CN108875616B - 一种图书乱架检测方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种图书乱架检测方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图书乱架检测方法，包括以下步骤：识别获取步骤：通过RFID天线获取行进路线上的书籍识别信息；图像获取步骤：到达经停点后，通过摄像头获取书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上；图像识别步骤：对图像信息进行分析处理从而得到书籍校对信息；校对步骤：将获取到的书籍识别信息与书籍校对信息进行比对以判断是否有书籍乱架，如果是，则发送提醒信息。本发明还提供了一种电子设备和计算机可读存储介质。本发明的图书乱架检测方法通过RFID结合摄像头的方式，能够解决图书自动盘点时单纯使用RFID技术无法检测到相邻书架中图书乱架的问题，其可以提高图书盘点的准确率。

Description

一种图书乱架检测方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及一种图书管理技术领域，尤其涉及一种图书乱架检测方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，RFID(Radio Frequency Identification)即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速进行物品追踪和数据交换。最基本的RFID系统由三部分组成，1)标签：由耦合原件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；2)阅读器：读取(或写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；3)天线：在标签和读取器间传递射频信号。
由于RFID技术可识别高速运动的物体且可同时识别多个标签，操作快捷方便，因此应运极广，我国很多图书馆已经采用了RFID技术来增强图书馆的服务。基于RDID技术的图书馆移动盘点车成为图书管理员最常接触和使用的盘点设备。
图书馆由于存书量大，图书存放方式大多是书脊向外排列存放于书架各个层，多个书架在水平方向上紧密排列成一排。通过天线扫描图书上的RFID标签时，由于RFID标签和识读设备均没有方向性，利用基于RFID技术的图书盘点车对图书进行盘点时，无法准确区分出前后两个相邻书架上的图书，产生乱架问题，造成图书盘点的准确率不高。如何解决图书盘点的乱架问题，成为提升图书盘点准确率急需解决的难点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种图书乱架检测方法，其能弥补RFID检测不准的技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能弥补RFID检测不准的技术问题。
本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能弥补RFID检测不准的技术问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种图书乱架检测方法，包括以下步骤：
识别获取步骤：通过RFID天线获取行进路线上的书籍识别信息；
图像获取步骤：到达经停点后，通过摄像头获取书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上；
图像识别步骤：对图像信息进行分析处理从而得到书籍校对信息；
校对步骤：将获取到的书籍识别信息与书籍校对信息进行比对以判断是否有书籍乱架，如果是，则发送提醒信息。
进一步地，所述图像获取步骤具体为：到达经停点后，通过摄像头获取相邻两个书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上。
进一步地，所述书籍识别信息包括书籍位置信息和书籍名称信息，所述书籍校对信息包括书籍位置校对信息和书籍名称校对信息。
进一步地，所述RFID天线的数量有多个，每个RFID天线用于获取书架对应层的书籍识别信息，所述摄像头的数量与RFID天线的数量相同，每个摄像头用于获取书架对应层的图像信息。
进一步地，在图像获取步骤之后还包括预处理步骤：对书架的图像信息进行预处理，所述预处理包括去除噪音以及归一化。
进一步地，在图像识别步骤之前还包括图像关联步骤：将获取到的多幅图像信息与对应层一一关联。
进一步地，所述图像识别步骤具体包括以下子步骤：
分割步骤：利用边缘识别算法对书架的图像信息中每本图书进行分割处理，并提取书架的图像信息中每本图书的书脊图像；
位置获取步骤：根据书脊图像在书架的图像信息中的位置以确定书籍校对位置信息，所述书籍校对位置信息包括书籍所在书架和书籍在该书架的具体位置；
名称获取步骤：对获取的书脊图像进行识别以得到对应的书籍名称校对信息。
进一步地，所述名称获取步骤具体包括以下子步骤：
判断步骤：判断是否能通过光学字符识别来读取书脊图像中的书籍名称校对信息，如果是，则直接读取相应的书籍名称校对信息，如果否，则执行特征获取步骤；
特征获取步骤：通过分析书脊图像中的书籍名称校对信息区域中的字符的边缘特征以构建书脊图像中各字的锚点分布信息图；
色调提取步骤：通过颜色聚类提取书脊图像的主色调；
比对步骤：将书脊图像对应的锚点分布信息图和主色调与预先存储在书籍查询信息库中的图书识别信息进行比对以得到该书脊图像对应的书籍名称校对信息。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明目的之一中任意一项所述的图书乱架检测方法。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明目的之一中任意一项所述的图书乱架检测方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的图书乱架检测方法通过RFID结合摄像头的方式，能够解决图书自动盘点时单纯使用RFID技术无法检测到相邻书架中图书乱架的问题，其可以提高图书盘点的准确率。
附图说明
图1为实施例一的图书乱架检测方法的流程图；
图2为实施例一的图书乱架检测系统的俯视图；
图3为实施例一的图书乱架检测系统的正视图。
附图标记：1、第一书架；2、第二书架；3、行进方向。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供了一种图书乱架检测方法，包括以下步骤：
S1：通过RFID天线获取行进路线上的书籍识别信息；所述书籍识别信息包括书籍位置信息和书籍名称信息；这一步主要是通过RFID天线获取书架上的图书信息，但是由于在两个书架的交界处的时候，由于RFID天线的左右扫描距离为22cm，故而有可能存在误读的情况；如图2和图3所示，当其处于a2的时候，由于RFID读取没有方向性，故而其没有办法判别其是属于第一书架1，还是属于第二书架2，因此也就容易产生误差。
S2：沿行进方向3运动，到达经停点后，通过摄像头获取相邻两个书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上；所述RFID天线的数量有多个，每个RFID天线用于获取书架对应层的书籍识别信息，所述摄像头的数量与RFID天线的数量相同，每个摄像头用于获取书架对应层的图像信息。由于一般书架有多层，故而通过设置多层天线从而大大提高读取效率，但是其不仅仅可以按照这样的读取方式也可以按照来回读取的方式进行数据的读取；相邻两个书架的图像信息，这个图像信息包含有第一书架1的一侧的图书信息和第二书架2的一侧的图书信息，图像信息的边缘到达a2的距离要大于22cm，这样才能覆盖到RFID的扫描范围；如图3所示，其中O1表示RFID天线，A1为RFID天线左侧的扫描范围，B1为RFID天线右侧的扫描范围，在行进过程中A1和B1范围内的书籍信息都能被RFID天线读取到。
具体的，多个RFID天线通过螺丝安装在天线固定部，对应书架层数和高度，根据数据读取需要选择不同位置的螺丝孔位与机器人前进方向呈45度夹角固定安装到固定杆上，45度夹角安装可以增大有效的扫描范围，同时避免两个连续书架上书籍的误扫。所有RFID天线均连接到RFID阅读器，RFID阅读器设置在机身内部，与信息处理器通过无线网络(或通过网线)连接进行数据交互。机器人行走过程中，通过天线不断扫描设置在图书上的RFID电子标签进行图书盘点。
多个摄像头通过固定架设置在固定杆上，摄像头的个数和高度根据拍摄范围和书架高度进行设置，需要确保多个摄像头组成的拍摄范围在垂直方向上能够覆盖拍摄到整个书架的所有层，且每个相邻的摄像头的垂直拍摄范围之间有重叠区域，重叠区域用于在垂直方向上进行多张照片的拼接校准。通过摄像头对书架拍照，获取相邻书架衔接处的各书架层上存放的图书书脊图像。
经停点：根据图书馆的平面地图和书架的摆放位置预先设定，用于控制机器人在该点上停止前进，开始拍摄。经停点根据摄像头的拍摄范围和书架摆放位置来确定，每个经停点均有编号，编号对应了书架信息，设置规则：1)、设置在多个连续排列摆放的整排书架的第一个书架的开始位置前；2)、两个连续相邻摆放的书架之间、可以拍摄到前后两个相连书架的位置上。或者是不在经停点设置编号，在对应书架的边缘设置识别信息从而使得其直接通过摄像头即可实现对书架编号的识别；但是在本实施例中采用在经停点设置编号的方式来进行。经停点的位置设置有两个方面的意义，一个是定位，另一个是使得摄像头处于静止的状态下对书架进行拍照从而获取到的更为清晰的图片信息，以便于后期进行处理。
S21：对书架的图像信息进行预处理，所述预处理包括去除噪音以及归一化；预处理过程提高服务器对图像处理的性能。
S22：将获取到的多幅图像信息与对应层一一关联。这一步可以有多种方式来进行处理，一种是不对图像进行拼接，另一种是对图像进行拼接；在具体实施过程中，不对图像进行拼接是最为优选的方式。不对图像进行拼接的方式为：根据摄像头的安装位置对摄像头编号，对应各个经停点拍摄的图像根据每个摄像头的编号分组保存，对应图像编号可以得到每个经停点拍摄的各个图像对应的书架层，因为其可以直接对图像中的信息进行识别从而得到对应的数据，识别更为的高效；还有一种方式是为了对图像进行拼接来对图像中的信息进行整体的识别，拼接过程具体如下：对获取到的多幅图像信息的边缘区域进行特征提取，并根据提取后的特征对多幅图像信息进行拼接；这一步主要是为了完成对多幅图像的拼接，具体的实施过程，提取各分组书架图像，根据编号确定照片之间的拼接顺序，通过照片垂直边缘区域的图像重叠部分依次对图像进行垂直方向的拼接。拼接时，先对拍摄的书架照片进行颜色聚类，查找出边缘重叠区域部分的特征点；因为每个书架有横向和竖向不同的层隔板和书架的框体，聚类后这些书架的框架和隔层区域均表现为连续的粗线条色块区域，通过查找出这些连续的色块特征区域进行拼接。调整第一张待拼接图像，对图像进行自由变换以便调整图像的大小和倾斜度，使其边缘重叠区域部分的特征点与第二张待拼接图像的边缘重叠区域的特征点重合，合并两张图像完成图像合接；依次合并垂直方向上的相邻的书架图像，得到各个经停点书架的垂直方向合并图像，将完成拼接的图像对应各个经停点编号保存。
S3：对图像信息进行分析处理从而得到书籍校对信息；所述书籍校对信息包括书籍位置校对信息和书籍名称校对信息；所述步骤S3具体包括以下步骤：
分割步骤：利用边缘识别算法对书架的图像信息中每本图书进行分割处理，并提取书架的图像信息中每本图书的书脊图像。
利用边缘识别分割书架的每一层，提取书架各层存放的每本图书的书脊图像，根据书脊图像所在的书架层和位置对分割的书脊图像进行分组顺序编号；通过分组编号对图像进行编排，这样在进行信息比对查阅的时候能够更快速的进行。分割书架每层主要是通过颜色聚类，根据书架横向每一层的隔板的连续线条颜色区域分割出书架每一层的图像，再根据每本图书的边缘对应分割出每本书的书脊图像，得到若干个对应每本书书脊的四边形，通过图像分割从而能够获取到每本书的书脊信息。
位置获取步骤：根据书脊图像在书架的图像信息中的位置以确定书籍校对位置信息，所述书籍校对位置信息包括书籍所在书架和书籍在该书架的具体位置；
名称获取步骤：对获取的书脊图像进行识别以得到对应的书籍名称校对信息。所述名称获取步骤具体包括以下子步骤：
判断步骤：判断是否能通过光学字符识别来读取书脊图像中的书籍名称校对信息，如果是，则直接读取相应的书籍名称校对信息，如果否，则执行特征获取步骤；对每个书脊图像中包含的书名、出版社、作者信息进行文字信息识别。识别时，大部分书脊图像可以使用OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)技术进行文字信息识别。OCR技术为现有较成熟技术，对标准字体的文字信息识别率较高；但是对于非标准的字符识别效率则比较低，故而为了进一步提高识别效率，则需要设置对非标准字体的识别方式。
特征获取步骤：通过分析书脊图像中的书籍名称校对信息区域中的字符的边缘特征以构建书脊图像中各字的锚点分布信息图；
色调提取步骤：通过颜色聚类提取书脊图像的主色调；
比对步骤：将书脊图像对应的锚点分布信息图和主色调与预先存储在书籍查询信息库中的图书识别信息进行比对以得到该书脊图像对应的书籍名称校对信息。对于部分无法通过OCR技术识别出来的使用特殊艺术字体设计书名的书脊图像，通过分析书脊图像中书名区域包含的每个字的边缘特征建立书名各个字的锚点分布信息图，同时通过颜色聚类提取书脊图像的主色调；与预先存储在书籍查询信息库中的根据每本书的书封图像建立的书名各个字的锚点信息分布数组和书封主色调信息做比对，判断书脊图像对应的图书书名，从而得到书脊图像对应的图书信息。通过两种方式互补从而完成对图书馆书籍的完整识别，不会产生比较大的缺漏，从而其可以进一步提高图书馆书籍的识别完整性。
S4：将获取到的书籍识别信息与书籍校对信息进行比对以判断是否有书籍乱架，如果是，则发送提醒信息。这里的提醒信息可以是多种方式的，一种是可以发送相应的文字信息或者图片信息至图书管理员的移动终端，一种是可以发送相应的文字信息或者图片信息至后台服务器，还有一种方式是直接发送信息来控制图书管理机器人对乱架的图书信息进行整理摆放。
因为经停点对应相邻的两个书架设置和编号，通过分析拼接后的图像中包含的书脊对应的图书信息即可准确判断出两个书架衔接区域各书籍的摆放书架，从而解决相邻书架图书乱架时无法通过扫描RFID电子标签的方式判断的准确率问题。通过上述过程完成相邻的连续2个书架上放置的图书的判断。
数据处理服务器将阅读器读取的图书电子标签信息和根据摄像头拍摄的书架图像分析得到的相邻书架上存放的图书信息汇总，比对图书管理系统中的图书借阅信息和存放位置信息对图书进行盘点，判断有无图书遗失或错放，对遗失或乱架错放的图书进行提醒。使用本实施例的方案对图书进行自动盘点，大大提高盘点的准确率，减少人工核对的工作量，节约人力成本，提升工作效率。
实施例二
实施例二公开了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器以及程序，其中处理器和存储器均可采用一个或多个，程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，处理器执行该程序时，实现实施例一的图书乱架检测方法。该电子设备可以是手机、电脑、平板电脑等等一系列的电子设备。
实施例三
实施例三公开了一种可读的计算机存储介质，该存储介质用于存储程序，并且该程序被处理器执行时，实现实施例一的图书乱架检测方法。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述基于内容更新通知装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种图书乱架检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别获取步骤：通过RFID天线获取行进路线上的书籍识别信息，其中，通过RFID天线扫描所述图书上的RFID电子标签获取书籍识别信息；
图像获取步骤：到达经停点后，通过摄像头获取书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上；
图像识别步骤：对图像信息进行分析处理从而得到书籍校对信息；
校对步骤：将获取到的书籍识别信息与书籍校对信息进行比对以判断是否有书籍乱架，如果是，则发送提醒信息；
其中，所述书籍校对信息包括书籍位置校对信息和书籍名称校对信息，获取书籍名称校对信息的步骤具体包括：
判断步骤：判断是否能通过光学字符识别来读取书脊图像中的书籍名称校对信息，如果是，则直接读取相应的书籍名称校对信息，如果否，则执行特征获取步骤；
特征获取步骤：通过分析书脊图像中的书籍名称校对信息区域中的字符的边缘特征以构建书脊图像中各字的锚点分布信息图；
色调提取步骤：通过颜色聚类提取书脊图像的主色调；
比对步骤：将书脊图像对应的锚点分布信息图和主色调与预先存储在书籍查询信息库中的图书识别信息进行比对以得到该书脊图像对应的书籍名称校对信息，其中，对于部分无法通过OCR技术识别出来的使用特殊艺术字体设计书名的书脊图像，通过分析书脊图像中书名区域包含的每个字的边缘特征建立书名各个字的锚点分布信息图，同时通过颜色聚类提取书脊图像的主色调；与预先存储在书籍查询信息库中的根据每本书的书封图像建立的书名各个字的锚点信息分布数组和书封主色调信息做比对，获取书脊图像对应的图书书名以得到书脊图像对应的图书信息。
2.如权利要求1所述的图书乱架检测方法，其特征在于，所述图像获取步骤具体为：到达经停点后，通过摄像头获取相邻两个书架的图像信息，所述经停点设置于行进路线上。
3.如权利要求2所述的图书乱架检测方法，其特征在于，所述书籍识别信息包括书籍位置信息和书籍名称信息，所述书籍校对信息包括书籍位置校对信息和书籍名称校对信息。
4.如权利要求2所述的图书乱架检测方法，其特征在于，所述RFID天线的数量有多个，每个RFID天线用于获取书架对应层的书籍识别信息，所述摄像头的数量与RFID天线的数量相同，每个摄像头用于获取书架对应层的图像信息。
5.如权利要求4所述的图书乱架检测方法，其特征在于，在图像获取步骤之后还包括预处理步骤：对书架的图像信息进行预处理，所述预处理包括去除噪音以及归一化。
6.如权利要求4或5中所述的图书乱架检测方法，其特征在于，在图像识别步骤之前还包括图像关联步骤：将获取到的多幅图像信息与对应层一一关联。
7.如权利要求2所述的图书乱架检测方法，其特征在于，所述图像识别步骤具体包括以下子步骤：
分割步骤：利用边缘识别算法对书架的图像信息中每本图书进行分割处理，并提取书架的图像信息中每本图书的书脊图像；
位置获取步骤：根据书脊图像在书架的图像信息中的位置以确定书籍校对位置信息，所述书籍校对位置信息包括书籍所在书架和书籍在该书架的具体位置；
名称获取步骤：对获取的书脊图像进行识别以得到对应的书籍名称校对信息。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7中任意一项所述的图书乱架检测方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的图书乱架检测方法。
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