一種基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像識別的快速付費系統(tǒng)及其方法，其系統(tǒng)包括掃描模塊、圖片識別模塊和控制模塊，所述的掃描模塊用于掃描、拍攝照片并形成二進制圖片文件傳送至圖片識別模塊，所述的圖片識別模塊用于識別二進制圖片文件對應(yīng)的物品價格并將結(jié)論傳入控制模塊，所述的控制模塊用于求和以及打印賬單。本發(fā)明采用圖像識別技術(shù)，用于改進當前的人工付費系統(tǒng)，加快付費系統(tǒng)的速度。本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于本系統(tǒng)無需人工識別價格，僅需對需要付費的物品的圖片進行識別即可獲得物品相應(yīng)價格，同時迅速計算出總價，減少了顧客就餐耗時,提高了收費效率及準確率。
【專利說明】一種基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種付費系統(tǒng)及其方法，特別是一種基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來越快，越來越多的上班族選擇去快餐店而不是自己回家煮飯。很多快餐店采用自助取菜形式，節(jié)省了上班族們花在午餐上的時間，但是結(jié)賬臺邊上總是擠著很多人，大大延遲結(jié)賬速度。另外，結(jié)算工作人員長時間單調(diào)的重復(fù)勞動和環(huán)境的嘈雜經(jīng)常導(dǎo)致計費錯誤問題。
[0003]當前的快餐店結(jié)算仍然采用半人工形式:通過人工識別菜目價格，然后將單個菜目價格及數(shù)量輸入計費系統(tǒng)，這對結(jié)算人員的要求比較高，必須對菜目與價格非常熟悉。因此結(jié)賬環(huán)節(jié)成為影響顧客就餐耗時和工作人員收費效率及準確率的主要因素。
[0004]圖像識別技術(shù)是圖像處理中經(jīng)常使用到的技術(shù)。通過輸入端接收表示圖像的各元素值的數(shù)據(jù)元素集，該數(shù)據(jù)集被存儲在存儲裝置中。處理器確定該圖像中計費對象的形狀、尺寸和顏色。
[0005]圖像處理及編程相關(guān)理論和技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在許多系統(tǒng)中得以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于對快餐店付款系統(tǒng)的改進，加快付費速度，提高付費效率及準確度，本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于使用圖像識別技術(shù)而無需人工識別，降低人工成本與失誤的基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)及其方法。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于圖像識別的快速付費系統(tǒng)，包括掃描模塊、圖片識別模塊和控制模塊，所述的掃描模塊用于掃描、拍攝照片并形成二進制圖片文件傳送至圖片識別模塊，所述的圖片識別模塊用于識別二進制圖片文件對應(yīng)的物品價格并將結(jié)論傳入控制模塊，所述的控制模塊用于求和以及打印賬單。
[0008]一種基于圖像識別的快速付費方法，步驟包括:
1)根據(jù)各個餐具的形狀和顏色信息特征在控制模塊中錄入對應(yīng)的價格，之后執(zhí)行步驟
2)；
2)將盤子和碗放置于軌道，依次通過掃描模塊的檢測口，拍攝裝置拍攝檢測口處的圖像并存儲，以供圖像識別模塊使用，定義圖像像素點顏色比較判定標準，對圖像文件各個像素點依次掃描，之后執(zhí)行步驟3)；
3)背景顏色確定，首先圖像識別模塊取圖像文件的四個角的像素點；檢測該點的顏色信息，當四個角的像素點顏色信息有大于或等于三個角的顏色信息相同，則判定背景顏色為這些相同顏色信息角的像素點顏色；否則選取四個角周圍的像素點進行判別，直到找到三個以上的相同像素點，并將其確定為背景顏色，之后執(zhí)行步驟4)；
4)餐具邊緣點識別，圖片識別模塊選取圖像文件左列中點A，從A點依次向右讀取像素點顏色信息，當判斷與背景顏色信息不相同，則判定為餐具的邊緣，并記錄該點距離圖像邊緣距離，之后執(zhí)行步驟5);
5)檢測餐具上下和左右的邊緣點，計算圖像中餐具橫向最大距離和垂向最大距離，之后執(zhí)行步驟6)；
6)餐具形狀及顏色確定，當橫向距離等于垂向距離，且餐具邊沿呈非直線也非折線形狀，即餐具邊緣線呈弧線形時，確認餐具為圓形；當橫向距離不等垂向距離，且餐具邊沿呈非直線也非折線形狀，即餐具邊緣線呈弧線形時，確認餐具為橢圓形；當餐具邊沿呈直線或折線形狀，當為折線時構(gòu)成折線的兩條直線間夾角為90度，此時無論橫向距離是否等于垂向距離，均判定餐具形狀為方形；對于同為圓形且顏色相同，只有口徑大小不同盤子和碗，借助橫向和垂向距離大小輔助識別以區(qū)分盤子和碗，完成形狀識別后將上述形狀信息和步驟4)中檢測到的顏色信息傳送至控制模塊，之后執(zhí)行步驟7)；
7)控制模塊根據(jù)形狀信息、顏色信息對應(yīng)的價格計算總價，并通過顯示和語音方式輸出。
[0009]所述的步驟2)中圖像像素點顏色比較判定標準為圖像顏色信息數(shù)據(jù)格式為R，G，B，所述的R、G、B取值范圍均為O?255，當兩點相比較時，R、G、B差值均為15及以內(nèi)時認為二者顏色相同。
[0010]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明采用圖像識別技術(shù)，用于改進當前的人工付費系統(tǒng)，加快付費系統(tǒng)的速度。本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于本系統(tǒng)無需人工識別價格，僅需對需要付費的物品的圖片進行識別即可獲得物品相應(yīng)價格，同時迅速計算出總價，減少了顧客就餐耗時，提高了收費效率及準確率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)運作流程圖。
[0013]圖3基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)圖片掃描模塊示意圖。
[0014]圖4基于圖像識別技術(shù)的快速付費系統(tǒng)圖片識別模塊示意圖。
[0015]圖5控制模塊界面示意圖。
[0016]圖6邊緣顏色判定示意圖。
[0017]圖7上下邊緣頂點判定示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面根據(jù)說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的解釋。
[0019]如圖1所示，一種基于圖像識別的快速付費系統(tǒng)，包括掃描模塊、圖片識別模塊和控制模塊，所述的掃描模塊用于掃描、拍攝照片并形成二進制圖片文件傳送至圖片識別模塊，所述的圖片識別模塊用于識別二進制圖片文件對應(yīng)的物品價格并將結(jié)論傳入控制模塊，所述的控制模塊用于求和以及打印賬單。一種基于圖像識別的快速付費系統(tǒng)，包括掃描模塊、圖片識別模塊和控制模塊，所述的掃描模塊用于掃描、拍攝照片并形成二進制圖片文件傳送至圖片識別模塊，所述的圖片識別模塊用于識別二進制圖片文件對應(yīng)的物品價格并將結(jié)論傳入控制模塊，所述的控制模塊用于求和以及打印賬單。[0020]設(shè)定場景為快餐店，且只存在盤子和碗,分別為圓形盤子、橢圓形盤子和圓形碗，其中，盤子的顏色為紅色和黃色兩種。紅色圓盤子對應(yīng)菜品價格為5元，紅色橢圓盤子對應(yīng)菜品為6元，黃色圓盤子對應(yīng)菜品價格為3元，圓形藍色碗對應(yīng)菜品價格為I元。設(shè)定拍下的照片像素為128*128的圖像，設(shè)定背景色為白色。
[0021]SI系統(tǒng)學(xué)習(xí)；對于一個新的結(jié)賬系統(tǒng)，系統(tǒng)需要先學(xué)習(xí)各個餐具的特征，包括形狀、顏色信息。
[0022]Sll圖像采集:本實施例中如附圖3所示，將4種盤子和碗放置于軌道，依次通過檢測口，拍攝裝置拍攝檢測口處的圖像并存儲，以供圖像識別模塊使用。圖像像素點顏色比較判定標準如下:對圖像文件各個像素點依次掃描；圖像顏色信息數(shù)據(jù)格式為(R，G，B)，R、G、B取值范圍均為O?255，當兩點相比較時，R、G、B差值均為15及以內(nèi)時認為二者顏色相同。
[0023]S12背景顏色確定:首先取圖像文件的四個角的像素點；檢測該點的顏色信息，若四個角的像素點顏色信息有大于或等于三個角的顏色信息相同，則判定背景顏色為這些相同顏色信息角的像素點顏色。反之，選取四個角周圍的像素點進行判別，直到找到三個以上的相同像素點，并將其確定為背景顏色。
[0024]S13餐具邊緣點識別:如附圖4，選取圖像文件左列中點A63 (63行，O列)，從A63點依次向右讀取像素點顏色信息，并判斷是否與背景顏色信息相同，若不同則判定為餐具的邊緣，并記錄該點距離圖像邊緣距離。
[0025]S131邊緣點具體判定方法:如附圖6，當前檢測到點1，讀取點I像素點顏色信息，判斷發(fā)現(xiàn)與背景顏色不同，則繼續(xù)檢測像素點2，3，4，5。若發(fā)現(xiàn)另外四個點的顏色信息有三個點與點I相同，且與背景色不同，判定點I為餐具左側(cè)邊緣點。
[0026]S14餐具邊緣上半部分邊緣線識別:如圖4所示，向上一行取點A62 (62行，O列)，重復(fù)S131的檢測行為，獲得一系列餐具邊緣點(Bi，63>i>0)。
[0027]S141餐具上邊緣頂點判定方法:如圖4所示，當向上掃描到第23行時，判定Ul點為上頂點的方法:如圖7，讀取點6、7、8、9、10像素點顏色信息，當點7、8、9顏色信息與餐具顏色信息相同，且點6、10顏色信息與背景相同時，令點8為U1，即點8為餐具上邊緣頂點。
[0028]S15餐具邊緣下半部分邊緣線識別:如圖4所示，向下一行取點A64，重復(fù)S131的檢測行為，并記錄若干餐具邊緣點，直到檢測下頂點停止檢測。餐具下邊緣頂點檢測判定方法如下:如圖4所示，當向下掃描到第103行時，判定U2點為下頂點的方法:如圖7，讀取點
6、7、8、9、10像素點顏色信息，當點7、8、9顏色信息與餐具顏色信息相同，且點6、10顏色信息與背景相同時，令點8為U1，即點8為餐具下邊緣頂點。
[0029]S16圖像中餐具橫向最大距離和垂向最大距離計算:如圖4，計算得到此餐具上下邊緣頂點垂向距離U1U2為80，取餐具橫向中線為第63行，然后對第63行從B63開始向右逐點檢測，直到檢測出餐具右側(cè)邊緣點B63 ’，右側(cè)邊緣點判定方法與左側(cè)各邊緣點判定類似；此時計算餐具橫向距離B63 B63’為80 ；
S17餐具形狀及顏色確定:橫向距離等于垂向距離，即確認餐具為圓形，餐具顏色即第63行檢測到邊緣像素點顏色信息。如果橫向距離不等于垂向距離，則認為餐具是橢圓的。
[0030]S18系統(tǒng)提取餐具特征方法:
圓形餐具特征:顏色、上下邊緣頂點垂向坐標之差、上下邊緣頂點間距 離、餐具左側(cè)邊緣點集合的幾何特征(關(guān)于所采集圖像橫向中線對稱);
橢圓形餐具:顏色、上下邊緣頂點垂向坐標之差、上下邊緣頂點間距離、
餐具左側(cè)邊緣點集合的幾何特征(呈非線性關(guān)系)；
正方/三角形狀餐具:顏色、上下邊緣頂點垂向坐標之差、上下邊緣頂點間距離、餐具左側(cè)邊緣點集合的幾何特征(所呈線性關(guān)系或餐具相鄰兩邊緣的夾角)；S19系統(tǒng)管理員登記相應(yīng)的價格，依次初始化各個餐盤，本例初始化圓形紅色盤子對應(yīng)菜價為5元,黃色圓形盤子對應(yīng)菜價為3元,藍色圓形碗對應(yīng)菜價為I元。
[0031]S2，系統(tǒng)工作階段，如圖2所示。
[0032]S21取菜:取一個紅色圓盤子，兩個黃色圓盤子和一個藍色圓形碗。
[0033]S22圖像采集:客人到達付賬處，將盤子按如附圖3中樣式在軌道帶上放好，盤子放置在上排，碗放置在下排。軌道上的盤子和碗隨著軌道的運動，通過檢測口，檢測口上的拍攝裝置拍攝照片，傳入圖片識別模塊。
[0034]S23圖像處理及計價:按照SI中所述方法對圖像處理，得出盤子形狀為圓形，盤子顏色取所檢測邊緣點的顏色，即為紅色，在可視化人機交互界面處顯示:紅色圓盤，價格為5元,數(shù)量I個,并將此價格加入總價中，同時通過語音輸出模塊輸出價格。碗及其他盤子的檢測同上，分別記錄價格為黃色圓盤菜價3元，數(shù)量兩個，藍色圓形碗菜價I元，數(shù)量I個。
[0035]S24總價統(tǒng)計:客人點餐結(jié)束，結(jié)賬工作人員點擊界面上的“匯總結(jié)賬”按鈕，系統(tǒng)計算該客人點餐總價為12元,并通過顯示和語音方式輸出總價為12元。
[0036]S3繼續(xù)下一位顧客結(jié)賬:前一位顧客結(jié)賬完畢，工作人員點擊界面上“下一位”按鈕，進入下一位顧客結(jié)賬環(huán)節(jié)。
[0037]S4菜品價格更新:當需要更新餐具對應(yīng)的菜品價格時，只需進入系統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，選擇“編輯”按鈕，由工作人員對已存在的餐具對應(yīng)菜品價格進行編輯后保存退出即可；當需要增加餐具時，只需進入系統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，重復(fù)Si步驟過程即可。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像識別的快速付費系統(tǒng)，包括掃描模塊、圖片識別模塊和控制模塊，其特征在于所述的掃描模塊用于掃描、拍攝照片并形成二進制圖片文件傳送至圖片識別模塊，所述的圖片識別模塊用于識別二進制圖片文件對應(yīng)的物品價格并將結(jié)論傳入控制模塊，所述的控制模塊用于求和以及打印賬單。
2.一種基于圖像識別的快速付費方法，其特征在于步驟包括: 1)根據(jù)各個餐具的形狀和顏色信息特征在控制模塊中錄入對應(yīng)的價格，之后執(zhí)行步驟2)； 2)將盤子和碗放置于軌道，依次通過掃描模塊的檢測口，拍攝裝置拍攝檢測口處的圖像并存儲，以供圖像識別模塊使用，定義圖像像素點顏色比較判定標準，對圖像文件各個像素點依次掃描，之后執(zhí)行步驟3)； 3)背景顏色確定，首先圖像識別模塊取圖像文件的四個角的像素點；檢測該點的顏色信息，當四個角的像素點顏色信息有大于或等于三個角的顏色信息相同，則判定背景顏色為這些相同顏色信息角的像素點顏色；否則選取四個角周圍的像素點進行判別，直到找到三個以上的相同像素點，并將其確定為背景顏色，之后執(zhí)行步驟4)； 4)餐具邊緣點識別，圖片識別模塊選取圖像文件左列中點A，從A點依次向右讀取像素點顏色信息，當判斷與背景顏色信息不相同，則判定為餐具的邊緣，并記錄該點距離圖像邊緣距離，之后執(zhí)行步驟5); 5)檢測餐具上下和左右的邊緣點，計算圖像中餐具橫向最大距離和垂向最大距離，之后執(zhí)行步驟6)； 6)餐具形狀及顏色確定，當橫向距離等于垂向距離，且餐具邊沿呈非直線也非折線形狀，即餐具邊緣線呈弧線形時，確認餐具為圓形；當橫向距離不等垂向距離，且餐具邊沿呈非直線也非折線形狀，即餐具邊緣線呈弧線形時，確認餐具為橢圓形；當餐具邊沿呈直線或折線形狀，當為折線時構(gòu)成折線的兩條直線間夾角為90度，此時無論橫向距離是否等于垂向距離，均判定餐具形狀為方形；對于同為圓形且顏色相同，只有口徑大小不同盤子和碗，借助橫向和垂向距離大小輔助識別以區(qū)分盤子和碗，完成形狀識別后將上述形狀信息和步驟4)中檢測到的顏色信息傳送至控制模塊，之后執(zhí)行步驟7)； 7)控制模塊根據(jù)形狀信息、顏色信息對應(yīng)的價格計算總價，并通過顯示和語音方式輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識別的快速付費方法，其特征在于所述的步驟2)中圖像像素點顏色比較判定標準為圖像顏色信息數(shù)據(jù)格式為R，G，B，所述的R、G、B取值范圍均為O?255，當兩點相比較時，R、G、B差值均為15及以內(nèi)時認為二者顏色相同。
【文檔編號】G06Q50/12GK103714498SQ201310730973
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】韓牟, 董廷輝, 馬世典, 景鐘翔 申請人:江蘇大學(xué)