CN108304836A - 一种基于图像的图书排序检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种基于图像的图书排序检测方法，可以解决图书馆图书乱放的问题。通过采集索书号的图片，能够发现影响人眼识别的问题，更加满足人们的需求，当图书的索书号识别出现问题或者图书排列顺序错误时，会注释出现问题的图书的位置，位置表示为该图书所在书架和层数，以便图书管理员检查，而且该方法可以一次性采集书架的一层书信息，处理更加快捷便利。
Description
技术领域
本发明涉及图书馆书籍管理，具体是一种基于图像的图书排序检测方法。
背景技术
图书馆，是搜集、整理、收藏图书资料以供人阅览、参考的机构，随着生活节奏的加快，让读者快速的找到自己所需的书，让图书管理员有效的整理书籍也就越来越重要。
现有的图书馆管理书籍的方法是在书籍上贴上索书号，索书号上记录有该书的分类及编号，读者找书通过该索书号在相应的书架的放书层上查找，以及图书馆管理员整理书籍也是通过该条码将书放置在相应的书架的放书层上，但是目前存在较多书籍明明系统里面显示有藏书，可是藏书却在相应的书架上没有出现，这是由于读者或者管理员将书籍放置在其他的书架放书层上，以至于按照索书号查找却就找不到所需书籍，这给图书的整理带来很大的麻烦。检测图书排序的过程中图书索书号标签的识别是一个重要的环节，目前，图书馆采用识别索书号的方法大多是扫描RFID电子标签读取索书号，例如： 图书馆移动点检车及其图书查找、盘点、整架方法，杨敬红，申请号：CN201210592400.7，但是该方法是一本一本的扫描，工作量较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于图像的图书排序检测办法，可以一次检测书架上的一层书，效率大大提高；同时，也可发现标签破损、污染的问题；提示管理员及时调整乱放的书籍和更新破损的标签。
本发明的技术方案是通过图书索书号的图片来识别图书的索书号，将识别出的索书号进行比较，检测图书的排列的顺序，同时可以检测出索书号标签破损、污染的问题。包括以下步骤：
步骤一、通过摄像机，一次性采集包含书架的一层图书索书号的图片；
步骤二、现根据图片将每一本书切割出来，切割方法如下：
步骤1、对步骤一采集的图像进行预处理，滤波去噪;
步骤2、对步骤1处理后的图像进行边缘检测，提取图书边缘，得到模板图像;
步骤3、将步骤2得到的模板覆盖在原图的灰度图像上对每本书进行切割，将切割出来的图书从左向右依次命名为book1、book2……；
步骤4、通过hough变换检测每本书的边界直线；
步骤5、计算倾斜度，根据斜率旋转图像，使得其垂直于平面；
步骤三、按照切割的顺序分别对每本书的灰度图像进行处理，将处理后的图像进行二值化，切割出每本书的索书号区域，切割方法如下：
步骤1、要求贴在图书上的索书号的下边缘距离图书的下边缘的高度相同，设置好索书号的下边缘在图像上显示位置高度，允许一定的误差，但当误差过大时，切割可能会出现错误，这与书本贴有索书号的那侧的背景有关；
步骤2、在误差范围内，从下到上，从左到右检测某行所有列的的像素和的值由0变非0的位置，该位置为索书号的下边缘；
步骤3、确定好索书号的下边缘后，继续向上检测，检查到某行所有列的像素和的值由非0变为0的位置，该位置为索书号的上边缘；
步骤4、将检测出的索书号上边缘和下边缘作为切割边界，对其进行切割，可以得到索书号的图像；
步骤5、按照从左向右的切割顺序对得到的索书号图片依次命名为kunci1、kunci2……；
步骤6、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤四、将步骤三所得到的索书号的图片进行处理，切割去除不包含索书号字符的空白区域，切割方法如下：
步骤1、将每本书的索书号的二值图像由白底黑字转化为黑底白字；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行所有列的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一行设置为图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改行设置为图像的下边界，将上下边界作为切割边界切割图片；
步骤3、纵向切割，对步骤2得到图像进行处理，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片；
步骤4、经过上述两部可以实现对索书号图片的进一步切割；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤五、对步骤四所得到的图片进行字符切割处理，切割步骤如下：
步骤1、首先检测图片的横向和纵向长度，当纵向长度长于横向长度时，将所得到的图片逆时针旋转90度，否则不做改变；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行的所有列的像素和，当值由0变为非0时，将上一行设置为该行图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0时，将该行设置为该行图像的下边界，将每行的上下边界作为切割边界，对图像进行切割，将行图片按从上往下的切割顺序排列，并命名为line1、line2……;
步骤3、纵向切割，按照行顺序依次对line1、line2、……进行切割，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为字符图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为字符图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片，得到字符图片并命名为word1 、word2……；
步骤4、将得到的字符图片按照行、列的切割顺序排列；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤六、对步骤五所得到的字符图片进行识别，与建立的字符数据库进行对比，识别字符图片，输出索书号，输出的索书号字符的顺序与字符图片的排列顺序相同。当识别出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤七、图书排列顺序检测，方法如下：
步骤1、了解图书馆图书的排序规则：
步骤a、图书从左到右的排列顺序是按照索书号由小到大的顺序进行排列
步骤b、索书号是由大写字母A～Z，阿拉伯数字0～9，符号“/”、“.”、“-”、“：”、“＃”、“=”组成；
步骤c、字符号的优先级和大小由ASCⅡ码表中该符号大小决定；
步骤d、符号在索书号字符中的作用是将字符串分隔开。
步骤2、图书索书号比较方法：
步骤a、将第一本书和第二本的索书号的字符串进行比较，当字符串的长度相同并且符号的位置相同时，从左向右比较字母、数字的ASCⅡ的大小，若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误;
步骤b、若在字符串的最后出现符号“＃”、或“=”时，仅需在前面所有字符都相同的情况进行比较，比较时把符号后面的数看成一个整数，比较整数的大小，若前者小于或等于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误;
步骤c、若两本书的索书号字符串中都出现符号“：”或“-”时，将字符串由符号位分割成两段字符串，将字符串分别进行比较，若两本书的索书号的两段字符串长度不同，则在短的字符串后面添加0使得字符串长度相同,若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误；
步骤d、若在字符串中出现符号“.”时，该符号没有切割字符串的功能；
步骤e、若两本书的字符串一个含有符号“：”，一个含有符号“-”时，若两个符号切割出的字符的前一串字符完全相等，则含有符号“-”的字符排在前面，否则判断该书摆放错误。
本发明可以解决图书馆图书乱放的问题，通过采集索书号的图片，与人眼的识别方法一样，能够发现影响人眼识别的问题，更加满足人们的需求，当图书的索书号识别出现问题时，会注释出现问题的图书的位置，位置表示为该图书所在书架和层数，以便图书管理员检查，而且该方法可以一次性采集书架的一层书信息，处理更加快捷便利。
附图说明
图1是本发明基于图像的图书排序检测方法的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述。但是，本发明可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实例。
本发明是基于图像的图书索书号识别方法，如图1所示为本发明基于图像的图书排序检测方法的流程图，包括以下步骤：
步骤一、通过摄像机，一次性采集包含书架的一层图书索书号的图片；
步骤二、现根据图片将每一本书切割出来，切割方法如下：
步骤1、对步骤一采集的图像进行预处理，滤波去噪;
步骤2、对步骤1处理后的图像进行边缘检测，提取图书边缘，得到模板图像;
步骤3、将步骤2得到的模板覆盖在原图的灰度图像上对每本书进行切割，将切割出来的图书从左向右依次命名为book1、book2……；
步骤4、通过hough变换检测每本书的边界直线；
步骤5、计算倾斜度，根据斜率旋转图像，使得其垂直于平面；
步骤三、按照切割的顺序分别对每本书的灰度图像进行处理，将处理后的图像进行二值化，切割出每本书的索书号区域，切割方法如下：
步骤1、要求贴在图书上的索书号的下边缘距离图书的下边缘的高度相同，设置好索书号的下边缘在图像上显示位置高度，允许一定的误差，但当误差过大时，切割可能会出现错误，这与书本贴有索书号的那侧的背景有关；
步骤2、在误差范围内，从下到上，从左到右检测某行所有列的的像素和的值由0变非0的位置，该位置为索书号的下边缘；
步骤3、确定好索书号的下边缘后，继续向上检测，检查到某行所有列的像素和的值由非0变为0的位置，该位置为索书号的上边缘；
步骤4、将检测出的索书号上边缘和下边缘作为切割边界，对其进行切割，可以得到索书号的图像；
步骤5、按照从左向右的切割顺序对得到的索书号图片依次命名为kunci1、kunci2……；
步骤6、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤四、将步骤三所得到的索书号的图片进行处理，切割去除不包含索书号字符的空白区域，切割方法如下：
步骤1、将每本书的索书号的二值图像由白底黑字转化为黑底白字；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行所有列的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一行设置为图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改行设置为图像的下边界，将上下边界作为切割边界切割图片；
步骤3、纵向切割，对步骤2得到图像进行处理，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片；
步骤4、经过上述两部可以实现对索书号图片的进一步切割；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤五、对步骤四所得到的图片进行字符切割处理，切割步骤如下：
步骤1、首先检测图片的横向和纵向长度，当纵向长度长于横向长度时，将所得到的图片逆时针旋转90度，否则不做改变；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行的所有列的像素和，当值由0变为非0时，将上一行设置为该行图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0时，将该行设置为该行图像的下边界，将每行的上下边界作为切割边界，对图像进行切割，将行图片按从上往下的切割顺序排列，并命名为line1、line2……;
步骤3、纵向切割，按照行顺序依次对line1、line2、……进行切割，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为字符图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为字符图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片，得到字符图片并命名为word1 、word2……；
步骤4、将得到的字符图片按照行、列的切割顺序排列；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤六、对步骤五所得到的字符图片进行识别，与建立的字符数据库进行对比，识别字符图片，输出索书号，输出的索书号字符的顺序与字符图片的排列顺序相同。当识别出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查。
步骤七、图书排列顺序检测，方法如下：
步骤1、了解图书馆图书的排序规则：
步骤a、图书从左到右的排列顺序是按照索书号由小到大的顺序进行排列
步骤b、索书号是由大写字母A～Z，阿拉伯数字0～9，符号“/”、“.”、“-”、“：”、“＃”、“=”组成；
步骤c、字符号的优先级和大小由ASCⅡ码表中该符号大小决定；
步骤d、符号在索书号字符中的作用是将字符串分隔开。
步骤2、图书索书号比较方法：
步骤a、将第一本书和第二本的索书号的字符串进行比较，当字符串的长度相同并且符号的位置相同时，从左向右比较字母、数字的ASCⅡ的大小，若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误;
步骤b、若在字符串的最后出现符号“＃”、或“=”时，仅需在前面所有字符都相同的情况进行比较，比较时把符号后面的数看成一个整数，比较整数的大小，若前者小于或等于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误;
步骤c、若两本书的索书号字符串中都出现符号“：”或“-”时，将字符串由符号位分割成两段字符串，将字符串分别进行比较，若两本书的索书号的两段字符串长度不同，则在短的字符串后面添加0使得字符串长度相同,若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误；
步骤d、若在字符串中出现符号“.”时，该符号没有切割字符串的功能；
步骤e、若两本书的字符串一个含有符号“：”，一个含有符号“-”时，若两个符号切割出的字符的前一串字符完全相等，则含有符号“-”的字符排在前面，否则判断该书摆放错误。
在所属的步骤一中，摄像机拍摄图像时与书本的距离和相较地面的高度的确定方法是:事先人为确定好拍摄位置，该位置满足的条件是：在包含图书索书号的前提下，尽可能减少其他背景的干扰，可以通过红外线感应确定拍摄时摄像机的起始位置和终点位置，采集的图像包含书本下边缘的高度是确定的，从而保证索书号下边缘在图像上的位置是确定的。
步骤中出现的从左向右、从上到下是指从左边起作为第一列，对该列从上向下进行检测，然后再检测第二列，对该列从上向下进行检测，依次对每列进行检测；步骤中出现的从上向下、从左向右是指从上面起作为第一行，对该行从左向右进行检测，然后再检测第二行，对该行从左向右进行检测，依次对每行进行检测。
本发明可以解决图书馆图书乱放的问题，通过采集索书号的图片，能够发现影响人眼识别的问题，更加满足人们的需求，当图书的索书号识别出现问题或者图书排列顺序错误时，会注释出现问题的图书的位置，位置表示为该图书所在书架和层数，以便图书管理员检查，而且该方法可以一次性采集书架的一层书信息，处理更加快捷便利。本发明提出的是一种基于图像的图书排列顺序检测方法，该方法可以应用到许多需要识别索书号的领域。
Claims (1)
1.一种基于图像的图书排序检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、通过摄像机，一次性采集包含书架的一层图书索书号的图片；
步骤二、现根据图片将每一本书切割出来，切割方法如下：
步骤1、对步骤一采集的图像进行预处理，滤波去噪;
步骤2、对步骤1处理后的图像进行边缘检测，提取图书边缘，得到模板图像;
步骤3、将步骤2得到的模板覆盖在原图的灰度图像上对每本书进行切割，将切割出来的图书从左向右依次命名为book1、book2……；
步骤4、通过hough变换检测每本书的边界直线；
步骤5、计算倾斜度，根据斜率旋转图像，使得其垂直于平面；
步骤三、按照切割的顺序分别对每本书的灰度图像进行处理，将处理后的图像进行二值化，切割出每本书的索书号区域，切割方法如下：
步骤1、要求贴在图书上的索书号的下边缘距离图书的下边缘的高度相同，设置好索书号的下边缘在图像上显示位置高度，允许一定的误差，但当误差过大时，切割可能会出现错误，这与书本贴有索书号的那侧的背景有关；
步骤2、在误差范围内，从下到上，从左到右检测某行所有列的的像素和的值由0变非0的位置，该位置为索书号的下边缘；
步骤3、确定好索书号的下边缘后，继续向上检测，检查到某行所有列的像素和的值由非0变为0的位置，该位置为索书号的上边缘；
步骤4、将检测出的索书号上边缘和下边缘作为切割边界，对其进行切割，可以得到索书号的图像；
步骤5、按照从左向右的切割顺序对得到的索书号图片依次命名为kunci1、kunci2……；
步骤6、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查；
步骤四、将步骤三所得到的索书号的图片进行处理，切割去除不包含索书号字符的空白区域，切割方法如下：
步骤1、将每本书的索书号的二值图像由白底黑字转化为黑底白字；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行所有列的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一行设置为图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改行设置为图像的下边界，将上下边界作为切割边界切割图片；
步骤3、纵向切割，对步骤2得到图像进行处理，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片；
步骤4、经过上述两部可以实现对索书号图片的进一步切割；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查；
步骤五、对步骤四所得到的图片进行字符切割处理，切割步骤如下：
步骤1、首先检测图片的横向和纵向长度，当纵向长度长于横向长度时，将所得到的图片逆时针旋转90度，否则不做改变；
步骤2、横向切割，从上到下、从左到右检测某行的所有列的像素和，当值由0变为非0时，将上一行设置为该行图像的上边界，继续检测，当值由非0变为0时，将该行设置为该行图像的下边界，将每行的上下边界作为切割边界，对图像进行切割，将行图片按从上往下的切割顺序排列，并命名为line1、line2……；
步骤3、纵向切割，按照行顺序依次对line1、line2、……进行切割，从左到右、从上到下检测某列所有行的像素和的值，当值由0变为非0时，将上一列设置为字符图像的左边界，继续检测，当值由非0变为0并且之后都为0，将改列设置为字符图像的右边界，将左右边界作为切割边界切割图片，得到字符图片并命名为word1 、word2……；
步骤4、将得到的字符图片按照行、列的切割顺序排列；
步骤5、当切割出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查；
步骤六、对步骤五所得到的字符图片进行识别，与建立的字符数据库进行对比，识别字符图片，输出索书号，输出的索书号字符的顺序与字符图片的排列顺序相同;
当识别出现问题时，可能是由于索书号部分破损或被污染，标记此时的位置，位置标注为该书架的书架号以及图书所在层数，以便图书管理员进行检查；
步骤七、图书排列顺序检测，方法如下：
步骤1、将第一本书和第二本的索书号的字符串进行比较，当字符串的长度相同并且符号的位置相同时，从左向右比较字母、数字的ASCⅡ的大小，若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误；
步骤2、若在字符串的最后出现符号“＃”、或“=”时，仅需在前面所有字符都相同的情况进行比较，比较时把符号后面的数看成一个整数，比较整数的大小，若前者小于或等于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误；
步骤3、若两本书的索书号字符串中都出现符号“：”或“-”时，将字符串由符号位分割成两段字符串，将字符串分别进行比较，若两本书的索书号的两段字符串长度不同，则在短的字符串后面添加0使得字符串长度相同,若相同位置上的字符的值相等，继续比较第二位，第二位比较方法与第一位比较方法相同，若前者小于后者，则判断排序正确，继续比较第二本书和第三本书，若前者大于后者，则判断该书摆放错误；
步骤4、若在字符串中出现符号“.”时，该符号没有切割字符串的功能；
步骤5、若两本书的字符串一个含有符号“：”，一个含有符号“-”时，若两个符号切割出的字符的前一串字符完全相等，则含有符号“-”的字符排在前面，否则判断该书摆放错误。
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