基于人工神经网络的MATLAB手写数字识别系统(共7页).doc

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基于人工神经网络的MATLAB手写数字识别系统(共7页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上基于人工神经网络的MATLAB手写数字识别系统一、函数MouseDraw实现手写识别系统GUI界面的建立和鼠标手写的实现。（使用时保存为MouseDraw.m)function MouseDraw(action)% MouseDraw 本例展示如何以Handle Graphics来设定滑鼠事件% (MouseDraw Events)的反应指令(Callbacks)% 本程序在鼠标移动非常快时，不会造成画“断线”% global不能传矩阵 global InitialX InitialY FigHandle hb2 hb3 hb4 count hb5 hb6 hb7count='E:im.jpg'imSize = 50; if nargin = 0, action = 'start' endswitch(action) %开启图形视窗 case 'start', FigHandle = figure('WindowButtonDownFcn','MouseDraw down','DeleteFcn','save bpnet');axis(1 imSize 1 imSize); % 设定图轴范围% set(gca,'Position',.25 .20 .7 .7);axis off; grid off; box on; % 将图轴加上图框 title('手写体输入窗');try evalin('base','load bpnet')catch evalin('base','bpgdtrain');end% % fprintf('start'); %设定滑鼠按钮被按下时的反应指令为MouseDraw down % set(gcf, 'WindowButtonDownFcn', 'MouseDraw down'); hb1 = uicontrol('Parent', FigHandle, 'Units', 'Normalized', . 'Position', .3 .01 .13 .07, 'String', '保存', . 'Callback','exa=rgb2gray(frame2im(getframe(gca);','imwrite(exa,''E:im.jpg'')');hb2=uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','popupmenu','Position',50 50 50 30,. 'String', '26','24', '22', '20', '18', '16','14','12','10');hb3=uicontrol('Parent', FigHandle,'Style','text',.'Position',10 90 90 30,'String', 'CurrentX() ','CurrentY()');hb4=uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','popupmenu','Position',50 20 50 30,. 'String','Red','Blue','Black','Yellow','Green'); uicontrol('Parent',FigHandle,'Position',270 6 70 30,'String','训练','Callback',. 'exa=rgb2gray(frame2im(getframe(gca);','sample=reshape(recgnition(exa),25,1);','clc;',. 't=inputdlg(''数字类别'',''样品训练'');','t=str2num(t1,1)/10;',. 'bpnet.trainParam.lr=str2num(get(hb6,''String'');','bpnet.trainParam.goal=str2num(get(hb7,''String'');',. 'bpnet=train(bpnet,sample,t);','save bpnet'); uicontrol('Parent',FigHandle,'Position',360 6 70 30,'String','识别','Callback',. 'exa=rgb2gray(frame2im(getframe(gca);','sample=reshape(recgnition(exa),25,1);',. 'record=round(sim(bpnet,sample)*10);','clc;','set(hb5,''String'',num2str(record),''fontSize'',48);'); uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','text','Position',10 60 30 20,'String','字号');uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','text','Position',10 30 30 20,'String','颜色');hb5=uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','text','Position',10 150 90 90);uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','text','Position',5 260 50 20,'String','学习速率');hb6=uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','Edit','Position',60 260 30 20,'String','0.01'); uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','text','Position',5 290 50 20,'String','训练精度');hb7=uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','Edit','Position',60 290 30 20,'String','0.005'); uicontrol('Parent',FigHandle,'Style','pushbutton','Position',450 6 70 30,'String','清除','Callback','cla'); %将函数变量导入到工作空间；assignin('base','hb5',hb5);assignin('base','hb6',hb6);assignin('base','hb7',hb7);% dlmwrite('IXT.txt', -10, 'delimiter', 't', 'precision', 6); dlmwrite('IYT.txt', -10, 'delimiter', 't', 'precision', 6); %滑鼠按钮被按下时的反应指令 case 'down', if strcmp(get(FigHandle, 'SelectionType'), 'normal') %如果是左键 set(FigHandle,'pointer','hand'); CurPiont = get(gca, 'CurrentPoint'); InitialX = CurPiont(1,1); InitialY = CurPiont(1,2); dlmwrite('IXT.txt', InitialX, '-append', 'delimiter', 't', 'precision', 6); dlmwrite('IYT.txt', InitialY, '-append', 'delimiter', 't', 'precision', 6); % 列印MouseDraw down!讯息% % fprintf('MouseDraw down!n'); % 设定滑鼠移动时的反应指令为MouseDraw move set(gcf, 'WindowButtonMotionFcn', 'MouseDraw move'); set(gcf, 'WindowButtonUpFcn', 'MouseDraw up'); elseif strcmp(get(FigHandle, 'SelectionType'), 'alt') % 如果是右键 set(FigHandle, 'Pointer', 'arrow'); set( FigHandle, 'WindowButtonMotionFcn', '') set(FigHandle, 'WindowButtonUpFcn', '') fprintf('MouseDraw right button down!n'); ImageX = importdata('IXT.txt'); ImageY = importdata('IYT.txt'); InputImage = ones(imSize); roundX = round(ImageX); roundY = round(ImageY); for k = 1:size(ImageX,1) if 0<roundX(k) && roundX(k)<imSize && 0<roundY(k) && roundY(k)<imSize InputImage(roundX(k)-1:roundX(k)+2, roundY(k)-1:roundY(k)+2) = 0; end end InputImage = imrotate(InputImage,90); % 图像旋转90 figure(2); imshow(InputImage); end %滑鼠移动时的反应指令 case 'move', CurPiont = get(gca, 'CurrentPoint'); X = CurPiont(1,1); Y = CurPiont(1,2); set(hb3,'String','CurrentX(',num2str(X),')','CurrentY(',num2str(Y),')'); % 当鼠标移动较快时，不会出现离散点。 % 利用y=kx+b直线方程实现。 x_gap = 0.1; % 定义x方向增量 y_gap = 0.1; % 定义y方向增量 if X > InitialX step_x = x_gap; else step_x = -x_gap; end if Y > InitialY step_y = y_gap; else step_y = -y_gap; end % 定义x,y的变化范围和步长 if abs(X-InitialX) < 0.01 % 线平行于y轴，即斜率不存在时 iy = InitialY:step_y:Y; ix = X.*ones(1,size(iy,2); else ix = InitialX:step_x:X ; % 定义x的变化范围和步长 % 当斜率存在，即k = (Y-InitialY)/(X-InitialX) = 0 iy = (Y-InitialY)/(X-InitialX).*(ix-InitialX)+InitialY; end ImageX = ix, X; ImageY = cat(2, iy, Y); popup_index1=26-(get(hb2,'Value')-1)*2; popup_index2=get(hb4,'Value'); switch(popup_index2) case 1 line(ImageX,ImageY, 'marker', '.', 'markerSize',popup_index1, . 'LineStyle', '-', 'LineWidth', 4, 'Color', 'Red'); case 2 line(ImageX,ImageY, 'marker', '.', 'markerSize',popup_index1, . 'LineStyle', '-', 'LineWidth', 4, 'Color', 'Blue'); case 3 line(ImageX,ImageY, 'marker', '.', 'markerSize',popup_index1, . 'LineStyle', '-', 'LineWidth', 4, 'Color', 'Black'); case 4 line(ImageX,ImageY, 'marker', '.', 'markerSize',popup_index1, . 'LineStyle', '-', 'LineWidth', 4, 'Color', 'Yellow'); case 5 line(ImageX,ImageY, 'marker', '.', 'markerSize',popup_index1, . 'LineStyle', '-', 'LineWidth', 4, 'Color', 'Green'); end dlmwrite('IXT.txt', ImageX, '-append', 'delimiter', 't', 'precision', 6); dlmwrite('IYT.txt', ImageY, '-append', 'delimiter', 't', 'precision', 6); InitialX = X; %记住当前点坐标 InitialY = Y; %记住当前点坐标 % 列印MouseDraw is moving!及滑鼠现在位置 % fprintf('MouseDraw is moving! Current location = (%g, %g)n', . % CurPiont(1,1), CurPiont(1,2); % % fprintf('MouseDraw move!n'); % 设定滑鼠按钮被释放时的反应指令为MouseDraw up set(gcf, 'WindowButtonUpFcn', 'MouseDraw up'); %滑鼠按钮被释放时的反应指令 case 'up', % 清除滑鼠移动时的反应指令 set(gcf, 'WindowButtonMotionFcn', ''); % 清除滑鼠按钮被释放时的反应指令 set(gcf, 'WindowButtonUpFcn', ''); % 列印MouseDraw up! % % fprintf('MouseDraw up!n'); end end二、实现手写数字图像特征的提取：（存为recgnition.m）function sample=recgnition(exa)i,j=find(exa=204);imin=min(i);imax=max(i);jmin=min(j);jmax=max(j);a=exa(imin:imax,jmin:jmax);M=imax-imin+1;N=jmax-jmin+1;for m=1:5 for n=1:5 exa_cm,n=a(1+(m-1)*M/5:m*M/5,1+(n-1)*N/5:n*N/5); sample(1,(m-1)*5+n)=size(find(exa_cm,n=204),1)/(M*N/25); %subplot(5,5,(m-1)*5+n),subimage(exa_cm,n); endend 三、建立bp神经网络。（可修改所建立bp神经网络参数，也可建立其他类型神经网络）。x=ones(25,2);x(:,1)=0;bpnet=newff(x,50,1,'logsig','logsig','traingd');bpnet.trainParam.show=5;%显示训练迭代过程（每隔5次训练，显示一次训练进程）bpnet.trainParam.lr=0.01;%学习速率bpnet.trainParam.epochs=2000;%最大训练次数bpnet.trainParam.goal=0.005;%训练要求精度（0.005）此段命令应存为bpgdtrain.m文件。以上函数以及m文件须保存以后才可调用。神经网络要经过一定数量的训练才能达到较高的识别精度。使用时先运行MouseDraw函数，出现下图界面，界面介绍：保存：可将手写数字图像保存为im.jpg文件。训练：用于有导师训练神经网络，用户使用鼠标写好数字，点击训练，弹出输入框框，输入相应正确数字。识别：对界面上的手写数字进行识别，结果显示在左边白色方框。清除：可清除界面上数字，重新书写。字号、颜色选择下拉框可选择手写数字字号与颜色。：控制训练精度和学习速率。具体参照bp神经网络。专心-专注-专业

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