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随着现代化数码信息技术的飞速发展,点读机等教辅产品已成为学生必不可少的学习工具。为了实现点读机选择书本更加智能、快捷,在深圳市华普电子技术有限公司的资助下,以课题组构建的基于普通USB视频摄像头的点读系统为硬件平台,对书本封面图像识别方法进行了深入的研究,主要工作、成果如下: (1)研究了基于USB摄像头的书本封面图像获取及预处理方法。利用VFW技术构建了实时视频获取和处理平台,具有视频捕获、视频编辑、视频播放等功能。同时,针对图像采集过程中存在的噪声干扰,研究了图像光照补偿、灰度变换、高斯滤波等预处理算法,克服了噪声干扰,提高了图像质量。 (2)研究了基于书本宽高比例粗匹配的方法。该方法首先利用最大连通域检测法以及最小二乘直线拟合法,提取书本封面边框;然后,利用书本宽高比例筛选法进行粗匹配,从书库中筛选出符合条件的书本,减少了后续特征点精匹配的运算量,提高了匹配效率。 (3)研究了基于书本封面图像特征点的匹配方法。首先,采用自适应的Harris角点检测算法,分别提取出待测书本封面图和标准书本封面图的特征点,克服了传统Harris角点检测算法需要预先设置阈值的缺陷;再利用几何哈希法,结合分区域匹配法,对待匹配书本和标准封面图像进行特征点精确匹配。通过系列实验,验证了本文对拍摄光线变化、书本旋转、书本尺度变换不敏感,同时,对相似度较高的书本封面识别也具有一定的有效性。 (4)研究了基于封面图像匹配的书本识别方法。通过比较目视观察法、比较评价法、参数评价法等特征点匹配评价方法的优劣,定义了匹配率并建立了一套基于书本图像匹配率的书本识别方法。通过大量真实书本的识别实验,验证了本文方法具有较高的识别精度,对点读机的书本识别具有良好的稳定性,可应用于实际产品中。