基于书脊图像特征和空域滤波的自动图书清点方法技术

本发明专利技术属于图书馆管理技术领域，具体提供了一种基于书脊图像特征和空域滤波的自动图书清点方法，包括如下步骤：(1)采集书库内的书脊图像；(2)检测书脊图像中的边缘和直线：对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图；(3)对边缘投影波形图进行低通滤波，得到平滑过的波形图；(4)对图书进行计数清点：检测平滑波形图中的波峰的个数，波峰的个数即为书脊图像中的图书册数；本发明专利技术方法实现简单，可完全由计算机完成，大大降低了清点图书的工作量和劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于图书馆管理
，具体提供了一种，包括如下步骤：(1)采集书库内的书脊图像；(2)检测书脊图像中的边缘和直线：对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图；(3)对边缘投影波形图进行低通滤波，得到平滑过的波形图；(4)对图书进行计数清点：检测平滑波形图中的波峰的个数，波峰的个数即为书脊图像中的图书册数；本专利技术方法实现简单，可完全由计算机完成，大大降低了清点图书的工作量和劳动强度。【专利说明】
本专利技术属于图书馆管理
，具体涉及一种。
技术介绍
图书指标作为高等教育统计指标体系中的一项基础内容，也是高校基本办学条件的重要组成部分，能够客观地反映学校的办学实力和水平，对扩大学校办学规模、争取更多的经费投入具有重要的参考价值。 图书清点是图书馆对现有财产的自我盘点，是对图书数量的真实反映，是图书统计指标中的基础数据之一。图书清点目的在于确定图书馆现有的图书财产，使财产登记簿与库藏量相一致，全面清点对图书馆的采编、典藏及借阅等各部门的工作是一次全面的检查。另外图书馆中图书丢失现象时有发生，作为管理者必须通过清点来摸清第一手资料，才能有针对性地采取措施。 因此，图书清点工作对于图书馆的日常管理是非常必要的，但是传统工作方式耗时又费力，清点方法相对单一。RFID技术的引进，为图书清点工作起到一定作用，但存在RFID标签信号不稳定、RFID系统与图书馆业务系统之间的整合不完善、使用RFID标签成本颇高等问题，因此当前国内使用RFID标签的图书馆很较少，而且即使是采用了 RFID技术的图书馆，绝大多数也只是部分图书使用了 RFID标签，而其他技术比如盘点机等运用到清点中依然比较复杂。 数字图像处理技术结合计算机的高效工作效率性能，能够大幅提高常见重复性劳动的效率。针对书库内的架上图书均是按照一定规律整齐摆放，而且书脊向外，书脊上有书名、出版社等印刷文字的特征，可以通过对书脊图像的处理来完成对图书的清点。因此，我们可将图像处理技术引入到图书清点的方法中，可以利用Hough变换实现对书脊图像上文字信息和竖直排放角度的检测，并利用投影和空滤滤波技术实现对图书的自动计数，该计数算法的核心是Hough变换。Hough变换最早由P.V.C.Hough在上世纪六十年代提出，并经Duda和P.E.Hart 二人推广而获得广泛应用，是Radon变换的一个特例。Hough变换是图像处理和计算机视觉中的一种重要方法，在图像特征提取、形状识别等应用领域效果明显，应用广泛。因此，用Hough变换实现对书脊图像上的直线检测，完全具备理论和技术上的可行性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中图书馆庞大的图书数量使得工作人员在做图书实际数量清点时不得不付出大量的人力和时间的问题。 为此，本专利技术提供了一种，包括如下步骤: (I)采集书库内的书脊图像，确保图像内只含有一排图书，并使书脊在竖直方向上占满整个图像，并记图像高度为Xm像素，宽度为Ym像素； (2)检测书脊图像中的边缘和直线:对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图； (3)对边缘投影波形图进行低通滤波，得到平滑过的波形图； (4)对图书进行计数统计:对步骤(3)中得到的平滑过的波形图，检测其中的波峰的个数，波峰的个数即为书脊图像中的图书册数。 上述步骤(2)中的边缘投影波形图按如下步骤获得: (a)以二值化的边缘图的左下角为原点，建立直角x_y坐标系，并将边缘图置于坐标系的第一象限； (b)利用Hough变换检测二值化的边缘图中的直线，并将检测出长度大于阈值Tx的K条直线的参数构成集合L= Kp1, Q1)...(ρκ，θκ)}，其中Pi为原点到第i条直线的距离，Θ i为第i条直线法线X轴正方向的夹角； (C)对位于两条参数分别(P η，θ n)和(P π，Θ J的相邻直线之间的图书的排列方向倾角定义为￥，对于位于参数为(P,，eq)的某直线与图像四个边界之间的图书的排列方向倾角定义为 (d)将所有位于处于边缘上的像素点按照与相应图书排列方向垂直的方向进行投影，统计像素点个数，依次排列得到边缘投影波形图。 为了滤除步骤(3)中边缘投影波形图的尖峰毛刺，采用系数为的空域滤波器进行滤波。 上述步骤(4)中的波峰按照如下方式确定: 对平滑过的边缘投影波形图中波形上任一点n，若其波形幅值p对所有参数k满足: P ^ P 其中k是之间的任一整数，则波形上在点η处存在一个波峰。 本专利技术的有益效果:本专利技术提供的这种基于书脊图像特征和空域滤波的自动图书统计方法，其步骤包括:(I)采集书库内的书脊图像；⑵检测书脊图像中的边缘和直线:对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图；(3)对边缘投影波形图进行低通滤波，得到平滑过的波形图；(4)对图书进行计数清点:检测平滑波形图中的波峰的个数，波峰的个数即为书脊图像中的图书册数。本专利技术克服了现有技术中图书馆庞大的图书数量使得工作人员在做图书实际数量统计时不得不付出大量的人力和时间的问题，本专利技术实现简单，可完全由计算机完成，大大降低了清点图书的工作量和劳动强度；实验结果表明，本专利技术方法的清点准确率接近100%。 以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术步骤的流程图； 图2是Hough变换示意图； 图3是三幅实验用的书脊图像； 图4是样本图的Hough变换直线检测结果与书脊文字信息； 图5是图4(a)的投影波形图； 图6是空域滤波后的书脊文字投影波形图； 图7是检测出的书脊文字投影波形的波峰。 【具体实施方式】 如图1所示，本专利技术包括如下步骤: (I)采集书库内的书脊图像，确保图像内只含有一排图书，并尽量使书脊在竖直方向上占满整个图像，并记图像高度为Xm像素，宽度为Ym像素；此步骤中，考虑到外部环境的不同情况，通过调整外部光照和相机参数设置，保证能够获取清晰的架上图书的书脊图像。 (2)检测书脊图像中的边缘和直线:对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图。 本步骤中的边缘投影波形图按如下步骤获得: (a)以二值化的边缘图的左下角为原点，建立直角x_y坐标系，并将边缘图置于坐标系的第一象限； (b)利用Hough变换检测二值化的边缘图中的直线，并将检测出长度大于阈值Tx的K条直线的参数构成集合L= Kp1, Q1)...(ρκ，θκ)}，其中Pi为原点到第i条直线的距离，Θ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于书脊图像特征和空域滤波的自动图书清点方法，其特征是：包括如下步骤：(1)采集书库内的书脊图像，确保图像内只含有一排图书，并使书脊在竖直方向上占满整个图像，并记图像高度为XM像素，宽度为YM像素；(2)检测书脊图像中的边缘和直线：对采集到书脊图像进行边缘检测，并将结果进行二值化；将二值化的图像通过Hough变换检测其中的直线，获取图书的排列方向倾角，沿着该方向的垂直方向对检测到的所有边缘像素点进行投影，获得边缘投影波形图；(3)对边缘投影波形图进行滤波，得到平滑过的边缘投影波形图；(4)对图书进行计数清点：对步骤(3)中得到的平滑过的边缘投影波形图，检测波形中波峰的个数，波峰的个数即为图像中包含图书的册数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汝翠，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61