[發明專利]一種圖書損壞自動檢測方法及裝置有效
| 申請號： | 202010700064.8 | 申請日： | 2020-07-20 |
| 公開（公告）號： | CN111932505B | 公開（公告）日： | 2022-08-02 |
| 發明（設計）人： | 海克洪;王迎曙 | 申請（專利權）人： | 武漢美和易思數字科技有限公司 |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00;G06T7/55;G06T7/62;G06T7/73;G06V10/75;G06K9/62 |
| 代理公司： | 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247 | 代理人： | 陳凱 |
| 地址： | 430000 湖北省武漢市東湖新技術開發區北斗路6號武*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 圖書 損壞 自動檢測 方法 裝置 | ||
1.一種圖書損壞自動檢測方法，其特征在于，所述方法包括：
通過雙目攝像頭對圖書進行圖像采集，獲取圖像的深度信息；
將深度信息轉換為三維點云數據，根據三維點云數據進行三維重構，生成借出圖書和歸還圖書的三維模型并保存至數據庫；
將當前歸還圖書的三維模型與同一本圖書借出時的三維模型進行多次角點匹配，確定對應位置；分別計算每次角點匹配的空間差異度，選取空間差異度最小的匹配結果；
根據所述差異度最小的匹配結果確定存在差異的區域，判斷圖書損壞位置，具體為：
根據所述差異度最小的匹配結果分別計算對應點之間的歐式距離，歐式距離均不為0的連通區域即為存在差異的區域；
確定存在差異的區域對應的圖書位置，將所述對應位置作為圖書損壞位置，將圖書損壞位置劃分為正面、反面、書脊側和開口側；
提取差異區域特征，根據差異區域特征、圖書損壞位置分別判斷對應的損壞類型和損壞程度，根據各損壞類型的損壞程度進行圖書損壞評級；所述提取差異區域特征，根據差異區域特征、圖書損壞位置、損壞面積分別判斷對應的損壞類型和損壞程度具體為：
提取借出圖書三維模型上對應的差異區域的曲面法線、曲率；提取歸還圖書三維模型上對應的差異區域的曲面法線、曲率，分別計算三維模型上對應的差異區域的曲面法線夾角、曲率變化率；
若差異區域的曲面法線夾角超過設定角度或者曲率變化率超過設定值，則對應的損壞類型為表面翻折或卷曲，將法線夾角作為翻折損壞程度δ1，將所述曲率變化率作為卷曲損壞程度δ2；
若圖書損壞位置對應圖書的開口側，進行孔洞檢測，提取差異區域邊界點，分別計算差異區域面積，若差異區域面積超過預設面積閾值，則判頂圖書損壞類型為缺頁或浸水；根據差異區域面積計算缺頁或浸水損壞程度δ3計算公式為：
其中Si為開口側每個差異區域面積，a、b、c分別為圖書對應的長、寬、高。
2.根據權利要求1所述圖書損壞自動檢測方法，其特征在于，所述將當前歸還圖書的三維模型與同一本圖書借出時的三維模型進行多次角點匹配，確定對應位置，分別計算每次角點匹配的空間差異度，選取空間差異度最小的匹配結果具體為：
分別提取當前歸還圖書的三維模型和同一本圖書借出時的三維模型的8個角點數據；
分別選取底面的3個角點數據為基準進行多次角點匹配，采用余弦相似度分別計算空間差異度；
選取空間差異度最小的匹配結果。
3.根據權利要求1所述圖書損壞自動檢測方法，其特征在于，所述根據各損壞類型的損壞程度進行圖書損壞評級具體為：
若缺頁或浸水損壞程度δ3超出對應的設定閾值，判定為嚴重損壞；否則通過加權求和的方式計算綜合損壞程度，缺頁或浸水損壞的權重大于其它損壞類型的權重，若所述綜合損壞程度超過預設綜合閾值，判定為嚴重損壞；否則為一般損壞或無損壞。
4.一種圖書損壞自動檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括：
數據獲取模塊：通過雙目攝像頭對歸還圖書進行圖像采集，獲取圖像的深度信息；
三維重構模塊：將深度信息轉換為三維點云數據，根據三維點云數據進行三維重構，生成借出圖書和歸還圖書的三維模型并保存至數據庫；
角點匹配模塊：將當前歸還圖書的三維模型與同一本圖書借出時的三維模型進行多次角點匹配，確定對應位置；分別計算每次角點匹配的空間差異度，選取空間差異度最小的匹配結果；
差異確定模塊：根據所述差異度最小的匹配結果確定存在差異的區域，判斷圖書損壞位置，具體為：根據所述差異度最小的匹配結果分別計算對應點之間的歐式距離，歐式距離均不為0的連通區域即為存在差異的區域；
確定存在差異的區域對應的圖書位置，將所述對應位置作為圖書損壞位置，將圖書損壞位置劃分為正面、反面、書脊側和開口側；
損壞判定模塊：提取差異區域特征，根據差異區域特征、圖書損壞位置分別判斷對應的損壞類型和損壞程度，根據各損壞類型的損壞程度進行圖書損壞評級；所述提取差異區域特征，根據差異區域特征、圖書損壞位置、損壞面積分別判斷對應的損壞類型和損壞程度具體為：
提取借出圖書三維模型上對應的差異區域的曲面法線、曲率；提取歸還圖書三維模型上對應的差異區域的曲面法線、曲率，分別計算三維模型上對應的差異區域的曲面法線夾角、曲率變化率；
若差異區域的曲面法線夾角超過設定角度或者曲率變化率超過設定值，則對應的損壞類型為表面翻折或卷曲，將法線夾角作為翻折損壞程度δ1，將所述曲率變化率作為卷曲損壞程度δ2；
若圖書損壞位置對應圖書的開口側，進行孔洞檢測，提取差異區域邊界點，分別計算差異區域面積，若差異區域面積超過預設面積閾值，則判頂圖書損壞類型為缺頁或浸水；根據差異區域面積計算缺頁或浸水損壞程度δ3計算公式為：
其中Si為開口側每個差異區域面積，a、b、c分別為圖書對應的長、寬、高。
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