, p
4、romoting use of postal equipment has made a lot of progress in its work, the level of postal service in China has been greatly improved, postal services are heading for mechanization, automation and networking.A high speed and efficient postal system is taking shape. This article is based on the for
5、ms, design a message handling system, in order to enhance efficiency, reduce manual workload. The system design includes a preliminary extraction of image acquisition, image processing, image and zip code to identify the four main components of this article on focused research on digital identificat
6、ion. In this process, used a lot of image processing technology, such as grayscale, binary, image content automatically, go to the discrete points, image zoom, fine-grained, smooth curve, curve branch operations, and finally using neural network for extraction to the analysis of digital information.
7、 This article through the software design, reaching collected image intelligently identify the target.The mail sorting process more efficient, facilitating automation of mail sorting.Key Words：Sampling; Image Acquisition; Binarization; Pattern Recognition1 前言1.1 课题研究的背景和意义近年来，随着邮政业务，技术的发展，邮政设备的推广使用工
8、作有了很大的进展，使我国的邮政业务处理水平有了很大的提高，邮政业务处理正走向机械化、自动化和网络化。一个高速、高效的邮政处理体系正在形成。计算机网络、数据库技条形码技术、模式识别技术以及与计算机相协调的打印技术和设备的发展，大大推动了邮政自动化的进程。许多技术都被应用到信函分拣的机械和电子设备中，极大的提高了信函的分拣速度与效率，降低了出错的几率，减轻了许多工作人员的工作压力。但是，我国邮政设备整体的自动化程度还很低，与世界先进水平也有一定的差距。我国普遍存在的是最原始的人工处理的情况，处理速度很慢。众多的事实证明，采用高新技术、提高邮件处理设备的自动化程度是加快邮件处理传递速度、减少邮件处理
9、成本和提高邮政分拣效率的重要手段。因此邮件分拣自动化的技术就很值得仔细研究。信件、包裹等的收寄工作是邮政部门的一项重要任务。当前，许多的信件、包裹等的分拣工作主要是有人工完成的，这样的工作效率较低，而成本却较高。特别是近几年，随着网络购物的迅猛发展，邮购将迎来高峰，那时，工作量将急速增加，包裹的分拣将回更加耗时耗力，目前的分拣处理能力将远远不能够满足市场的要求了。所以，研究出高效率、高自动化程度且实用性强的包裹分拣设备就成为邮政行业、快递行业迫在眉睫的问题，这对刺激我国消费，推进我国邮政、快递事业的发展就具有很重要的意义了。1.2 数字图像处理技术1） 概念数字图像处理(DigitalImag
10、eProcessing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响：一是计算机的发展；二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善)；三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。2) 发展情况20世纪20年代,图像处理首次应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量。到20世纪50年代,数字计算机发展到一定的水平后,数字图像处理才真正引起人们的兴趣。1964年美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理,收到明显的效果1。20世纪60年代末,数字图像处
11、理具备了比较完整的体系,形成了一门新兴的学科。20世纪70年代,数字图像处理技术得到迅猛的发展,理论和方法进一步完善,应用范围更加广泛。在这一时期,图像处理主要和模式识别及图像理解系统的研究相联系,如文字识别、医学图像处理、遥感图像的处理等。20世纪70年代后期到现在,各个应用领域对数字图像处理提出越来越高的要求,促进了这门学科向更高级的方向发展。特别是在景物理解和计算机视觉(即机器视觉)方面,图像处理已由二维处理发展到三维理解或解释。近年来,随着计算机和其它各有关领域的迅速发展,例如在图像表现、科学计算可视化、多媒体计算技术等方面2的发展,数字图像处理已从一个专门的研究领域变成了科学研究和人
12、机界面中的一种普遍应用的工具。3)研究内容数字图像处理的主要研究内容3，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像处理的编码以及图像信息的显示等几个方面具体包括以下的研究方向：图像数字化图像增强图像几何变换图像恢复图像重建图像隐藏图像变换图像编码图像识别与理解1.3 课题研究的内容1） 确定邮件表面图像数据的采集方案。2） 观察邮件表面图像的特点，研究图像的预处理算法，取出图像分析的干扰因素，研究邮件表面码签的图像特点，寻找快速的邮码签定位算法。3） 分析邮政编码的图像特征，研究其在邮码签图像区域中的定位算法。4） 针对印刷体邮政编码的特点结
13、合数字分割与识别算法研究适用于邮政编码识别的分割和识别算法，本文运用神经网络来进行数字识别。5） 编制系统的软件和算法的分析试验软件。2 系统结构概述2.1软件平台概述Microsoft Visual C+，（简称Visual C+、MSVC、VC+或VC）微软公司的C+开发工具，具有集成开发环境，可提供编辑C语言，C+以及C+/CLI等编程语言。VC+整合了便利的除错工具，特别是整合了微软视窗程式设计（Windows API）、三维动画DirectX API，Microsoft .NET框架。目前最新的版本是Microsoft Visual C+ 20084。Visual C+以拥有“语法高
14、亮”，IntelliSense（自动编译功能）以及高级除错功能而著称。比如，它允许用户进行远程调试，单步执行等。还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码，而不必重新启动正在调试的程序。其编译及建置系统以预编译头文件、最小重建功能及累加连结著称。这些特征明显缩短程式编辑、编译及连结的时间花费，在大型软件计划上尤其显著5。2.2功能模块的划分1） 图像采集 运用摄像头对传输带上的邮件进行拍照，获取初步的图像信息，为后面邮码签图像的提取提供素材。2） 邮码签图像提取图像预处理模块通过分析由图像采集模块提供的图像原始信息，寻找图像数据中的有用信息，剔除图像数据中的无用信息。然后通过边沿提取、几何特征
15、分析，获得邮签码的位置信息、倾斜角度，并对邮签码图像进行比例缩放、旋转和邮政编码定位、提取。3） 邮政编码识别 基于BP神经网络设计程序，通过设计的软件对提取出的邮码签图像的数字进行最后的识别。3 图像的采集本系统主要的图像采集参数有：摄像头分辨率、采样频率、物距等。3.1 分辨率的选择为达到文字识别的效果，每个字符至少有810点阵。而我国邮码签上通常使用的最小字体是5号，大小为23mm，所以只要达到102dpi的分辨率就能满足要求，但在图像处理过程中，必然会发生信息损失，因此要求采用较高分辨率进行补偿。所以一般的摄像头只要比以上分辨率稍大就可以。现在市场上一般的摄像头是130万像素，所以大多都是符合本系统的。3.2 采样频率的设置对邮件可以进行定时拍照，每间隔0
