專利名稱：基于書本特征的書本登記裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及基于書本特征的圖書館使用的書本登記裝置。
背景技術(shù)：
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(duì)于如此龐大的資料，迅 有效的圖書館管理和服務(wù)是必需的。通過幾十年的發(fā)展，圖書館的圖書館里已經(jīng)從最初 的人工登記和管理逐步發(fā)展為自動(dòng)化的登記和管理。在自動(dòng)化管理技術(shù)中，應(yīng)用較為普遍 的是條形碼、磁條防盜技術(shù)以及近年來開始使用的射頻識(shí)別技術(shù)。條形碼技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，使用時(shí)為每一本書分配一個(gè)條形碼并且貼上一個(gè)條形 碼的碼條，在需要讀取條形碼信息的時(shí)候通過條形碼閱讀器讀取書本上的條形碼的碼條， 根據(jù)條形碼的信息進(jìn)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?dāng)?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(hào)等等 簡單的信息。在圖書館出借圖書的過程中，還會(huì)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(duì)于這些問題無能為力。近年來興起的射頻識(shí)別技術(shù)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(shí)別技術(shù)需要在每一本書中加入一塊芯片，使得使 用成本較高。對(duì)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(shí)別技術(shù)的使 用成本變得高不可攀。此外，射頻識(shí)別技術(shù)過于依賴芯片，而對(duì)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(shí)別技術(shù)對(duì)這些情況都無法應(yīng) 對(duì)。于是，在本領(lǐng)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(shí)結(jié) 合書本自身信息的圖書館書本管理裝置。

發(fā)明內(nèi)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書本 特征的書本登記裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種基于書本特征的書本登記裝置，包括書本圖像采集裝置，采集含有書本的不同側(cè)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，檢測書本圖像中書本側(cè)面圖樣的 位置、修正圖像的變形、消除書本圖像中與書本側(cè)面圖樣無關(guān)的信息、將位于不同的書本圖 像中的書本側(cè)面圖樣組合形成書本圖樣；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，其中 該書本特征采集裝置包括尺寸測量組件、色塊識(shí)別組件、特征識(shí)別組件，尺寸測量組件測量 書本的長度、寬度和厚度尺寸，色塊識(shí)別組件對(duì)書本側(cè)面圖樣中的主要色塊進(jìn)行識(shí)別，特征 識(shí)別組件識(shí)別書本上的突出特征；
存儲(chǔ)裝置，連接到書本圖像處理裝置和書本特征采集裝置，存儲(chǔ)裝置以存儲(chǔ)條目 的方式保存相關(guān)聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。尺寸測量組件基于邊緣檢測法測量書本的尺寸，以微分操作為基礎(chǔ)，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(diǎn)，把焦點(diǎn)的像素與周邊相鄰的像素進(jìn) 行比較，找出具有預(yù)定的邊緣強(qiáng)度的焦點(diǎn)，再把這些焦點(diǎn)連接起來得到書本的邊界以進(jìn)行 書本尺寸的測量。色塊識(shí)別組件利用二值化的方法確定書本圖樣的主要色塊分布。書本圖像采集裝置包括一采集基座和三個(gè)攝像頭，采集基座包括一底座以及兩個(gè) 側(cè)壁，兩個(gè)側(cè)壁連接到底座的兩個(gè)相鄰的側(cè)邊上，底座和兩個(gè)側(cè)壁兩兩垂直，攝像頭的其中 之一通過一支架設(shè)置在底座的上方，面對(duì)底座的上表面設(shè)置，另兩個(gè)攝像頭分別設(shè)置在兩 個(gè)側(cè)壁中，面對(duì)底座上表面的上方空間設(shè)置；書本放置在底座上，三個(gè)攝像頭分別采集含有 書本的不同側(cè)面圖樣的書本圖像。底座的上表面上具有數(shù)個(gè)定位標(biāo)記，其中的一個(gè)定位標(biāo) 記上還具有高度尺，數(shù)個(gè)定位標(biāo)記和高度尺限定一三維空間，該三維空間位于三個(gè)攝像頭 的視角范圍之內(nèi)。該基于書本特征的書本登記裝置，還包括重量采集裝置，連接到底座和存儲(chǔ)裝置， 在書本放置到底座上時(shí)測量書本的重量，存儲(chǔ)裝置將該重量保存到相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)條目中。該基于書本特征的書本登記裝置還可以連接到書本身份識(shí)別裝置，該書本身份識(shí) 別裝置識(shí)別書本的身份標(biāo)簽，該書本身份識(shí)別裝置是條形碼識(shí)別器或者射頻識(shí)別標(biāo)簽讀寫 器。該書本身份識(shí)別裝置連接到一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫保存與每一身份標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的書本信息。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠獲取書本的各個(gè)方向的書本圖樣，并且從書本圖像 中提取有關(guān)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)明的基于書本特征的書本登記裝置還可以與傳統(tǒng)的書本身份識(shí)別裝置相連接，共同提供 書本的登記信息。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于書本特征的書本登記裝置的結(jié)構(gòu)2a和2b是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于書本特征的書本登記裝置中的書本圖 像采集裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于書本特征的書本登記裝置中的書本圖像處 理裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于書本特征的書本登記裝置中的書本特征采 集裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1所是，本發(fā)明揭示了一種基于書本特征的書本登記裝置，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(chǔ)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(jié)構(gòu)，其中圖2a揭示了 書本圖像采集裝置10的側(cè)視結(jié)構(gòu)而圖2b揭示了書本圖像采集裝置10的俯視結(jié)構(gòu)。書本圖像采集裝置10包括一采集基座102和三個(gè)攝像頭104a、104b和104c。采集基座102包括一底座103以及兩個(gè)側(cè)壁105a和105b，兩個(gè)側(cè)壁105a和105b連接到底 座103的兩個(gè)相鄰的側(cè)邊上。比如，兩個(gè)側(cè)壁105a和105b可以連接到底座103的左側(cè)和 上側(cè)，也可以設(shè)置在左側(cè)和下側(cè)，在圖Ia和Ib所示的實(shí)施例中，兩個(gè)側(cè)壁105a和105b是 連接到底座103的左側(cè)和上側(cè)。底座103和兩個(gè)側(cè)壁105a和105b兩兩垂直。攝像頭的其 中之一 104a通過一支架106設(shè)置在底座103的上方，面對(duì)底座103的上表面設(shè)置。另兩個(gè) 攝像頭104b和104c分別設(shè)置在兩個(gè)側(cè)壁105a和105b中，攝像頭104b和104c面對(duì)底座 103上表面的上方空間設(shè)置。書本放置在底座103上，三個(gè)攝像頭104a、104b和104c分別 采集含有書本的不同側(cè)面圖樣的書本圖像。在本發(fā)明中，書本被看作是一個(gè)立方體，書本的 六個(gè)側(cè)面，即立方體的六個(gè)面上的特征將被采集下來作為書本特征保存。當(dāng)書本放置在底 座103上時(shí)，書本的上表面(封面)、左側(cè)和頂部側(cè)面的圖像將分別由攝像頭104a、104b和 104c采集。在完成對(duì)該三個(gè)面的采集之后，將書本沿對(duì)角線的方向翻身，此時(shí)，尚沒有被采 集的三個(gè)側(cè)面封底、右側(cè)和底部側(cè)面正好面對(duì)三個(gè)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(duì)一本書進(jìn) 行兩次采集即可以獲得有關(guān)于該書本所有六個(gè)側(cè)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(shè)置了數(shù)個(gè)定位標(biāo)記，例如在圖1所示的實(shí)施例中，設(shè)置了 四個(gè)定位標(biāo)記，為四個(gè)“ + ”號(hào)標(biāo)記，并且在其中的一個(gè)定位標(biāo)記上還具有高度尺107。四個(gè) “ + ”號(hào)共同限定了一個(gè)矩形的區(qū)域，結(jié)合高度尺107，共同限定了一個(gè)長方體的三維空間，該 三維空間位于三個(gè)攝像頭的視角范圍之內(nèi)。即將書本放置在四個(gè)“ + ”號(hào)標(biāo)記之內(nèi)，并且其 厚度不超過高度尺，那么三個(gè)攝像頭就能夠完整地采集書本各個(gè)側(cè)面的書本圖樣。在一個(gè) 實(shí)施例中，該基于書本特征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(chǔ)裝置16，在書本放置到底座103上時(shí)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(jìn)行保存，該保存由存儲(chǔ)裝置16完成，存儲(chǔ)裝置16將該 重量保存到相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)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(gè)攝像頭104a、104b和 104c采集的書本各個(gè)側(cè)面的圖像中書本側(cè)面圖樣的位置、修正圖像的變形、消除書本圖像 中與書本側(cè)面圖樣無關(guān)的信息、將位于不同的書本圖像中的書本側(cè)面圖樣組合形成書本圖 樣。參考圖3所示，在一個(gè)實(shí)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(cè)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(huì)采集其視野范圍內(nèi)的所有圖像，而書本的大小 厚度不一，因此書本的側(cè)面圖樣在攝像頭中占據(jù)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(cè)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(gè)或多個(gè)攝像頭采集到的圖像，由于攝像頭是固定設(shè)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(cè)面圖樣的位置，在修正組件124修正過的圖像中將與書本側(cè)面圖樣無 關(guān)的部分消除，提取組件126會(huì)自動(dòng)分割出書本的側(cè)面圖像并進(jìn)行提取。合成組件128將 書本的各個(gè)側(cè)面圖樣進(jìn)行合成，組成有關(guān)于書本所有六個(gè)側(cè)面的完整側(cè)面圖樣。合成組件 128可以利用多個(gè)圖像中的重疊部分，以這些重疊部分作為基準(zhǔn)點(diǎn)完成圖像的合成。合成后 的完整側(cè)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(gè)實(shí)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(zhuǎn)換成黑白圖像，利用色差來檢測 書本側(cè)面圖樣的二維位置，修正組件124對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行測驗(yàn)并修正圖像扭曲和像差，同 時(shí)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(diǎn)并獲取圖片之間的視差，合成組件128基于這些像素點(diǎn)將所有采集到的圖像合并為一幀 圖像并產(chǎn)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(gè)實(shí)施例中，書本特征采集裝置14包括尺寸測量組件142、色塊識(shí)別組 件144、特征識(shí)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(shí) 別組件144對(duì)書本側(cè)面圖樣中的主要色塊進(jìn)行識(shí)別。特征識(shí)別組件146識(shí)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(biāo)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(shí)別組件144、特征識(shí)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(gè)實(shí)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(chǔ)，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(diǎn)(也稱為種子點(diǎn))，把焦點(diǎn)的像素與周邊相鄰的 像素進(jìn)行比較，找出具有預(yù)定的邊緣強(qiáng)度的焦點(diǎn)，再把這些焦點(diǎn)連接起來得到書本的邊界 以進(jìn)行書本尺寸的測量。色塊識(shí)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(chǔ)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(chǔ)裝置16 以存儲(chǔ)條目的方式保存相關(guān)聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。存儲(chǔ)裝置16為每一本書本建立 一個(gè)存儲(chǔ)條目，該存儲(chǔ)條目可以包括下述的字段書本圖樣、書本特征、書本身份標(biāo)簽、擴(kuò)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(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的基于書本特征的書本登記裝置還連接到書本身份識(shí)別 裝置，該書本身份識(shí)別裝置識(shí)別書本的身份標(biāo)簽，該書本身份識(shí)別裝置可以是傳統(tǒng)的條形 碼識(shí)別器或者射頻識(shí)別標(biāo)簽讀寫器。書本身份識(shí)別裝置連接到一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫保存與 每一身份標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的書本信息。書本身份識(shí)別裝置以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫都可以用現(xiàn)有的成熟 技術(shù)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明的基于書本特征的書本登記裝置結(jié)合傳統(tǒng)的書本身份識(shí)別裝置，在 利用諸如條形碼、射頻識(shí)別技術(shù)的同時(shí)，還采集了與書本自身相關(guān)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(shí)很好地記錄書本的特 點(diǎn)，在收到還回的書的時(shí)候能很好的核對(duì)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠獲取書本的各個(gè)方向的書本圖樣，并且從書本圖像 中提取有關(guān)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)明的基于書本特征的書本登記裝置還可以與傳統(tǒng)的書本身份識(shí)別裝置相連接，共同提供 書本的登記信息。
權(quán)利要求
一種基于書本特征的書本登記裝置，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(cè)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，檢測書本圖像中書本側(cè)面圖樣的位置、修正圖像的變形、消除書本圖像中與書本側(cè)面圖樣無關(guān)的信息、將位于不同的書本圖像中的書本側(cè)面圖樣組合形成書本圖樣；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，其中該書本特征采集裝置包括尺寸測量組件、色塊識(shí)別組件、特征識(shí)別組件，尺寸測量組件測量書本的長度、寬度和厚度尺寸，色塊識(shí)別組件對(duì)書本側(cè)面圖樣中的主要色塊進(jìn)行識(shí)別，特征識(shí)別組件識(shí)別書本上的突出特征；存儲(chǔ)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(chǔ)裝置以存儲(chǔ)條目的方式保存相關(guān)聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。
2.如權(quán)利要求1所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，尺寸測量組件基于邊緣檢測法測量書本的尺寸，以微分操作為基礎(chǔ)，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(diǎn)，把焦點(diǎn)的像素與周邊相鄰的像素進(jìn)行比 較，找出具有預(yù)定的邊緣強(qiáng)度的焦點(diǎn)，再把這些焦點(diǎn)連接起來得到書本的邊界以進(jìn)行書本 尺寸的測量。
3.如權(quán)利要求1所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，色塊識(shí)別組件利用二值化的方法確定書本圖樣的主要色塊分布。
4.如權(quán)利要求1所述的基于書本特征的書本登記裝置，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(gè)攝像頭，所述采集基座包括一底座以及 兩個(gè)側(cè)壁，所述的兩個(gè)側(cè)壁連接到底座的兩個(gè)相鄰的側(cè)邊上，所述底座和兩個(gè)側(cè)壁兩兩垂 直，攝像頭的其中之一通過一支架設(shè)置在底座的上方，面對(duì)底座的上表面設(shè)置，另兩個(gè)攝像 頭分別設(shè)置在兩個(gè)側(cè)壁中，面對(duì)底座上表面的上方空間設(shè)置；書本放置在所述底座上，所述 三個(gè)攝像頭分別采集含有書本的不同側(cè)面圖樣的書本圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，所述底座的上表面上具有數(shù)個(gè)定位標(biāo)記，其中的一個(gè)定位標(biāo)記上還具有高度尺，所述 數(shù)個(gè)定位標(biāo)記和高度尺限定一三維空間，該三維空間位于所述的三個(gè)攝像頭的視角范圍之 內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，還包括重量采集 裝置，連接到所述底座和存儲(chǔ)裝置，在書本放置到底座上時(shí)測量書本的重量，所述存儲(chǔ)裝置 將該重量保存到相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)條目中。
7.如權(quán)利要求1所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，該基于書本特征 的書本登記裝置連接到書本身份識(shí)別裝置，該書本身份識(shí)別裝置識(shí)別書本的身份標(biāo)簽，該 書本身份識(shí)別裝置是條形碼識(shí)別器或者射頻識(shí)別標(biāo)簽讀寫器。
8.如權(quán)利要求7所述的基于書本特征的書本登記裝置，其特征在于，該書本身份識(shí)別 裝置連接到一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫保存與每一身份標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的書本信息。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種基于書本特征的書本登記裝置，包括書本圖像采集裝置，采集含有書本的不同側(cè)面圖樣的書本圖像；書本圖像處理裝置，檢測書本圖像中書本側(cè)面圖樣的位置、修正圖像的變形、消除書本圖像中與書本側(cè)面圖樣無關(guān)的信息、將位于不同的書本圖像中的書本側(cè)面圖樣組合形成書本圖樣；書本特征采集裝置，從書本圖樣中采集書本特征，其中該書本特征采集裝置包括尺寸測量組件、色塊識(shí)別組件、特征識(shí)別組件，尺寸測量組件測量書本的長度、寬度和厚度尺寸，色塊識(shí)別組件對(duì)書本側(cè)面圖樣中的主要色塊進(jìn)行識(shí)別，特征識(shí)別組件識(shí)別書本上的突出特征；存儲(chǔ)裝置，以存儲(chǔ)條目的方式保存相關(guān)聯(lián)的書本圖樣以及書本特征。
文檔編號(hào)G06K9/46GK101833656SQ201010148478
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者張震寧, 陳有昌 申請(qǐng)人:陳有昌