專利名稱：基于圖像處理的書本登記裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子設備領域，尤其涉及基于圖像處理的圖書館使用的書本登記裝置。
背景技術：
全球圖書館的數(shù)量十分龐大，其中的藏書更是數(shù)目驚人，對于如此龐大的資料，迅 捷有效的圖書館管理和服務是必需的。通過幾十年的發(fā)展，圖書館的圖書館里已經從最初 的人工登記和管理逐步發(fā)展為自動化的登記和管理。在自動化管理技術中，應用較為普遍 的是條形碼、磁條防盜技術以及近年來開始使用的射頻識別技術。條形碼技術應用最為廣泛，使用時為每一本書分配一個條形碼并且貼上一個條形 碼的碼條，在需要讀取條形碼信息的時候通過條形碼閱讀器讀取書本上的條形碼的碼條， 根據條形碼的信息進行后續(xù)的處理。條形碼的缺陷主要在于信息量太少，由一連串數(shù)字和 字母組成的條形碼能夠提供的信息量十分有限，只能包括書本的出版日期、登記編號等等 簡單的信息。在圖書館出借圖書的過程中，還會遇到諸如書本損壞、條形碼損壞、人為破壞 等等的情況，很顯然條形碼對于這些問題無能為力。近年來興起的射頻識別技術能夠提供充分的信息量，并且具有不接觸通信的能 力，能夠克服條形碼的缺陷。但是射頻識別技術需要在每一本書中加入一塊芯片，使得使 用成本較高。對于大型圖書館來說，幾百萬甚至幾千萬的藏書數(shù)量使得射頻識別技術的使 用成本變得高不可攀。此外，射頻識別技術過于依賴芯片，而對書本本身沒有任何的信息 記載。如果芯片被破壞、或者書本中的芯片被替換，那么射頻識別技術對這些情況都無法應 對。于是，在本領域中需要一種既能夠提供充分的信息量，又能夠有效控成本，同時結 合書本自身信息的圖書館書本管理裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種記錄書本自身信息、并且能夠提供充分的信息量的基于圖像 處理的書本登記裝置。根據本發(fā)明的一方面，提供一種基于圖像處理的書本登記裝置，包括書本圖像采集裝置，采集含有書本的不同側面圖樣的書本圖像；書本圖像處理裝置，連接到書本圖像采集裝置，書本圖像處理裝置包括測定組件、 修正組件、提取組件和合成組件；測定組件確定書本側面圖樣在所采集的圖像中的二維位 置；修正組件用于修正一個或采集到的圖像的扭曲變形；提取組件將圖像中與書本側面圖 樣無關的部分消除；合成組件將書本的各個側面圖樣進行合成，組成有關于書本所有六個 側面的完整側面圖樣；書本特征采集裝置，連接到書本圖像處理裝置，從書本圖樣中采集書本特征；存儲裝置，連接到書本圖像處理裝置和書本特征采集裝置，存儲裝置以存儲條目的方式保存相關聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。其中，合成組件以多個圖像中的重疊部分作為基準點進行圖像的合成。合成組件 找出所述重疊部分中的相同像素點并獲取圖片之間的視差，合成組件基于這些像素點將所 有采集到的圖像合并為一幀圖像并產生二值化的圖像。測定組件將圖像轉換成黑白圖像，利用色差檢測書本側面圖樣的二維位置。書本圖像采集裝置包括一采集基座和三個攝像頭，采集基座包括一底座以及兩個 側壁，兩個側壁連接到底座的兩個相鄰的側邊上，底座和兩個側壁兩兩垂直，攝像頭的其中 之一通過一支架設置在底座的上方，面對底座的上表面設置，另兩個攝像頭分別設置在兩 個側壁中，面對底座上表面的上方空間設置；書本放置在所述底座上，三個攝像頭分別采集 含有書本的不同側面圖樣的書本圖像。底座的上表面上具有數(shù)個定位標記，其中的一個定 位標記上還具有高度尺，數(shù)個定位標記和高度尺限定一三維空間，該三維空間位于所述的 三個攝像頭的視角范圍之內。該基于圖像處理的書本登記裝置還包括重量采集裝置，連接到底座和存儲裝置， 在書本放置到底座上時測量書本的重量，存儲裝置將該重量保存到相關聯(lián)的存儲條目中。該基于圖像處理的書本登記裝置還連接到書本身份識別裝置，該書本身份識別裝 置識別書本的身份標簽，該書本身份識別裝置是條形碼識別器或者射頻識別標簽讀寫器。 書本身份識別裝置連接到一數(shù)據庫，該數(shù)據庫保存與每一身份標簽對應的書本信息。采用本發(fā)明的技術方案，能夠獲取書本的各個方向的書本圖樣，并且從書本圖像 中提取有關于書本自身的特征信息，借助于書本自身的特征信息來提供充分的信息量，本 發(fā)明的基于圖像處理的書本登記裝置還可以與傳統(tǒng)的書本身份識別裝置相連接，共同提供 書本的登記信息。


圖1是根據本發(fā)明的一實施例的基于圖像處理的書本登記裝置的結構2a和2b是根據本發(fā)明的一實施例的基于圖像處理的書本登記裝置中的書本圖 像采集裝置的結構圖；圖3是根據本發(fā)明的一實施例的基于圖像處理的書本登記裝置中的書本圖像處 理裝置的結構圖；圖4是根據本發(fā)明的一實施例的基于圖像處理的書本登記裝置中的書本特征采 集裝置的結構圖。
具體實施例方式參考圖1所是，本發(fā)明揭示了一種基于圖像處理的書本登記裝置，該裝置包括書 本圖像采集裝置10、書本圖像處理裝置12、書本特征采集裝置14和存儲裝置16。參考圖2a和2b所示，該書本圖像采集裝置10具有下述的結構，其中圖2a揭示了 書本圖像采集裝置10的側視結構而圖2b揭示了書本圖像采集裝置10的俯視結構。書本圖像采集裝置10包括一采集基座102和三個攝像頭104a、104b和104c。采 集基座102包括一底座103以及兩個側壁105a和105b，兩個側壁105a和105b連接到底 座103的兩個相鄰的側邊上。比如，兩個側壁105a和105b可以連接到底座103的左側和
4上側，也可以設置在左側和下側，在圖la和lb所示的實施例中，兩個側壁105a和105b是 連接到底座103的左側和上側。底座103和兩個側壁105a和105b兩兩垂直。攝像頭的其 中之一 104a通過一支架106設置在底座103的上方，面對底座103的上表面設置。另兩個 攝像頭104b和104c分別設置在兩個側壁105a和105b中，攝像頭104b和104c面對底座 103上表面的上方空間設置。書本放置在底座103上，三個攝像頭104a、104b和104c分別 采集含有書本的不同側面圖樣的書本圖像。在本發(fā)明中，書本被看作是一個立方體，書本的 六個側面，即立方體的六個面上的特征將被采集下來作為書本特征保存。當書本放置在底 座103上時，書本的上表面(封面)、左側和頂部側面的圖像將分別由攝像頭104a、104b和 104c采集。在完成對該三個面的采集之后，將書本沿對角線的方向翻身，此時，尚沒有被采 集的三個側面封底、右側和底部側面正好面對三個攝像頭104a、104b和104c的方向，可以 由攝像頭104a、104b和104c采集它們的圖像。通過該書本圖像采集裝置10，對一本書進 行兩次采集即可以獲得有關于該書本所有六個側面的圖像信息。由于攝像頭有一定的視野 范圍，因此書本需要放置在底座103上一定的位置上才能夠由攝像頭采集其圖像。參考圖 1所示，在底座103的上表面上設置了數(shù)個定位標記，例如在圖1所示的實施例中，設置了 四個定位標記，為四個“ + ”號標記，并且在其中的一個定位標記上還具有高度尺107。四個 “ + ”號共同限定了一個矩形的區(qū)域，結合高度尺107，共同限定了一個長方體的三維空間，該 三維空間位于三個攝像頭的視角范圍之內。即將書本放置在四個“ + ”號標記之內，并且其 厚度不超過高度尺，那么三個攝像頭就能夠完整地采集書本各個側面的書本圖樣。在一個 實施例中，該基于圖像處理的書本登記裝置還包括重量采集裝置18，重量采集裝置18連接 到底座103和存儲裝置16，在書本放置到底座103上時重量采集裝置18測量書本的重量， 書本的重量也作為書本的特征之一進行保存，該保存由存儲裝置16完成，存儲裝置16將該 重量保存到相關聯(lián)的存儲條目中。 書本圖像處理裝置12連接到書本圖像采集裝置10，檢測三個攝像頭104a、104b和 104c采集的書本各個側面的圖像中書本側面圖樣的位置、修正圖像的變形、消除書本圖像 中與書本側面圖樣無關的信息、將位于不同的書本圖像中的書本側面圖樣組合形成書本圖 樣。參考圖3所示，在一個實施例中，該書本圖像處理裝置12包括測定組件122、修正組件 124、提取組件126和合成組件128。測定組件122確定書本側面圖樣在攝像頭所采集的圖 像中的二維位置。如上面所描述的，攝像頭會采集其視野范圍內的所有圖像，而書本的大小 厚度不一，因此書本的側面圖樣在攝像頭中占據的大小以及所處的位置也不同。測定組件 122就用于確定書本側面圖像在攝像頭所采集的圖像中的位置。修正組件124用于修正一 個或多個攝像頭采集到的圖像，由于攝像頭是固定設置的，因此其獲取的圖像或多或少存 在一些空間上的扭曲變形，修正組件124用于修正該種扭曲。提取組件126參考測定組件 122所確定的書本側面圖樣的位置，在修正組件124修正過的圖像中將與書本側面圖樣無 關的部分消除，提取組件126會自動分割出書本的側面圖像并進行提取。合成組件128將 書本的各個側面圖樣進行合成，組成有關于書本所有六個側面的完整側面圖樣。合成組件 128可以利用多個圖像中的重疊部分，以這些重疊部分作為基準點完成圖像的合成。合成后 的完整側面圖樣即可以是展開的二維形式的，也可以是三維形式的。在一個實施例中書本 圖像處理裝置12的工作過程如下測定組件122將圖像轉換成黑白圖像，利用色差來檢測 書本側面圖樣的二維位置，修正組件124對圖像數(shù)據進行測驗并修正圖像扭曲和像差，同時尋找出多張圖片的重疊部分。合成組件128利用上述的重疊部分，找出其中的相同像素點并獲取圖片之間的視差，合成組件128基于這些像素點將所有采集到的圖像合并為一幀 圖像并產生二值化的圖像。書本特征采集裝置14連接到書本圖像處理裝置12，從書本圖樣中采集書本特征。 參考圖4所示，在一個實施例中，書本特征采集裝置14包括尺寸測量組件142、色塊識別組 件144、特征識別組件146。尺寸測量組件142測量書本的長度、寬度和厚度尺寸。色塊識 別組件144對書本側面圖樣中的主要色塊進行識別。特征識別組件146識別書本上的突出 特征，例如封面上的明顯污漬、明顯的缺損、書本表面上貼附的標簽等等，這些特征可以通 過檢測圖像的明顯突變而獲取。尺寸測量組件142、色塊識別組件144、特征識別組件146 所采集的書本的長度、寬度和厚度尺寸、色塊以及突出特征作為書本特征由書本特征采集 裝置14輸出。在一個實施例中書本特征采集裝置14的工作過程如下尺寸測量組件142 基于邊緣檢測法來測量書本的尺寸，邊緣檢測法以微分操作為基礎，利用灰階函數(shù)判斷出 邊緣線所在的位置，依次在圖像中選取焦點(也稱為種子點)，把焦點的像素與周邊相鄰的 像素進行比較，找出具有預定的邊緣強度的焦點，再把這些焦點連接起來得到書本的邊界 以進行書本尺寸的測量。色塊識別組件144利用二值化的方法確定書本圖樣的主要色塊分 布。存儲裝置16，連接到書本圖像處理裝置12和書本特征采集裝置14，存儲裝置16 以存儲條目的方式保存相關聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。存儲裝置16為每一本書本建立 一個存儲條目，該存儲條目可以包括下述的字段書本圖樣、書本特征、書本身份標簽、擴展 字段。書本圖像處理裝置12和書本特征采集裝置14的輸出被分別保存到書本圖樣字段和 書本特征字段中。在一個實施例中，本發(fā)明的基于圖像處理的書本登記裝置還連接到書本身份識別 裝置，該書本身份識別裝置識別書本的身份標簽，該書本身份識別裝置可以是傳統(tǒng)的條形 碼識別器或者射頻識別標簽讀寫器。書本身份識別裝置連接到一數(shù)據庫，該數(shù)據庫保存與 每一身份標簽對應的書本信息。書本身份識別裝置以及相應的數(shù)據庫都可以用現(xiàn)有的成熟 技術實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明的基于圖像處理的書本登記裝置結合傳統(tǒng)的書本身份識別裝置，在 利用諸如條形碼、射頻識別技術的同時，還采集了與書本自身相關的特征，諸如書本的尺 寸、主要色彩、重量、突出的缺陷等等。使得圖書館能夠在出借書本時很好地記錄書本的特 點，在收到還回的書的時候能很好的核對。采用本發(fā)明的技術方案，能夠獲取書本的各個方向的書本圖樣，并且從書本圖像 中提取有關于書本自身的特征信息，借助于書本自身的特征信息來提供充分的信息量，本 發(fā)明的基于圖像處理的書本登記裝置還可以與傳統(tǒng)的書本身份識別裝置相連接，共同提供 書本的登記信息。
權利要求
一種基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，包括書本圖像采集裝置，采集含有書本的不同側面圖樣的書本圖像；書本圖像處理裝置，連接到所述書本圖像采集裝置，所述書本圖像處理裝置包括測定組件、修正組件、提取組件和合成組件；所述測定組件確定書本側面圖樣在所采集的圖像中的二維位置；修正組件用于修正一個或采集到的圖像的扭曲變形；提取組件將圖像中與書本側面圖樣無關的部分消除；合成組件將書本的各個側面圖樣進行合成，組成有關于書本所有六個側面的完整側面圖樣；書本特征采集裝置，連接到所述書本圖像處理裝置，從書本圖樣中采集書本特征；存儲裝置，連接到所述書本圖像處理裝置和書本特征采集裝置，存儲裝置以存儲條目的方式保存相關聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。
2.如權利要求1所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，所述合成組件以多個圖像中的重疊部分作為基準點進行圖像的合成。
3.如權利要求2所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，所述合成組件找出所述重疊部分中的相同像素點并獲取圖片之間的視差，合成組件基 于這些像素點將所有采集到的圖像合并為一幀圖像并產生二值化的圖像。
4.如權利要求1所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，所述測定組件將圖像轉換成黑白圖像，利用色差檢測書本側面圖樣的二維位置。
5.如權利要求1所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，所述書本圖像采集裝置包括一采集基座和三個攝像頭，所述采集基座包括一底座以及 兩個側壁，所述的兩個側壁連接到底座的兩個相鄰的側邊上，所述底座和兩個側壁兩兩垂 直，攝像頭的其中之一通過一支架設置在底座的上方，面對底座的上表面設置，另兩個攝像 頭分別設置在兩個側壁中，面對底座上表面的上方空間設置；書本放置在所述底座上，所述 三個攝像頭分別采集含有書本的不同側面圖樣的書本圖像。
6.如權利要求5所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，所述底座的上表面上具有數(shù)個定位標記，其中的一個定位標記上還具有高度尺，所述 數(shù)個定位標記和高度尺限定一三維空間，該三維空間位于所述的三個攝像頭的視角范圍之 內。
7.如權利要求1所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，還包括重量采集 裝置，連接到所述底座和存儲裝置，在書本放置到底座上時測量書本的重量，所述存儲裝置 將該重量保存到相關聯(lián)的存儲條目中。
8.如權利要求1所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，該基于圖像處理 的書本登記裝置連接到書本身份識別裝置，該書本身份識別裝置識別書本的身份標簽，該 書本身份識別裝置是條形碼識別器或者射頻識別標簽讀寫器。
9.如權利要求8所述的基于圖像處理的書本登記裝置，其特征在于，該書本身份識別 裝置連接到一數(shù)據庫，該數(shù)據庫保存與每一身份標簽對應的書本信息。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種基于圖像處理的書本登記裝置，包括書本圖像采集裝置，采集含有書本的不同側面圖樣的書本圖像；書本圖像處理裝置，連接到書本圖像采集裝置，包括測定組件、修正組件、提取組件和合成組件；測定組件確定書本側面圖樣在所采集的圖像中的二維位置；修正組件用于修正一個或采集到的圖像的扭曲變形；提取組件將圖像中與書本側面圖樣無關的部分消除；合成組件將書本的各個側面圖樣進行合成，組成有關于書本所有六個側面的完整側面圖樣；書本特征采集裝置，連接到書本圖像處理裝置，從書本圖樣中采集書本特征；存儲裝置，連接到書本圖像處理裝置和書本特征采集裝置，存儲裝置以存儲條目的方式保存相關聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。
文檔編號G06K17/00GK101859462SQ20101014848
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者張震寧, 陳有昌 申請人:陳有昌