CN104268770A - 超市到访顾客特征分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超市到访顾客特征分析系统，所述分析系统包括多个监控终端和一个监控管理中心，每一个监控终端设置在一个货架的正上方，用于监控货架前方的顾客到访情况，监控管理中心设置在超市的监控室内，通过无线通信链路分别与多个监控终端无线连接，并基于多个监控终端的监控内容分析超市到访顾客的特征。通过本发明，能够为超市管理者提供多种有效服务，包括提供每一种商品前驻足顾客的相关信息，以及提供夜间入侵报警服务。

Description

超市到访顾客特征分析系统

技术领域

本发明涉及超市电子管理领域，尤其涉及一种超市到访顾客特征分析系统。

背景技术

超市，即超级市场，是指以顾客自选方式经营食品、家庭日用品等商品的大型综合性零售商场，又称自选商场，是许多国家特别是经济发达国家的主要商业零售组织形式。超级市场最早产生于1930年的美国纽约，1930年8月，美国人迈克尔·库仑在美国纽约州开设了第一家超级市场，即金库仑联合商店。超级市场是被高度部门化了的零售店。其或是完全由所有者自己经营，或是委托他人经营，具有足够的停车场。超级市场是规模相当大的、成本低、毛利低、销售量大的自助服务的经营机构，其目的是满足顾客对食品和家庭日用品等商品的全部需要。

在超级市场中最初经营的主要是各种食品，后来经营范围日益广泛，逐渐扩展到销售服装、家庭日用杂品、家用电器、玩具、家具以及医药用品等。超级市场一般在入口处备有手提篮或手推车供顾客使用，顾客将挑选好的商品放在篮或车里，到出口处收款台统一结算。除此以外，超级市场还具有以下特点：①超级市场的商品均事先以机械化的包装方式，分门别类地按一定的重量和规格包装好，并分别摆放在货架上，明码标价，顾客实行自助服务，可以随意挑选；②超级市场广泛使用电子计算机和其他现代化设备，便于管理人员迅速了解销售情况，及时保存、整理和包装商品，自动标价、计价等，因而提高了工作效率，扩大了销售数量；③超级市场内的商品品种齐全，挑选方便，人们可以在一个商场内购买到日常生活所需的绝大部分商品，免除了许多麻烦，自动标价、计价、结算效率高，也节省了顾客的时间，而且由于商场的经营效益好，降低了成本，所以商品的价格相对也较低廉，受到广大顾客的欢迎。

但是，现有技术中超市的管理模式主要集中在商品本身，即如何布置商品更科学，更方便顾客随手拿到，而对顾客的调研机制数量有限，即时有，也是通过分发调查问卷的形式进行纸件调查，一方面，顾客对这类调查热情低，填写随意，另一方面，纸件的分发形式导致调查覆盖面不宽，这些都使得现有的调研机制效果较差，然而，调研机制对超市的经营至关重要，调研顾客偏爱哪一类产品，能够方便超市管理方增加偏爱产品的进货量，减少冷门产品的进货量，从而尽可能地利用超市有限的空间，创造更多的经济利益。同时，超市管理方的现有技术中的入侵监控主要集中在日间经营阶段，缺少夜间的入侵监控手段。

因此，需要一种新的超市到访顾客调研方案，希望能够在顾客不知情的情况下，根据顾客的行为，自动分析出顾客的偏爱商品，并分析出顾客的相关统计数据，同时能够兼顾超市入侵报警等功能，满足超市经营者的多方面需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种超市到访顾客特征分析系统，引入摄像头和图像处理设备对超市到访顾客在商品前驻足情况进行拍摄和分析，并对夜间入侵者提供报警信息，引入无线通信设备将顾客信息和入侵报警信息发送给远端的管理中心，便于管理中心分析顾客偏爱商品以及偏爱商品的顾客群分布情况，同时实现网络报警功能，在提高超市的顾客特征分析能力的同时，完善了超市的监控机制。

根据本发明的一方面，提供了一种超市到访顾客特征分析系统，所述分析系统包括多个监控终端和一个监控管理中心，每一个监控终端设置在一个货架的正上方，用于监控货架前方的顾客到访情况，监控管理中心设置在超市的监控室内，通过无线通信链路分别与多个监控终端无线连接，并基于多个监控终端的监控内容分析超市到访顾客的特征。

更具体地，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述监控终端还包括，存储器，用于预存顾客特征库和预定商品数量，所述顾客特征库存储了各个类别顾客的图像特征，所述类别包括男人、女人、老人、儿童，所述预定商品数量为每一个货架横向存放的商品种类数；摄像头，用于拍摄货架前方图像，拍摄的时段分为营业时间段和夜间时间段，拍摄的频率是每秒30帧；图像处理器，包括图像划分单元、目标识别单元和顾客统计单元，所述图像划分单元连接摄像头，用于接收货架前方图像，在营业时间段内，按照预定商品数量对货架前方图像进行横向划分，获得每一种商品对应的子图像，所述目标识别单元连接所述图像划分单元和所述存储器，执行识别操作，所述识别操作包括确定每一种商品对应的子图像内是否存在顾客和基于所述顾客特征库确定存在顾客的每一种商品对应的子图像内的顾客类别，所述顾客统计单元连接所述目标识别单元，用于根据所述目标识别单元的识别结果统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客的时间，统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客中不同类别顾客所占据的停留时间百分比；所述图像划分单元在夜间时间段内直接将货架前方图像转发给所述目标识别单元，所述目标识别单元在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像，在出现人物影像时，发出入侵报警信号；无线收发器，连接图像处理器，用于将所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号通过无线通信链路发送给所述监控管理中心，同时还发送所述监控终端的终端ID号；所述监控管理中心还包括，用户输入设备，用于根据用户的输入，设定顾客停留时间阈值；无线收发器，用于通过无线通信链路接收每一个监控终端无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号，同时还通过无线通信链路接收每一个监控终端的终端ID号；单片机，连接所述无线收发器和所述用户输入设备，在营业时间段内，基于每一个监控终端无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果和每一个监控终端的终端ID号累计当前时间之前30天在营业时间段内超市每一种商品前停留顾客的累计时间，并统计不同类别顾客在所述累计时间中所占据的停留时间百分比，当所述累计时间超过顾客停留时间阈值时，将累计时间、累计时间对应的商品种类和不同类别顾客在累计时间中所占据的停留时间百分比以列表的形式保存在单片机内置存储单元的优质商品表格中；在夜间时间段内，所述单片机转发所述入侵报警信号和所述入侵报警信号对应的终端ID号；显示器，连接单片机，在营业时间段内，显示所述优质商品表格，在夜间时间段内，显示所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号；声光报警器，连接单片机，在夜间时间段内，基于所述入侵报警信号发出声光报警信号；其中，所述监控管理中心的无线收发器还实时将所述单片机存储的优质商品表格通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上；其中，所述监控管理中心的无线收发器还实时将所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上。

更具体地，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述分析系统还包括，位于所述监控终端内的亮度传感器，用于检测所述监控终端对应货架位置的亮度；位于所述监控终端内的亮度调节器，用于将所述监控终端对应货架位置的亮度调节到预设允许亮度范围内。

更具体地，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述分析系统还包括，位于所述监控终端内的湿度传感器，用于检测所述监控终端对应货架位置的湿度；位于所述监控终端内的加湿器，用于将所述监控终端对应货架位置的湿度调节到预设允许湿度范围内。

更具体地，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述单片机为三星公司的8位单片机S3C9444。

更具体地，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述目标识别单元基于HOT(Histogram of Template)识别算法确定在营业时间段内每一种商品对应的子图像内是否存在顾客，并基于HOT识别算法在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的超市到访顾客特征分析系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的超市到访顾客特征分析系统的监控终端的结构方框图。

图3为根据本发明实施方案示出的超市到访顾客特征分析系统的监控管理中心的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的超市到访顾客特征分析系统的实施方案进行详细说明。

超级市场的业态模式各种各样，绝大多数超级市场的类型都是以价格折扣为导向，这种导向由超级市场经营的商品属性和采取的连锁经营方式所决定，即基本生活所需商品的属性是低价格、高周转，而超级市场连锁经营的方式又使其低价格的销售成为可能。随着市场需求的变化加快，市场竞争日益激烈化，超级市场的业态分化是必然现象，因此，能够更好地抓住顾客，满足不同顾客的特定需要是零售业不得不考虑的首要问题。

然而，不同地域、不同民族、不同国家的顾客所偏爱的商品也各不相同，为了确定超市所在地区顾客对各种商品的偏爱程度和购物习惯，超市管理方绞尽脑汁，采取了数种手段，例如，以纸件或电子件的调查问卷对到访顾客进行调查，以固定时间间隔定时计算每种商品的消耗量等。但是前者覆盖面窄、调查结果不够真实、对顾客干扰大，后者需要耗费大量的人力和财力，不够经济。而顾客特征调查能够帮助超市管理方决定各种商品的进货量，决定了超市的经济效益，又不得不实施这种调查。另外，超市的入侵监控也需要夜间阶段的监控手段，以减少超市的经济损失。因此，需要一种对顾客干扰小、经济开支较低、智能化程度较高的调查机制，在能够获取顾客对商品的偏爱程度的同时，实现超市夜间入侵监控报警，最大程度地保障超市的经济利益。

本发明的超市到访顾客特征分析系统，能够根据超市到访顾客的驻足情况，确定超市内各类商品受当地顾客的关注情况，获取相应顾客的各种特征，同时依托顾客特征采集设备，提供超市夜间入侵监控报警能力，从多个方面提高超市经营的智能化和可靠性程度。

图1为根据本发明实施方案示出的超市到访顾客特征分析系统的结构方框图，如图所示，所述分析系统包括1到n个监控终端2和一个监控管理中心1，监控管理中心1通过双向无线通信链路与n个监控终端2分别连接，n为大于1的自然数，每一个监控终端2设置在其对应的货架的正上方，用于监控货架前方的顾客到访情况，监控管理中心1设置在超市的监控室内，用于基于多个监控终端2的监控内容，进行超市到访顾客的特征分析。

接着，参照图2对本发明进行继续说明，图2为监控终端2的结构方框图，每一个监控终端2包括，存储器22，用于预存顾客特征库和预定商品数量，所述顾客特征库存储了各个类别顾客的图像特征，所述类别包括男人、女人、老人、儿童，所述预定商品数量为每一个货架横向存放的商品种类数；摄像头21，用于拍摄货架前方图像，拍摄的时段分为营业时间段和夜间时间段，拍摄的频率是每秒30帧。

每一个监控终端2还包括，图像处理器23，包括图像划分单元、目标识别单元和顾客统计单元，所述图像划分单元连接摄像头21，用于接收货架前方图像，在营业时间段内，按照预定商品数量对货架前方图像进行横向划分，获得每一种商品对应的子图像，所述目标识别单元连接所述图像划分单元和所述存储器22，执行识别操作，所述识别操作包括确定每一种商品对应的子图像内是否存在顾客和基于所述顾客特征库确定存在顾客的每一种商品对应的子图像内的顾客类别，所述顾客统计单元连接所述目标识别单元，用于根据所述目标识别单元的识别结果统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客的时间，统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客中不同类别顾客所占据的停留时间百分比；所述图像划分单元在夜间时间段内直接将货架前方图像转发给所述目标识别单元，所述目标识别单元在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像，在出现人物影像时，发出入侵报警信号。

每一个监控终端2还包括，无线收发器24，连接图像处理器23，用于将所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号通过无线通信链路发送给所述监控管理中心1，同时还发送所述监控终端2的终端ID号。

图3为监控管理中心1的结构方框图，如图所示，所述监控管理中心1包括，用户输入设备31，用于根据用户的输入，设定顾客停留时间阈值；无线收发器32，用于通过无线通信链路接收每一个监控终端2无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号，同时还通过无线通信链路接收每一个监控终端2的终端ID号。

所述监控管理中心1还包括，单片机33，连接所述无线收发器32和所述用户输入设备31，在营业时间段内，基于每一个监控终端2无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果和每一个监控终端2的终端ID号累计当前时间之前30天在营业时间段内超市每一种商品前停留顾客的累计时间，并统计不同类别顾客在所述累计时间中所占据的停留时间百分比，当所述累计时间超过顾客停留时间阈值时，将累计时间、累计时间对应的商品种类和不同类别顾客在累计时间中所占据的停留时间百分比以列表的形式保存在单片机33内置存储单元的优质商品表格中；在夜间时间段内，所述单片机33转发所述入侵报警信号和所述入侵报警信号对应的终端ID号。

所述监控管理中心1还包括，显示器34，连接单片机33，在营业时间段内，显示所述优质商品表格，在夜间时间段内，显示所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号；声光报警器35，连接单片机33，在夜间时间段内，基于所述入侵报警信号发出声光报警信号；其中，所述监控管理中心1的无线收发器32还实时将所述单片机33存储的优质商品表格通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上；其中，所述监控管理中心1的无线收发器32还实时将所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上。

其中，所述超市到访顾客特征分析系统还可以包括，位于所述监控终端2内的亮度传感器，用于检测所述监控终端2对应货架位置的亮度；位于所述监控终端2内的亮度调节器，用于将所述监控终端2对应货架位置的亮度调节到预设允许亮度范围内；所述分析系统还可以包括，位于所述监控终端2内的湿度传感器，用于检测所述监控终端2对应货架位置的湿度；位于所述监控终端2内的加湿器，用于将所述监控终端2对应货架位置的湿度调节到预设允许湿度范围内。

其中，所述超市到访顾客特征分析系统中，所述单片机33可选为三星公司的8位单片机S3C9444，所述目标识别单元可基于HOT(Histogramof Template)识别算法确定在营业时间段内每一种商品对应的子图像内是否存在顾客，并可基于HOT识别算法在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像。

另外，图像目标识别，是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。图像识别可能是以图像的主要特征为基础的。每个图像目标都有他的特征，如字母A有个尖，P有个圈、而Y的中心有个锐角等。对图像识别时眼动的研究表明，视线总是集中在图像的主要特征上，也就是集中在图像轮廓曲度最大或轮廓方向突然改变的地方，这些地方的信息量最大。而且眼睛的扫描路线也总是依次从一个特征转到另一个特征上。由此可见，在图像识别过程中，知觉机制必须排除输入的多余信息，抽出关键的信息，从而识别出目标。

在人类图像识别系统中，对复杂图像的识别往往要通过不同层次的信息加工才能实现。对于熟悉的图形同时，在大脑里必定有一个负责整合信息的机制，他能把分阶段获得的信息整理成一个完整的知觉映象。由于掌握了他的主要特征，就会把他当作一个单元来识别，而不再注意它的细节了。这种由孤立的单元材料组成的整体单位叫做组块，每一个组块是同时被感知的。在文字材料的识别中，人们不仅可以把一个汉字的笔划或偏旁等单元组成一个组块，而且能把经常在一起出现的字或词组成组块单位来加以识别。在计算机视觉识别系统中，图像内容通常用图像特征进行描述。事实上，基于计算机视觉的图像检索也可以分为类似文本搜索引擎的三个步骤：提取特征、建索引以及查询。

另外，单片机(Single chip microcomputer)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

单片机(Single chip microcomputer)诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

采用本发明的超市到访顾客特征分析系统，针对现有超市顾客调研方案效果差、不够智能化以及现有超市缺少夜间入侵报警的技术问题，搭建了一种多功能的图像人物分析平台，通过超市货架前摄像头对货架前场景的图像拍摄，对工作时段的顾客图像进行目标分析，同时实现夜间时段的入侵报警，为超市管理方提供重要的参考数据，完善了超市的安防系统，从而最大化地维护超市管理方的经济利益。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种超市到访顾客特征分析系统，其特征在于，所述分析系统包括多个监控终端和一个监控管理中心，每一个监控终端设置在一个货架的正上方，用于监控货架前方的顾客到访情况，监控管理中心设置在超市的监控室内，通过无线通信链路分别与多个监控终端无线连接，并基于多个监控终端的监控内容分析超市到访顾客的特征。

2.如权利要求1所述的超市到访顾客特征分析系统，其特征在于：

所述监控终端还包括：

存储器，用于预存顾客特征库和预定商品数量，所述顾客特征库存储了各个类别顾客的图像特征，所述类别包括男人、女人、老人、儿童，所述预定商品数量为每一个货架横向存放的商品种类数；

摄像头，用于拍摄货架前方图像，拍摄的时段分为营业时间段和夜间时间段，拍摄的频率是每秒30帧；

图像处理器，包括图像划分单元、目标识别单元和顾客统计单元，所述图像划分单元连接摄像头，用于接收货架前方图像，在营业时间段内，按照预定商品数量对货架前方图像进行横向划分，获得每一种商品对应的子图像，所述目标识别单元连接所述图像划分单元和所述存储器，执行识别操作，所述识别操作包括确定每一种商品对应的子图像内是否存在顾客和基于所述顾客特征库确定存在顾客的每一种商品对应的子图像内的顾客类别，所述顾客统计单元连接所述目标识别单元，用于根据所述目标识别单元的识别结果统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客的时间，统计在营业时间段内每一种商品前停留顾客中不同类别顾客所占据的停留时间百分比；所述图像划分单元在夜间时间段内直接将货架前方图像转发给所述目标识别单元，所述目标识别单元在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像，在出现人物影像时，发出入侵报警信号；

无线收发器，连接图像处理器，用于将所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号通过无线通信链路发送给所述监控管理中心，同时还发送所述监控终端的终端ID号；

所述监控管理中心还包括：

用户输入设备，用于根据用户的输入，设定顾客停留时间阈值；

无线收发器，用于通过无线通信链路接收每一个监控终端无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果或所述目标识别单元在夜间时间段内的入侵报警信号，同时还通过无线通信链路接收每一个监控终端的终端ID号；

单片机，连接所述无线收发器和所述用户输入设备，在营业时间段内，基于每一个监控终端无线发送的所述顾客统计单元在营业时间段内的统计结果和每一个监控终端的终端ID号累计当前时间之前30天在营业时间段内超市每一种商品前停留顾客的累计时间，并统计不同类别顾客在所述累计时间中所占据的停留时间百分比，当所述累计时间超过顾客停留时间阈值时，将累计时间、累计时间对应的商品种类和不同类别顾客在累计时间中所占据的停留时间百分比以列表的形式保存在单片机内置存储单元的优质商品表格中；在夜间时间段内，所述单片机转发所述入侵报警信号和所述入侵报警信号对应的终端ID号；

显示器，连接单片机，在营业时间段内，显示所述优质商品表格，在夜间时间段内，显示所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号；

声光报警器，连接单片机，在夜间时间段内，基于所述入侵报警信号发出声光报警信号；

其中，所述监控管理中心的无线收发器还实时将所述单片机存储的优质商品表格通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上；

其中，所述监控管理中心的无线收发器还实时将所述入侵报警信号对应的文字警示信息和所述入侵报警信号对应的终端ID号通过无线通信链路发送到超市管理部门的内部网络或超市管理人员的无线移动终端上。

3.如权利要求2所述的超市到访顾客特征分析系统，其特征在于，所述分析系统还包括：

位于所述监控终端内的亮度传感器，用于检测所述监控终端对应货架位置的亮度；

位于所述监控终端内的亮度调节器，用于将所述监控终端对应货架位置的亮度调节到预设允许亮度范围内。

4.如权利要求2所述的超市到访顾客特征分析系统，其特征在于，所述分析系统还包括：

位于所述监控终端内的湿度传感器，用于检测所述监控终端对应货架位置的湿度；

位于所述监控终端内的加湿器，用于将所述监控终端对应货架位置的湿度调节到预设允许湿度范围内。

5.如权利要求2所述的超市到访顾客特征分析系统，其特征在于：

所述单片机为三星公司的8位单片机S3C9444。

6.如权利要求2所述的超市到访顾客特征分析系统，其特征在于：

所述目标识别单元基于HOT识别算法确定在营业时间段内每一种商品对应的子图像内是否存在顾客，并基于HOT识别算法在夜间时间段内识别所述货架前方图像内是否存在人物影像。