基于投影算子的图书索书号自动识别
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ｔｈｅ ｃｏｌｕｍ ｎ ｖｅｃｔｏｒ．Ｏ ｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ａｂｏｖｅ，ｅａｃｈ ｉｍ ａｇｅ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｌ ｎｕｍ ｂｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｃｕｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ａｔｃｈｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｍ ａｇｅ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｈａｒ ｔｅｍ ｐｌａｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｆｔｅｒ ｎｏｒｍ ａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｗ ｈｉｃｈ ｔｈｅ ｃｈａｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍ ａｘｉｍ ａｌ ｍ ａｔｃｈ ｄｅｇｒｅｅ ｗ ｉｌｌ ｂｅ ｒｅｇａｒｄｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ．Ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｈａｐ：／／ｗｗｗ ．Ｃ—Ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃｒｌ Ｔｅｌ：＋８６．１０—６２６６ｌ０４ｌ
基于投影算子 的图书索书号 自动识别①
曹海青 ，王丹 煜 ，姚志英 ，程 碉 ，郑博一
（首都经济 贸易大学 信 息学院，北京 １０００７０） （北 京 物 资 学 院 物 流 学 院，北 京 １０１ １４９） 通 讯 作 者 ：曹海 青 ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｘｙ８８８８＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＣＡＯ Ｈａｉ—Ｑｉｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｄａｎ－Ｙｕ ，ＹＡＯ Ｚｈｉ－ｙｉｎｇ２，ＣＨＥＮＧ Ｙｕｅ ，ＺＨＥＮＧ Ｂｏ—Ｙｉ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｃａｐｉｔａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７０，Ｃｈｉｎａ） （Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｗｕｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０１ １４９，Ｃｈｉｎａ）
ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｎｄ ｃａｌｌ ｎｕｍ ｂｅｒ．Ａ ｃｏｌｕｍ ｎ ｖｅｃｔｏｒ ｏｆ ｂｏｏｋ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕ ｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｉｍ ａｇｅ ｏｆ ｂｏｏｋｓ ｉｎ
ｂｏｏｋｓｈｅｌｆ，ｔｈｅｎ ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｌｕｍｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ．Ｓｉｍｉｌａｒｌｙ，ｔｈｅ ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ｗｉｔｈ ａ ｃａｌｌ ｎｕｍｂｅｒ．Ｔｈｅｎ，ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｒｏｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｌ ｎｕｍｂｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ．Ｉｎ ａ ｓｉｍｉｌａｒ ｗａｙ，ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｌｕｍｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ
引用格 式：曹海青 ，王丹 煜，姚 志英 ，程弱 ，郑博 一．基于投 影算子 的图书索 书号 自动 识别．计 算机系统 应用，２０１８，２７（３）：２４０—２４５．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｃ．Ｓ—
ａ．ｏｒｇ．ｅｎ／１００３—３２５４／６２６１．ｈｔｍｌ
Ａｕｔｏ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｌｌ Ｎｕｍｂｅｒ ｆｏｒ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｂｏｏｋｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｏｐｅｒａｔｏｒ
摘 要 ：图书书脊和索书号 的识别是 图书馆 自动存取书机器人 的关键技术，提高书脊和索书号识别 的效率是研究 的 热点．研究一种简单的投影算子将 其应用于书脊和索书号的识别 以提高 了识别效率和速度 ：以书架 图书二值化 图内 容为基础，构建 图书列 向量，在 列投影 算子的作用下求得 列投影向量，根据 列投影 向量 曲线 的情况快速 准确识别 图 书书脊；以单本书脊二值化 图内容为基础，分别构建书脊行 向量和列 向量，通过行投影算子得到行投影 向量，根据行 投影 向量 曲线 的变化情况识别索书号元素 的行位置信息，通过列投影算子得到列投影 向量，根据列投影 向量 曲线 的 变化情况识别 出索书号元素 的列位置信息，根据行 、列位置信息切分 出索书号元素 图片，在 归一化后计算待识别索 书号元素 图片与字符标准模板 的匹配度，将最大匹配度所对应 的字符标准模板映射 的字符作为识别结果；经实验 证 明基于投影算子 的书脊和索书号识别 的速度快，准确率高． 关 键 词 ：图书 书 脊 ；索 书 号 ；行 投 影 算 子 ；列 投 影 算 子 ；识 别
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｎｄ ｃａｌｌ ｎｕｍ ｂｅｒ ｉｓ ｃｒｕｃｉａｌ ｆｏｒ ａ ｒｏｂｏｔ ｗ ｏｒｋｉｎｇ ｉｎ ｌｉｂｒａｒｙ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｃｏｍ ｅ ａ
ｈｏｔ ｓｐｏｔ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ
计 算机 系 统应用 ＩＳＳＮ １００３—３２５４，ＣＯＤＥＮ ＣＳＡＯＢＮ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１８，２７（３）：２４０—２４５［ｄｏｉ：１０．１５８８８￣．ｃｎｋｉ．ｃｓａ．００６２６１】 ◎中国科 学 院软件 研 究所版 权所 有．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓａ＠ｉｓｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
ｈａｐ：／／ｗｗｗ ．Ｃ—Ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃｒｌ Ｔｅｌ：＋８６．１０—６２６６ｌ０４ｌ
基于投影算子 的图书索书号 自动识别①
曹海青 ，王丹 煜 ，姚志英 ，程 碉 ，郑博一
（首都经济 贸易大学 信 息学院，北京 １０００７０） （北 京 物 资 学 院 物 流 学 院，北 京 １０１ １４９） 通 讯 作 者 ：曹海 青 ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｘｙ８８８８＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＣＡＯ Ｈａｉ—Ｑｉｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｄａｎ－Ｙｕ ，ＹＡＯ Ｚｈｉ－ｙｉｎｇ２，ＣＨＥＮＧ Ｙｕｅ ，ＺＨＥＮＧ Ｂｏ—Ｙｉ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｃａｐｉｔａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７０，Ｃｈｉｎａ） （Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｗｕｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０１ １４９，Ｃｈｉｎａ）
ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｎｄ ｃａｌｌ ｎｕｍ ｂｅｒ．Ａ ｃｏｌｕｍ ｎ ｖｅｃｔｏｒ ｏｆ ｂｏｏｋ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕ ｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｉｍ ａｇｅ ｏｆ ｂｏｏｋｓ ｉｎ
ｂｏｏｋｓｈｅｌｆ，ｔｈｅｎ ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｌｕｍｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ．Ｓｉｍｉｌａｒｌｙ，ｔｈｅ ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ｗｉｔｈ ａ ｃａｌｌ ｎｕｍｂｅｒ．Ｔｈｅｎ，ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｒｏｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｌ ｎｕｍｂｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ．Ｉｎ ａ ｓｉｍｉｌａｒ ｗａｙ，ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｌｕｍｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ
引用格 式：曹海青 ，王丹 煜，姚 志英 ，程弱 ，郑博 一．基于投 影算子 的图书索 书号 自动 识别．计 算机系统 应用，２０１８，２７（３）：２４０—２４５．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｃ．Ｓ—
ａ．ｏｒｇ．ｅｎ／１００３—３２５４／６２６１．ｈｔｍｌ
Ａｕｔｏ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｌｌ Ｎｕｍｂｅｒ ｆｏｒ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｂｏｏｋｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｏｐｅｒａｔｏｒ
摘 要 ：图书书脊和索书号 的识别是 图书馆 自动存取书机器人 的关键技术，提高书脊和索书号识别 的效率是研究 的 热点．研究一种简单的投影算子将 其应用于书脊和索书号的识别 以提高 了识别效率和速度 ：以书架 图书二值化 图内 容为基础，构建 图书列 向量，在 列投影 算子的作用下求得 列投影向量，根据 列投影 向量 曲线 的情况快速 准确识别 图 书书脊；以单本书脊二值化 图内容为基础，分别构建书脊行 向量和列 向量，通过行投影算子得到行投影 向量，根据行 投影 向量 曲线 的变化情况识别索书号元素 的行位置信息，通过列投影算子得到列投影 向量，根据列投影 向量 曲线 的 变化情况识别 出索书号元素 的列位置信息，根据行 、列位置信息切分 出索书号元素 图片，在 归一化后计算待识别索 书号元素 图片与字符标准模板 的匹配度，将最大匹配度所对应 的字符标准模板映射 的字符作为识别结果；经实验 证 明基于投影算子 的书脊和索书号识别 的速度快，准确率高． 关 键 词 ：图书 书 脊 ；索 书 号 ；行 投 影 算 子 ；列 投 影 算 子 ；识 别
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ｓｐｉｎｅ ａｎｄ ｃａｌｌ ｎｕｍ ｂｅｒ ｉｓ ｃｒｕｃｉａｌ ｆｏｒ ａ ｒｏｂｏｔ ｗ ｏｒｋｉｎｇ ｉｎ ｌｉｂｒａｒｙ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｃｏｍ ｅ ａ
ｈｏｔ ｓｐｏｔ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ
计 算机 系 统应用 ＩＳＳＮ １００３—３２５４，ＣＯＤＥＮ ＣＳＡＯＢＮ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１８，２７（３）：２４０—２４５［ｄｏｉ：１０．１５８８８￣．ｃｎｋｉ．ｃｓａ．００６２６１】 ◎中国科 学 院软件 研 究所版 权所 有．
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