[發明專利]基于書脊圖像特征和空域濾波的自動圖書清點方法

有效

• 申請號: 201410383904.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104182934A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 劉汝翠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張恒陽

技術領域

本發明屬于圖書館管理技術領域，具體涉及一種基于書脊圖像特征和空域濾波的自動圖書清點方法。

背景技術

圖書指標作為高等教育統計指標體系中的一項基礎內容，也是高校基本辦學條件的重要組成部分，能夠客觀地反映學校的辦學實力和水平，對擴大學校辦學規模、爭取更多的經費投入具有重要的參考價值。

圖書清點是圖書館對現有財產的自我盤點，是對圖書數量的真實反映，是圖書統計指標中的基礎數據之一。圖書清點目的在于確定圖書館現有的圖書財產,使財產登記簿與庫藏量相一致，全面清點對圖書館的采編、典藏及借閱等各部門的工作是一次全面的檢查。另外圖書館中圖書丟失現象時有發生，作為管理者必須通過清點來摸清第一手資料，才能有針對性地采取措施。

因此，圖書清點工作對于圖書館的日常管理是非常必要的,但是傳統工作方式耗時又費力,清點方法相對單一。RFID技術的引進,為圖書清點工作起到一定作用,但存在RFID標簽信號不穩定、RFID系統與圖書館業務系統之間的整合不完善、使用RFID標簽成本頗高等問題，因此當前國內使用RFID標簽的圖書館很較少，而且即使是采用了RFID技術的圖書館，絕大多數也只是部分圖書使用了RFID標簽，而其他技術比如盤點機等運用到清點中依然比較復雜。

數字圖像處理技術結合計算機的高效工作效率性能，能夠大幅提高常見重復性勞動的效率。針對書庫內的架上圖書均是按照一定規律整齊擺放，而且書脊向外，書脊上有書名、出版社等印刷文字的特征，可以通過對書脊圖像的處理來完成對圖書的清點。因此，我們可將圖像處理技術引入到圖書清點的方法中，可以利用Hough變換實現對書脊圖像上文字信息和豎直排放角度的檢測，并利用投影和空濾濾波技術實現對圖書的自動計數，該計數算法的核心是Hough變換。Hough變換最早由P.V.C.Hough在上世紀六十年代提出，并經Duda和P.E.Hart二人推廣而獲得廣泛應用，是Radon變換的一個特例。Hough變換是圖像處理和計算機視覺中的一種重要方法，在圖像特征提取、形狀識別等應用領域效果明顯，應用廣泛。因此，用Hough變換實現對書脊圖像上的直線檢測，完全具備理論和技術上的可行性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中圖書館龐大的圖書數量使得工作人員在做圖書實際數量清點時不得不付出大量的人力和時間的問題。

為此，本發明提供了一種基于書脊圖像特征和空域濾波的自動圖書清點方法，包括如下步驟：

(1)采集書庫內的書脊圖像，確保圖像內只含有一排圖書，并使書脊在豎直方向上占滿整個圖像，并記圖像高度為X_M像素，寬度為Y_M像素；

(2)檢測書脊圖像中的邊緣和直線：對采集到書脊圖像進行邊緣檢測，并將結果進行二值化；將二值化的圖像通過Hough變換檢測其中的直線，獲取圖書的排列方向傾角，沿著該方向的垂直方向對檢測到的所有邊緣像素點進行投影，獲得邊緣投影波形圖；

(3)對邊緣投影波形圖進行低通濾波，得到平滑過的波形圖；

(4)對圖書進行計數統計：對步驟(3)中得到的平滑過的波形圖，檢測其中的波峰的個數，波峰的個數即為書脊圖像中的圖書冊數。

上述步驟(2)中的邊緣投影波形圖按如下步驟獲得：

(a)以二值化的邊緣圖的左下角為原點，建立直角x-y坐標系，并將邊緣圖置于坐標系的第一象限；

(b)利用Hough變換檢測二值化的邊緣圖中的直線，并將檢測出長度大于閾值T_X的K條直線的參數構成集合L＝{(ρ₁,θ₁)...(ρ_K,θ_K)}，其中ρ_i為原點到第i條直線的距離，θ_i為第i條直線法線x軸正方向的夾角；

(c)對位于兩條參數分別(ρ_n,θ_n)和(ρ_m,θ_m)的相鄰直線之間的圖書的排列方向傾角定義為對于位于參數為(ρ_q,θ_q)的某直線與圖像四個邊界之間的圖書的排列方向傾角定義為θ_q；

(d)將所有位于處于邊緣上的像素點按照與相應圖書排列方向垂直的方向進行投影，統計像素點個數，依次排列得到邊緣投影波形圖。