专利名称：基于书本特征的书本登记装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及基于书本特征的图书馆使用的书本登记装置。
背景技术：
全球图书馆的数量十分庞大，其中的藏书更是数目惊人，对于如此庞大的资料，迅捷有效的图书馆管理和服务是必需的。通过几十年的发展，图书馆的图书馆里已经从最初的人工登记和管理逐步发展为自动化的登记和管理。在自动化管理技术中，应用较为普遍的是条形码、磁条防盗技术以及近年来开始使用的射频识别技术。
条形码技术应用最为广泛，使用时为每一本书分配一个条形码并且贴上一个条形码的码条，在需要读取条形码信息的时候通过条形码阅读器读取书本上的条形码的码条，根据条形码的信息进行后续的处理。条形码的缺陷主要在于信息量太少，由一连串数字和字母组成的条形码能够提供的信息量十分有限，只能包括书本的出版日期、登记编号等等简单的信息。在图书馆出借图书的过程中，还会遇到诸如书本损坏、条形码损坏、人为破坏等等的情况，很显然条形码对于这些问题无能为力。近年来兴起的射频识别技术能够提供充分的信息量，并且具有不接触通信的能力，能够克服条形码的缺陷。但是射频识别技术需要在每一本书中加入一块芯片，使得使用成本较高。对于大型图书馆来说，几百万甚至几千万的藏书数量使得射频识别技术的使用成本变得高不可攀。此外，射频识别技术过于依赖芯片，而对书本本身没有任何的信息记载。如果芯片被破坏、或者书本中的芯片被替换，那么射频识别技术对这些情况都无法应对。于是，在本领域中需要一种既能够提供充分的信息量，又能够有效控成本，同时结合书本自身信息的图书馆书本管理装置。
发明内容
本发明旨在提供一种记录书本自身信息、并且能够提供充分的信息量的基于书本特征的书本登记装置。根据本发明的一方面，提供一种基于书本特征的书本登记装置，包括书本图像采集装置，采集含有书本的不同侧面图样的书本图像；书本图像处理装置，连接到书本图像采集装置，检测书本图像中书本侧面图样的位置、修正图像的变形、消除书本图像中与书本侧面图样无关的信息、将位于不同的书本图像中的书本侧面图样组合形成书本图样；书本特征采集装置，连接到书本图像处理装置，从书本图样中采集书本特征，其中该书本特征采集装置包括尺寸测量组件、色块识别组件、特征识别组件，尺寸测量组件测量书本的长度、宽度和厚度尺寸，色块识别组件对书本侧面图样中的主要色块进行识别，特征识别组件识别书本上的突出特征；
存储装置，连接到书本图像处理装置和书本特征采集装置，存储装置以存储条目的方式保存相关联的书本图样以及书本特征。尺寸测量组件基于边缘检测法测量书本的尺寸，以微分操作为基础，利用灰阶函数判断出边缘线所在的位置，依次在图像中选取焦点，把焦点的像素与周边相邻的像素进行比较，找出具有预定的边缘强度的焦点，再把这些焦点连接起来得到书本的边界以进行书本尺寸的测量。色块识别组件利用二值化的方法确定书本图样的主要色块分布。书本图像采集装置包括一采集基座和三个摄像头，采集基座包括一底座以及两个侧壁，两个侧壁连接到底座的两个相邻的侧边上，底座和两个侧壁两两垂直，摄像头的其中之一通过一支架设置在底座的上方，面对底座的上表面设置，另两个摄像头分别设置在两个侧壁中，面对底座上表面的上方空间设置；书本放置在底座上，三个摄像头分别采集含有书本的不同侧面图样的书本图像。底座的上表面上具有数个定位标记，其中的一个定位标记上还具有高度尺，数个定位标记和高度尺限定一三维空间，该三维空间位于三个摄像头 的视角范围之内。该基于书本特征的书本登记装置，还包括重量采集装置，连接到底座和存储装置，在书本放置到底座上时测量书本的重量，存储装置将该重量保存到相关联的存储条目中。该基于书本特征的书本登记装置还可以连接到书本身份识别装置，该书本身份识别装置识别书本的身份标签，该书本身份识别装置是条形码识别器或者射频识别标签读写器。该书本身份识别装置连接到一数据库，该数据库保存与每一身份标签对应的书本信息。采用本发明的技术方案，能够获取书本的各个方向的书本图样，并且从书本图像中提取有关于书本自身的特征信息，借助于书本自身的特征信息来提供充分的信息量，本发明的基于书本特征的书本登记装置还可以与传统的书本身份识别装置相连接，共同提供书本的登记 目息。
图I是根据本发明的一实施例的基于书本特征的书本登记装置的结构图；图2a和2b是根据本发明的一实施例的基于书本特征的书本登记装置中的书本图像采集装置的结构图；图3是根据本发明的一实施例的基于书本特征的书本登记装置中的书本图像处理装置的结构图；图4是根据本发明的一实施例的基于书本特征的书本登记装置中的书本特征采集装置的结构图。
具体实施例方式参考图I所是，本发明揭示了一种基于书本特征的书本登记装置，该装置包括书本图像采集装置10、书本图像处理装置12、书本特征采集装置14和存储装置16。参考图2a和2b所示，该书本图像采集装置10具有下述的结构，其中图2a揭示了书本图像采集装置10的侧视结构而图2b揭示了书本图像采集装置10的俯视结构。书本图像采集装置10包括一采集基座102和三个摄像头104a、104b和104c。采集基座102包括一底座103以及两个侧壁105a和105b，两个侧壁105a和105b连接到底座103的两个相邻的侧边上。比如，两个侧壁105a和105b可以连接到底座103的左侧和上侧，也可以设置在左侧和下侧，在图Ia和Ib所示的实施例中，两个侧壁105a和105b是连接到底座103的左侧和上侧。底座103和两个侧壁105a和105b两两垂直。摄像头的其中之一 104a通过一支架106设置在底座103的上方，面对底座103的上表面设置。另两个摄像头104b和104c分别设置在两个侧壁105a和105b中，摄像头104b和104c面对底座103上表面的上方空间设置。书本放置在底座103上，三个摄像头104a、104b和104c分别采集含有书本的不同侧面图样的书本图像。在本发明中，书本被看作是一个立方体，书本的六个侧面，即立方体的六个面上的特征将被采集下来作为书本特征保存。当书本放置在底座103上时，书本的上表面(封面)、左侧和顶部侧面的图像将分别由摄像头104a、104b和104c采集。在完成对该三个面的采集之后，将书本沿对角线的方向翻身，此时，尚没有被采集的三个侧面封底、右侧和底部侧面正好面对三个摄像头104a、104b和104c的方向，可以由摄像头104a、104b和104c采集它们的图像。通过该书本图像采集装置10，对一本书进行两次采集即可以获得有关于该书本所有六个侧面的图像信息。由于摄像头有一定的视野范围，因此书本需要放置在底座103上一定的位置上才能够由摄像头采集其图像。参考图 I所示，在底座103的上表面上设置了数个定位标记，例如在图I所示的实施例中，设置了四个定位标记，为四个“ + ”号标记，并且在其中的一个定位标记上还具有高度尺107。四个“ + ”号共同限定了一个矩形的区域，结合高度尺107，共同限定了一个长方体的三维空间，该三维空间位于三个摄像头的视角范围之内。即将书本放置在四个“ + ”号标记之内，并且其厚度不超过高度尺，那么三个摄像头就能够完整地采集书本各个侧面的书本图样。在一个实施例中，该基于书本特征的书本登记装置还包括重量采集装置18，重量采集装置18连接到底座103和存储装置16，在书本放置到底座103上时重量采集装置18测量书本的重量，书本的重量也作为书本的特征之一进行保存，该保存由存储装置16完成，存储装置16将该重量保存到相关联的存储条目中。书本图像处理装置12连接到书本图像采集装置10，检测三个摄像头104a、104b和104c采集的书本各个侧面的图像中书本侧面图样的位置、修正图像的变形、消除书本图像中与书本侧面图样无关的信息、将位于不同的书本图像中的书本侧面图样组合形成书本图样。参考图3所示，在一个实施例中，该书本图像处理装置12包括测定组件122、修正组件124、提取组件126和合成组件128。测定组件122确定书本侧面图样在摄像头所采集的图像中的二维位置。如上面所描述的，摄像头会采集其视野范围内的所有图像，而书本的大小厚度不一，因此书本的侧面图样在摄像头中占据的大小以及所处的位置也不同。测定组件122就用于确定书本侧面图像在摄像头所采集的图像中的位置。修正组件124用于修正一个或多个摄像头采集到的图像，由于摄像头是固定设置的，因此其获取的图像或多或少存在一些空间上的扭曲变形，修正组件124用于修正该种扭曲。提取组件126参考测定组件122所确定的书本侧面图样的位置，在修正组件124修正过的图像中将与书本侧面图样无关的部分消除，提取组件126会自动分割出书本的侧面图像并进行提取。合成组件128将书本的各个侧面图样进行合成，组成有关于书本所有六个侧面的完整侧面图样。合成组件128可以利用多个图像中的重叠部分，以这些重叠部分作为基准点完成图像的合成。合成后的完整侧面图样即可以是展开的二维形式的，也可以是三维形式的。在一个实施例中书本图像处理装置12的工作过程如下测定组件122将图像转换成黑白图像，利用色差来检测书本侧面图样的二维位置，修正组件124对图像数据进行测验并修正图像扭曲和像差，同时寻找出多张图片的重叠部分。合成组件128利用上述的重叠部分，找出其中的相同像素点并获取图片之间的视差，合成组件128基于这些像素点将所有采集到的图像合并为一帧图像并产生二值化的图像。书本特征采集装置14连接到书本图像处理装置12，从书本图样中采集书本特征。参考图4所示，在一个实施例中，书本特征采集装置14包括尺寸测量组件142、色块识别组件144、特征识别组件146。尺寸测量组件142测量书本的长度、宽度和厚度尺寸。色块识别组件144对书本侧面图样中的主要色块进行识别。特征识别组件146识别书本上的突出特征，例如封面上的明显污溃、明显的缺损、书本表面上贴附的标签等等，这些特征可以通过检测图像的明显突变而获取。尺寸测量组件142、色块识别组件144、特征识别组件146所采集的书本的长度、宽度和厚度尺寸、色块以及突出特征作为书本特征由书本特征采集装置14输出。在一个实施例中书本特征采集装置14的工作过程如下尺寸测量组件142基于边缘检测法来测量书本的尺寸，边缘检测法以微分操作为基础，利用灰阶函数判断出边缘线所在的位置，依次在图像中选取焦点(也称为种子点)，把焦点的像素与周边相邻的像素进行比较，找出具有预定的边缘强度的焦点，再把这些焦点连接起来得到书本的边界以进行书本尺寸的测量。色块识别组件144利用二值化的方法确定书本图样的主要色块分布。存储装置16，连接到书本图像处理装置12和书本特征采集装置14，存储装置16以存储条目的方式保存相关联的书本图样以及书本特征。存储装置16为每一本书本建立一个存储条目，该存储条目可以包括下述的字段书本图样、书本特征、书本身份标签、扩展字段。书本图像处理装置12和书本特征采集装置14的输出被分别保存到书本图样字段和书本特征字段中。在一个实施例中，本发明的基于书本特征的书本登记装置还连接到书本身份识别装置，该书本身份识别装置识别书本的身份标签，该书本身份识别装置可以是传统的条形码识别器或者射频识别标签读写器。书本身份识别装置连接到一数据库，该数据库保存与每一身份标签对应的书本信息。书本身份识别装置以及相应的数据库都可以用现有的成熟技术实现。这样，本发明的基于书本特征的书本登记装置结合传统的书本身份识别装置，在利用诸如条形码、射频识别技术的同时，还采集了与书本自身相关的特征，诸如书本的尺寸、主要色彩、重量、突出的缺陷等等。使得图书馆能够在出借书本时很好地记录书本的特点，在收到还回的书的时候能很好的核对。采用本发明的技术方案，能够获取书本的各个方向的书本图样，并且从书本图像中提取有关于书本自身的特征信息，借助于书本自身的特征信息来提供充分的信息量，本发明的基于书本特征的书本登记装置还可以与传统的书本身份识别装置相连接，共同提供书本的登记 目息。权利要求
1.一种基于书本特征的书本登记装置，其特征在于，包括 书本图像采集装置，采集含有书本的不同侧面图样的书本图像； 书本图像处理装置，连接到所述书本图像采集装置，检测书本图像中书本侧面图样的位置、修正图像的变形、消除书本图像中与书本侧面图样无关的信息、将位于不同的书本图像中的书本侧面图样组合形成书本图样； 书本特征采集装置，连接到所述书本图像处理装置，从书本图样中采集书本特征，其中该书本特征采集装置包括尺寸测量组件、色块识别组件、特征识别组件，尺寸測量组件测量书本的长度、宽度和厚度尺寸，色块识别组件对书本侧面图样中的主要色块进行识别，特征识别组件识别书本上的突出特征； 存储装置，连接到所述书本图像处理装置和书本特征采集装置，存储装置以存储条目的方式保存相关联的书本图样以及书本特征。
2.如权利要求I所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在干， 尺寸测量组件基于边缘检测法测量书本的尺寸，以微分操作为基础，利用灰阶函数判断出边缘线所在的位置，依次在图像中选取焦点，把焦点的像素与周边相邻的像素进行比较，找出具有预定的边缘强度的焦点，再把这些焦点连接起来得到书本的边界以进行书本尺寸的測量。
3.如权利要求I所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在干， 色块识别组件利用ニ值化的方法确定书本图样的主要色块分布。
4.如权利要求I所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在干， 所述书本图像采集装置包括一采集基座和三个摄像头，所述采集基座包括一底座以及两个侧壁，所述的两个侧壁连接到底座的两个相邻的侧边上，所述底座和两个侧壁两两垂直，摄像头的其中之一通过ー支架设置在底座的上方，面对底座的上表面设置，另两个摄像头分别设置在两个侧壁中，面对底座上表面的上方空间设置；书本放置在所述底座上，所述三个摄像头分别采集含有书本的不同侧面图样的书本图像。
5.如权利要求4所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在干， 所述底座的上表面上具有数个定位标记，其中的ー个定位标记上还具有高度尺，所述数个定位标记和高度尺限定一三维空间，该三维空间位于所述的三个摄像头的视角范围之内。
6.如权利要求I所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在于，还包括重量采集装置，连接到所述底座和存储装置，在书本放置到底座上时测量书本的重量，所述存储装置将该重量保存到相关联的存储条目中。
7.如权利要求I所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在于，该基于书本特征的书本登记装置连接到书本身份识别装置，该书本身份识别装置识别书本的身份标签，该书本身份识别装置是条形码识别器或者射频识别标签读写器。
8.如权利要求7所述的基于书本特征的书本登记装置，其特征在干，该书本身份识别装置连接到一数据库，该数据库保存与每一身份标签对应的书本信息。
全文摘要
本发明揭示了一种基于书本特征的书本登记装置，包括书本图像采集装置，采集含有书本的不同侧面图样的书本图像；书本图像处理装置，检测书本图像中书本侧面图样的位置、修正图像的变形、消除书本图像中与书本侧面图样无关的信息、将位于不同的书本图像中的书本侧面图样组合形成书本图样；书本特征采集装置，从书本图样中采集书本特征，其中该书本特征采集装置包括尺寸测量组件、色块识别组件、特征识别组件，尺寸测量组件测量书本的长度、宽度和厚度尺寸，色块识别组件对书本侧面图样中的主要色块进行识别，特征识别组件识别书本上的突出特征；存储装置，以存储条目的方式保存相关联的书本图样以及书本特征。
文档编号G07C3/00GK102693565SQ20111007428
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者王明海, 陈有昌 申请人:王明海