[发明专利]一种用于视频点读机的基于透视变换的书本查找方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种书本查找方法，尤其涉及一种用于视频点读机的基于透视 变换的书本查找方法。

背景技术

点读机作为现代数码信息技术与最新教学需求完美结合的一种有声互动 学习产品，已经迅速进入了国内市场，并发展成为国内儿童早期教育的主要学 习工具之一。各种应用于完善点读机功能的技术方法也在不断更新发展。

目前流行的点读机书本选择功能是用于动选择来实现，其具体步骤是：在 点读机的“功能模块”中，选择“选书”按钮，进入显示屏中的选书列表，通 过滚动选书列表来选择所要找的书本书名信息，实现了选书功能。利用这种方 法实现的点读机选书功能，优点是选书准确、操作简单。但是由于点读机所包 含的书本数量较多，通过人工手动滚动选书列表来进行逐一查找，这样使得选 书操作繁琐费时，增加了选书工作量，给用户的选书操作带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于视频点读机的基于透视变换的书本查找 方法，该查找方法简单、实用，实现了点读机书本的自动选择。

本发明是这样来实现的，其特征是方法步骤为：

(1)利用视频摄像头实时采集单帧书本封面图像并输入微处理器；

(2)先利用边缘检测算子和阈值分割法将图像二值化，再采用图像膨胀 与腐蚀、图像滤波和最大连通域法排除背景噪声干扰，对目标封面和图库参考 封面图像分别提取书本封面边缘轮廓；

(3)利用书本封面的边缘轮廓分别提取目标封面和图库参考封面的特征 点；

(4)在书本封面轮廓区域内，将目标封面和图库参考封面灰度进行归一 化，采用传统的灰度归一化方法建立目标封面和图库参考封面图像匹配的统一 光照强度标准；

(5)根据提取的目标封面和图库参考封面的特征点，先利用透视变换法 对目标封面进行坐标变换，再利用双线性插值法获得目标封面的像素灰度值， 最后利用中值滤波法平滑目标封面图像，完成目标封面和图库参考封面的图像 进行透视匹配；

(6)利用基于灰度的图像匹配方法，计算得到目标封面和图库中每一参 考封面图像的相似度；

(7)根据图像相似度，利用极小值原则进行目标封面查找，输出查找到 的书名信息，从而实现用于视频点读机的基于透视变换的书本查找功能。

所述目标封面和图库参考封面分别为微处理器控制摄像头单帧采集的书 本封面图像和微处理器中已存储的书本封面图库中的书本封面图像。

本发明的优点是：利用最大连通域法有效排除了噪声和其他非目标物体的 干扰；利用灰度归一化方法排除光照强度的影响；利用图像透视变换实现目标 封面和图库参考封面图像的几何归一化；利用视频摄像头和微处理器实现了用 于视频点读机的基于透视变换的书本查找功能。基于透视变换的书本封面查找 方法简单、实用，实现了点读机书本的自动选择。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

本发明方法要求用简单支架支撑普通广角摄像头使之能够垂直拍摄，拍摄 的场景中只有单一的书本，且能够完全包含该书本的整个封面，同时，场景中 的书本不能是倒置或横置的，场景中的背景为普通的任意单色桌面。微处理器 中应存储参考书本封面的图库及其相应书名和读音信息。

本发明采用如图1所示的用于视频点读机的基于透视变换的书本查找方法 的流程图，来实现目标封面在点读机图库中的查找工作，其具体实施步骤如下：

1、目标封面图像采集

将带有支架的摄像头放置在书本正前方的合适位置，实时获取书本封面的 视频图像，利用微处理器控制摄像头采集单帧书本封面图像并输入微处理器。

2、目标封面和图库参考封面轮廓提取

对目标封面和图库参考封面图像分别提取书本封面边缘轮廓。其主要步骤 如下：

1)利用边缘检测算子提取目标封面和图库参考封面的边缘信息，其中边 缘检测算子可用Canny、Robert或Sobel。

2)采用阈值法对图像进行二值化，并采用图像膨胀与腐蚀、图像滤波和 最大连通域法排除背景噪声干扰，准确提取目标封面和图库参考封面的边缘轮 廓。

3、目标封面和图库参考封面特征点提取