[发明专利]一种图书损坏自动检测方法及装置

权利要求书

1.一种图书损坏自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过双目摄像头对图书进行图像采集，获取图像的深度信息；

将深度信息转换为三维点云数据，根据三维点云数据进行三维重构，生成借出图书和归还图书的三维模型并保存至数据库；

将当前归还图书的三维模型与同一本图书借出时的三维模型进行多次角点匹配，确定对应位置；分别计算每次角点匹配的空间差异度，选取空间差异度最小的匹配结果；

根据所述差异度最小的匹配结果确定存在差异的区域，判断图书损坏位置，具体为：

根据所述差异度最小的匹配结果分别计算对应点之间的欧式距离，欧式距离均不为0的连通区域即为存在差异的区域；

确定存在差异的区域对应的图书位置，将所述对应位置作为图书损坏位置，将图书损坏位置划分为正面、反面、书脊侧和开口侧；

提取差异区域特征，根据差异区域特征、图书损坏位置分别判断对应的损坏类型和损坏程度，根据各损坏类型的损坏程度进行图书损坏评级；所述提取差异区域特征，根据差异区域特征、图书损坏位置、损坏面积分别判断对应的损坏类型和损坏程度具体为：

提取借出图书三维模型上对应的差异区域的曲面法线、曲率；提取归还图书三维模型上对应的差异区域的曲面法线、曲率，分别计算三维模型上对应的差异区域的曲面法线夹角、曲率变化率；

若差异区域的曲面法线夹角超过设定角度或者曲率变化率超过设定值，则对应的损坏类型为表面翻折或卷曲，将法线夹角作为翻折损坏程度δ₁，将所述曲率变化率作为卷曲损坏程度δ₂；

若图书损坏位置对应图书的开口侧，进行孔洞检测，提取差异区域边界点，分别计算差异区域面积，若差异区域面积超过预设面积阈值，则判顶图书损坏类型为缺页或浸水；根据差异区域面积计算缺页或浸水损坏程度δ₃计算公式为：

其中S_i为开口侧每个差异区域面积，a、b、c分别为图书对应的长、宽、高。

2.根据权利要求1所述图书损坏自动检测方法，其特征在于，所述将当前归还图书的三维模型与同一本图书借出时的三维模型进行多次角点匹配，确定对应位置，分别计算每次角点匹配的空间差异度，选取空间差异度最小的匹配结果具体为：

分别提取当前归还图书的三维模型和同一本图书借出时的三维模型的8个角点数据；

分别选取底面的3个角点数据为基准进行多次角点匹配，采用余弦相似度分别计算空间差异度；

选取空间差异度最小的匹配结果。

3.根据权利要求1所述图书损坏自动检测方法，其特征在于，所述根据各损坏类型的损坏程度进行图书损坏评级具体为：

若缺页或浸水损坏程度δ₃超出对应的设定阈值，判定为严重损坏；否则通过加权求和的方式计算综合损坏程度，缺页或浸水损坏的权重大于其它损坏类型的权重，若所述综合损坏程度超过预设综合阈值，判定为严重损坏；否则为一般损坏或无损坏。

4.一种图书损坏自动检测装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块：通过双目摄像头对归还图书进行图像采集，获取图像的深度信息；

三维重构模块：将深度信息转换为三维点云数据，根据三维点云数据进行三维重构，生成借出图书和归还图书的三维模型并保存至数据库；

角点匹配模块：将当前归还图书的三维模型与同一本图书借出时的三维模型进行多次角点匹配，确定对应位置；分别计算每次角点匹配的空间差异度，选取空间差异度最小的匹配结果；

差异确定模块：根据所述差异度最小的匹配结果确定存在差异的区域，判断图书损坏位置，具体为：根据所述差异度最小的匹配结果分别计算对应点之间的欧式距离，欧式距离均不为0的连通区域即为存在差异的区域；

确定存在差异的区域对应的图书位置，将所述对应位置作为图书损坏位置，将图书损坏位置划分为正面、反面、书脊侧和开口侧；

损坏判定模块：提取差异区域特征，根据差异区域特征、图书损坏位置分别判断对应的损坏类型和损坏程度，根据各损坏类型的损坏程度进行图书损坏评级；所述提取差异区域特征，根据差异区域特征、图书损坏位置、损坏面积分别判断对应的损坏类型和损坏程度具体为：

提取借出图书三维模型上对应的差异区域的曲面法线、曲率；提取归还图书三维模型上对应的差异区域的曲面法线、曲率，分别计算三维模型上对应的差异区域的曲面法线夹角、曲率变化率；

若差异区域的曲面法线夹角超过设定角度或者曲率变化率超过设定值，则对应的损坏类型为表面翻折或卷曲，将法线夹角作为翻折损坏程度δ₁，将所述曲率变化率作为卷曲损坏程度δ₂；

若图书损坏位置对应图书的开口侧，进行孔洞检测，提取差异区域边界点，分别计算差异区域面积，若差异区域面积超过预设面积阈值，则判顶图书损坏类型为缺页或浸水；根据差异区域面积计算缺页或浸水损坏程度δ₃计算公式为：

其中S_i为开口侧每个差异区域面积，a、b、c分别为图书对应的长、宽、高。