TWM519280U - 智慧型影像辨識圖書歸還系統 - Google Patents

Description

智慧型影像辨識圖書歸還系統

本創作係有關於一種智慧型影像辨識圖書歸還系統，尤其是指一種透過經由書籍獨有之條碼與條碼下方之國際標準書號的影像辨識技術，達成一建置成本低廉，且可節省大量人力的無人圖書歸還系統。

過去在還沒有透過任何電腦設備去管理圖書館所有藏書時，不論在借書或還書都必須仰賴人工的方式進行，即在每本書的封面內頁夾設有借書卡，借書人借書時必須在借書證上填寫借書的相關資料後，再將借書證交給管理員收存，同時並在借書卡上蓋上借書日期，等到還書時再於借書卡蓋上還書日期。

但隨著科技的進步，透過電腦化的科技設備進行借書、還書的管理慢慢地取代了原本的人工方式。而且隨著科技的發展演化，使借書、還書系統由簡單的鍵盤鍵入動作，變為條碼掃瞄的方式，有效的縮短借書、還書的時間。

此外，在工商業發達的今日，各類資訊暴增，也促使各類的 出版品隨之增多，使各圖書館的館藏書籍的種類及數量不斷增加，加上政府鼓吹閱讀風氣以及借書、還書時便利性的增加，使民眾借書的頻率更為頻繁，而且為了便利民眾於期限內還書，並另外在圖書館設置還書箱。雖然圖書館的借書、還書系統皆已電腦化，而能減輕借書、還書的處理時間，但還是造成圖書館人員在管理上的龐大負荷，其不僅要應付每日現場大量的借書、還書作業，還要處理投入還書箱內的書籍。

在這個時間就是金錢的時代，解決時間的問題是節約資源的方法之一，因為在整個圖書館的作業中，以目前可以去節省人力的地方可能就只剩下借還書系統的改善，例如把書放回定位這類的工作不管規劃多省時的流程都得仰賴人工的幫忙，故即有業者開發無人還書系統，以取代人工的方式來消除借閱者所借的書籍。

而目前市面上的無人還書系統中使用辨識書本的技術可分為：紅外線條碼辨識系統，如TW M328623；及射頻辨識系統(Radio Frequency IDentification，RFID)如TW I456512、TW M381108、TW 201042408。

然而，紅外線條碼辨識系統的缺點為：不易對準欲掃描的條碼，條碼雖皆是貼於書本封面，但隨著書本大小不一，所貼的位置也會有所變動，造成辨識率偏低。

而射頻辨識系統係以電磁波的傳遞與接收射頻辨識標籤之信號，雖然射頻辨識系統為一成熟技術且可靠度高，且無前述紅外 線條碼辨識之缺點，但須在每本書上加裝射頻辨識標籤，以高雄市立圖書館為例，各分館藏書總計即超過500萬册，若要全數加裝射頻辨識標籤，其費用極為驚人。

今，本創作人即是鑒於上述技術在實際的實施使用上所產生的缺失之處，而研創出本創作。

本創作之主要目的，係提供一種智慧型影像辨識圖書歸還系統，主要是透過擷取書籍影像，進而辨識書籍的條碼及條碼下方的國際標準書號，便能得知書籍的分類號及書號，以進行書籍的租借、歸還管理。

上述本創作之主要目的與功效，是由以下之具體技術手段所達成：一種智慧型影像辨識圖書歸還系統，係包括攝像單元、控制處理單元、通訊單元、輸送單元；所述控制處理單元與所述攝像單元、所述通訊單元及所述輸送單元電性連接；其中：所述攝像單元，係用以拍攝擷取書籍封面影像，並將拍攝擷取所得的影像傳給所述控制處理單元；所述控制處理單元，包括有影像處理模組、特徵擷取模組、辨識模組與輸送控制模組；所述影像處理模組與所述特徵擷取模組電性連接，所述特徵擷取模組與所述辨識模組電性連接；所述影像 處理模組係將經由所述攝像單元擷取之書籍封面影像予以灰階化，並將灰階化影像中之雜訊濾除；所述特徵擷取模組是先在濾除雜訊的灰階化影像中進行特徵點比對程序以找尋出所述書籍的國際標準書號及其條碼的所在位置，再將所找尋到的國際標準書號及其條碼的所在位置之區塊裁切分割下來以利後續辨識程序，接著將裁切下來的國際標準書號及其條碼的區塊調正；所述辨識模組係對調正後的國際標準書號及其條碼的區塊進行國際標準書號及其條碼的辨識，以得到國際標準書號及其條碼的數位訊號，所述國際標準書號及其條碼的數位訊號再傳給所述通訊單元；所述輸送控制模組係在接收所述通訊單元傳來的確認還書訊號後產生一輸送啟動訊號，並將所述輸送啟動訊號傳給所述輸送單元； 所述通訊單元，係與所述輸送控制模組電性連接，透過所述通訊單元將所述國際標準書號及其條碼的數位訊號傳送至圖書館借書資料庫中，並與所述借書資料庫中之訊息比對確認確實是所述圖書館出借的書籍後，由圖書館伺服器產生一所述確認還書訊號，並將所述確認還書訊號經所述通訊單元回傳給所述控制處理單元之所述輸送控制模組； 所述輸送單元，係在接收所述輸送控制模組的所述輸送啟動訊號後便開始進行輸送所述書籍至一集中處收集。

如上所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述智慧型影像辨識圖書歸還系統進一步包括報表輸出單元，以列印輸出還 書收據供還書人留存，及可供工作人員列印每日還書報表以供核對還書。

如上所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述報表輸出單元為熱感列印機。

如上所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述智慧型影像辨識圖書歸還系統進一步包括補助照明單元，所述補助照明單元設於所述輸送單元的上方。

如上所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述攝像單元為CCD或掃描器。

如上所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，在書籍集中處設書籍收集箱，以集中收集歸還之書籍。

本創作之優點為：本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統透過以攝像單元(如CCD或掃描器)擷取書籍封面上原有的國際標準書號及其條碼影像，再以影像辨識技術辯識國際標準書號及其條碼，進而在得知該書籍的相關資料後，即能回傳圖書館確認是否為其出借之書籍，並在確定為該圖書館出借之書籍後便將該書籍輸送至一集中處，完成還書作業；因此本創作之系統並不需再額外設置射頻辨識設備及射頻辨識貼紙式標籤，故建置成本低廉，且可節省大量增貼射頻辨識標籤人力。

(1)‧‧‧攝像單元

(2)‧‧‧控制處理單元

(21)‧‧‧影像處理模組

(22)‧‧‧特徵擷取模組

(23)‧‧‧辨識模組

(24)‧‧‧輸送控制模組

(3)‧‧‧通訊單元

(4)‧‧‧輸送單元

(5)‧‧‧報表輸出單元

(6)‧‧‧書籍收集箱

(7)‧‧‧補助照明單元

(8)‧‧‧機體或牆

(81)‧‧‧單向閘門

(9)‧‧‧書籍

第一圖：本創作智慧型影像辨識圖書歸還系統的整體架構方塊圖

第二圖：本創作智慧型影像辨識圖書歸還系統的具體應用狀態示意圖

為令本創作所運用之技術內容、創作目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：請參看第一、二圖所示，其係分別揭示本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統的方塊架構圖以及具體應用狀態示意圖。

本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統，包括有攝像單元(1)、控制處理單元(2)、通訊單元(3)、輸送單元(4)；控制處理單元(2)與攝像單元(1)、通訊單元(3)及輸送單元(4)電性連接；其中：攝像單元(1)，係能拍攝擷取書籍封面影像，並將拍攝擷取所得的影像傳給控制處理單元(2)，其中，在本創作之較佳實施例中，該攝像單元(1)為CCD或掃描器；控制處理單元(2)，包括有影像處理模組(21)、特徵擷取模組(22)、辨識模組(23)與輸送控制模組(24)； 影像處理模組(21)與特徵擷取模組(22)電性連接，特徵擷取模組(22)與辨識模組(23)電性連接；影像處理模組(21)係將經由攝像單元(1)所擷取的書籍封面影像予以灰階化，透過灰階化方便後續的影像處理及辨識流程，接著將灰階化影像進行濾除雜訊程序，以將灰階化影像中的雜訊濾除，避免影響後續的辨識作業；特徵擷取模組(22)是先在濾除雜訊的灰階化影像中進行特徵點的比對，以找尋出書籍封面上所印製的國際標準書號及其條碼的所在位置，並將該位置劃分出一區塊來，再將所找尋到的國際標準書號及其條碼的所在位置之區塊予以裁切分割並留存，以利後續辨識程序，接著將裁切下來的國際標準書號及其條碼的區塊進行調正，以利後續的辨識動作，而且透過此一調正動作即使攝像單元(1)所擷取到的書籍影像有所偏斜時，仍能使系統正確辨識；辨識模組(23)係對調正後的國際標準書號及其條碼的區塊分別進行國際標準書號及其條碼的辨識，以分別得到國際標準書號及其條碼的數位訊號，所得到的國際標準書號及其條碼的數位訊號再傳給通訊單元(3)；至於輸送控制模組(24)係接收來自通訊單元(3)傳來的確認還書訊號，並根據這個確認還書訊號產生一輸送啟動訊號，且將該輸送啟動訊號傳給輸送單元(4)控制輸送單元(4)的啟動時機；通訊單元(3)，通訊單元(3)與輸送控制模組(24)電性連接，係將國際標準書號及其條碼的數位訊號傳送至圖書館伺服器的借書資料庫中，由圖書館伺服器根據該國際標準書號及其條 碼的數位訊號與借書資料庫中之訊息比對，以確認確實是該圖書館出借的書籍，並將該筆書籍出借的狀態抹除後，由圖書館伺服器產生一確認還書訊號，並將該確認還書訊號經通訊單元(3)回傳給控制處理單元(2)的輸送控制模組(24)；輸送單元(4)，係接收輸送控制模組(24)的輸送啟動訊號後即被啟動開始進行輸送書籍至一集中處收集，其中，在本創作之較佳實施例中，係在集中處設置書籍收集箱(6)，令該書籍收集箱(6)位於輸送單元(4)的輸送末端，使輸送單元(4)上承載之歸還書籍在被輸送單元(4)輸送到末端處時，能自動落入書籍收集箱(6)中，而被集中收集。

本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統還進一步包括報表輸出單元(5)，報表輸出單元(5)與控制處理單元(2)電性連接，以當控制處理單元(2)在接收到由圖書館伺服器產生的確認還書訊號後，將相關訊息傳送至報表輸出單元(5)，以列印輸出還書收據供還書人留存，其中，在本創作之較佳實施例中，該報表輸出單元(5)為熱感列印機。

再者，本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統還進一步包括補助照明單元(7)，該補助照明單元(7)係設於輸送單元(4)的上方。

此外，本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統之報表輸出單元(5)還能進一步提供工作人員列印每日還書報表，以供核對書 籍收集箱(6)中所收集的書籍。

請再參看第一、二圖，係將本創作之智慧型影像辨識圖書歸還系統安裝於一機體或牆內之示意圖，其中在機體或牆(8)上對應輸送單元(4)處設有一單向閘門(81)，令歸還的書籍(9)能順利通過單向閘門(81)。使用本創作之系統歸還出借之書籍(9)時，係將書籍(9)置於輸送單元(4)的輸入端，由攝像單元(1)拍攝書籍(9)的封面影像，接著將此封面影像由影像處理模組(21)進行灰階化，並濾除灰階化影像的雜訊，隨之，以特徵擷取模組(22)於濾除雜訊的灰階化影像中進行特徵點的比對，以找尋出書籍封面上所印製的國際標準書號及其條碼的所在位置，並將該位置劃分出一區塊來，再將所找尋到的國際標準書號及其條碼的所在位置之區塊予以裁切分割並留存，繼之，將裁切下來的國際標準書號及其條碼的區塊進行調正，以使辨識模組(23)正確辨識書籍(9)之國際標準書號及其條碼，而辨識模組(23)經完成辨識國際標準書號及其條碼後，分別得到國際標準書號及其條碼的數位訊號，並將所得到的國際標準書號及其條碼的數位訊號傳給通訊單元(3)，由通訊單元(3)將國際標準書號及其條碼的數位訊號傳送至圖書館伺服器的借書資料庫中，由圖書館伺服器根據該國際標準書號及其條碼的數位訊號與借書資料庫中之訊息比對，以確認確實是該圖書館出借的書籍(9)，並將該筆書籍(9)出借的狀態抹除後，由圖書館伺服器產生一確認還書訊號，並將該確認還書訊號經通訊單元(3)回傳給控制處理單元(2)的輸送 控制模組(24)，輸送控制模組(24)在接收來自通訊單元(3)傳來的確認還書訊號後，便根據這個確認還書訊號產生一輸送啟動訊號，且將該輸送啟動訊號傳給輸送單元(4)進而控制輸送單元(4)啟動，將置於輸送單元(4)輸入端上的書籍(9)經單向閘門(81)送至輸出端，並落入書籍收集箱(6)內集中收集，如此即完成還書程序。

除此之外，當控制處理單元(2)在接收到由圖書館伺服器產生的確認還書訊號後，可進一步將相關訊息傳送至報表輸出單元(5)，以列印輸出還書收據供還書人留存，甚至還能提供工作人員列印每日還書報表，以供核對書籍收集箱(6)中所收集的書籍。

而當光線昏暗或夜晚時，為提高攝像單元(1)拍攝書籍(9)封面影像的清晰度，可透過補助照明單元(7)照亮輸送單元(4)的輸入端。

以上所舉者僅係本創作之部份實施例，並非用以限制本創作，致依本創作之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

綜上所述，本創作實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

(1)‧‧‧攝像單元

(2)‧‧‧控制處理單元

(21)‧‧‧影像處理模組

(22)‧‧‧特徵擷取模組

(23)‧‧‧辨識模組

(24)‧‧‧輸送控制模組

(3)‧‧‧通訊單元

(4)‧‧‧輸送單元

(5)‧‧‧報表輸出單元

(6)‧‧‧書籍收集箱

Claims (9)

1. 一種智慧型影像辨識圖書歸還系統，係包括攝像單元、控制處理單元、通訊單元、輸送單元；所述控制處理單元與所述攝像單元、所述通訊單元及所述輸送單元電性連接；其中：所述攝像單元，係用以拍攝擷取書籍封面影像，並將拍攝擷取所得的影像傳給所述控制處理單元；所述控制處理單元，包括有影像處理模組、特徵擷取模組、辨識模組與輸送控制模組；所述影像處理模組與所述特徵擷取模組電性連接，所述特徵擷取模組與所述辨識模組電性連接；所述影像處理模組係將經由所述攝像單元擷取之書籍封面影像予以灰階化，並將灰階化影像中之雜訊濾除；所述特徵擷取模組是先在濾除雜訊的灰階化影像中進行特徵點比對程序以找尋出所述書籍的國際標準書號及其條碼的所在位置，再將所找尋到的國際標準書號及其條碼的所在位置之區塊裁切分割下來以利後續辨識程序，接著將裁切下來的國際標準書號及其條碼的區塊調正；所述辨識模組係對調正後的國際標準書號及其條碼的區塊進行國際標準書號及其條碼的辨識，以得到國際標準書號及其條碼的數位訊號，所述國際標準書號及其條碼的數位訊號再傳給所述通訊單元；所述輸送控制模組係在接收所述通訊單元傳來的確認還書訊號後產生一輸送啟動訊號，並將所述輸送啟動訊號傳給所述輸送單元； 所述通訊單元，係與所述輸送控制模組電性連接，透過所述通訊單元將所述國際標準書號及其條碼的數位訊號傳送至圖書館借書資料庫中，並與所述借書資料庫中之訊息比對確認確實是所述圖書館出借的書籍後，由圖書館伺服器產生一所述確認還書訊號，並將所述確認還書訊號經所述通訊單元回傳給所述控制處理單元之所述輸送控制模組；述輸送單元，係在接收所述輸送控制模組的所述輸送啟動訊號後便開始進行輸送所述書籍至一集中處收集。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述智慧型影像辨識圖書歸還系統進一步包括報表輸出單元，以列印輸出還書收據供還書人留存，及可供工作人員列印每日還書報表以供核對還書。
3. 如申請專利範圍第2項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述報表輸出單元為熱感列印機。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述智慧型影像辨識圖書歸還系統進一步包括補助照明單元，所述補助照明單元設於所述輸送單元的上方。
5. 如申請專利範圍第4項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述攝像單元為CCD或掃描器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統， 其中，在書籍集中處設書籍收集箱，以集中收集歸還之書籍。
7. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，所述攝像單元為CCD或掃描器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，在書籍集中處設書籍收集箱，以集中收集歸還之書籍。
9. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之智慧型影像辨識圖書歸還系統，其中，在書籍集中處設書籍收集箱，以集中收集歸還之書籍。