CN107577104A - 摄像装置及目的物识别扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像装置及目的物识别扫描仪，其能够抑制多余的光入射并高画质地摄像商品，该摄像装置包括：机箱、基板、发光设备、摄像设备及遮光部件。机箱，在所述机箱的一面上形成摄像窗。基板，配置在所述机箱的内部，在朝向所述摄像窗的一面的至少一部分上实施有防止光反射的处理。发光设备，安装在所述基板上，通过所述摄像窗向所述机箱的外部放射照明光。摄像设备，通过所述摄像窗摄像通过所述照明光照明的物体。遮光部件，设置在所述机箱内部，以不妨碍所述摄像的方式遮挡所述机箱内部各个地方中的至少一部分反射光入射到所述摄像设备。

Description

摄像装置及目的物识别扫描仪

本申请是申请号为201410482913.1、申请日为2014年9月19日、发明名称为“摄像装置及目的物识别扫描仪”的分案申请，其也象母案申请一样，主张申请日为2013年10月25日、申请号为JP2013-222731的日本申请为优先权，并通过引用将上述优先权申请所公开内容全部与本申请相结合。

技术领域

本发明涉及一种摄像装置及目的物识别扫描仪。

背景技术

有一种商品识别装置，从通过采用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等的摄像装置摄像了商品的图像中，通过条形码抽取及分析或目的物识别从而对商品进行识别。

在这种商品识别装置中，往往在收容摄像装置的机箱的内部设置光源，并通过该光源所发出的光对商品进行照明。

在这样构成的商品识别装置中，往往光源所发出的光通过机箱的内壁等进行反射并入射到摄像装置。而且，当产生有这样的反射光的入射时，则导致商品的画质降低，并有识别精度降低的危险。尤其在识别物体的目的物识别中，往往有需要辨别商品特征的细微不同的情况，能够高画质地摄像商品，在提高识别精度方面才有效。

根据这样的情况，期望有一种能够抑制多余光的入射，并高画质地摄像商品的技术。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种摄像装置及目的物识别扫描仪，其能够抑制多余光的入射，并高画质地摄像商品。

为解决上述问题，本发明第一方面涉及的摄像装置，包括：机箱，形成有摄像窗；发光设备，设置在所述机箱的内部，通过所述摄像窗向所述机箱的外部放射照明光；摄像设备，通过所述摄像窗摄像位于所述机箱的外部的物体；以及遮光部件，设置在所述摄像窗和所述摄像装置之间，遮挡所述机箱内部各个地方中的反射光中的至少一部分反射光入射到所述摄像设备。

本发明第二方面涉及的目的物识别扫描仪，包括：机箱，形成有摄像窗；发光设备，设置在所述机箱的内部，通过所述摄像窗向所述机箱的外部放射照明光；摄像设备，通过所述摄像窗摄像位于所述机箱的外部的物体；识别部，基于通过所述摄像设备而获得的图像所显示的所述物体的特征，对所述物体进行识别；以及遮光部件，设置在所述摄像窗和所述摄像装置之间，遮挡所述机箱内部各个地方中的反射光中的至少一部分反射光入射到所述摄像设备。

附图说明

下面，参照附图对本发明所涉及的摄像装置及目的物识别扫描仪进行说明。当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1是包含一实施例所涉及的商品识别装置的店铺系统的外观图；

图2是一部分断裂(剖面)地示出图1中的摄像部的构造的图；

图3是表示从图2中的左侧观察图2中的遮光板的姿态(形状)的平面图；以及

图4是商品识别装置100中的电气元件的框图。

附图标记说明

100 商品识别装置 101a 读取窗

105 摄像部 105a 机箱

105b、105c 基板 105d 摄像设备

105e、105f 发光设备 105g 遮光板

200 POS终端

OP1、OP2、OP3 开口

具体实施方式

下面，参照附图，对摄像装置及具有该摄像装置的目的物识别扫描仪的实施例进行说明。该实施例是应用于超市等的店铺设置的结账台所立着设置的立式的商品识别装置的情况。

图1是包含本实施例所涉及的商品识别装置的店铺系统的外观图。该店铺系统包含商品识别装置100及POS(Point Of Sales：销售点)终端200。商品识别装置100安装在结账台300上。POS终端200设置在收银台400所载置的拉出装置500上。商品识别装置100和POS终端200通过未图示的通信电缆电气连接。也有设置自动找零机代替拉出装置500的情况。

商品识别装置100包括外壳101、键盘102、触摸面板103、顾客用显示器104及摄像部105。

外壳101呈扁平箱状，站立在结账台300上。外壳101在其上端支撑键盘102、触摸面板103及顾客用显示器104，在其内部支撑摄像部105。外壳101具有读取窗101a，与摄像部105相对置。摄像部105通过读取窗101a摄像位于读取窗101a前方的摄像区域的物体(目的物)。

POS终端200包括外壳201、键盘202、操作员用显示器203、顾客用显示器204及打印机205。

外壳201将键盘202以其一部分露出在外部的状态下进行支撑，将操作员用显示器203及顾客用显示器204以位于外部的状态下进行支撑，并在内部支撑打印机205。

结账台300包含细长(长方形)的顶板300a。结账台300划分沿顶板的长边方向的顾客通道(图1中的里侧)和操作员空间(图1中的跟前侧)。外壳101位于顶板300a的长边方向的大致中央，并将键盘102、触摸面板103及读取窗101a分别朝向操作员空间侧，而且，将顾客用显示器104朝向顾客通道侧。顶板300a的上表面上隔着商品识别装置100被划分成顾客移动方向的上游侧的区域和下游侧的区域。上游侧区域用作用于放置购物顾客想要购买的商品中的未销售登记的商品的空间。下游侧区域用作用于放置已销售登记的商品的空间。

收银台400位于操作员空间侧，以使相对于顾客通道中的顾客的移动方向排列在下游侧的结账台300的端部。

图2是一部分断裂(剖面)地示出摄像部105的构造的图。

摄像部105包括机箱105a、基板105b、105c、摄像设备105d、发光设备105e、105f及遮光板105g。

机箱105a将相对置的两面作为第一开口OP1及第二开口OP2，而且，截面面积从第一开口OP1向第二开口OP2逐渐减少那样的截面呈矩形筒状。第一开口OP1安装透明的玻璃板或丙烯板等从而形成有读取窗101a。

基板105b被安装在机箱105a上，以使大致挡住第二开口OP2。基板105b安装有摄像设备105d及发光设备105e等。在基板105b中，关于在朝向机箱105a的内部空间的面里的所述内部空间所露出的区域，实施降低反射加工。作为降低反射加工，可以采用着色光的反射率低的颜色(例如，哑光黑色)、涂抹光的反射率低的材料(吸光剂)、形成凹凸等的机械加工等任一种的方法。此外，优选尽量消除基板所形成的丝印字符。关于在通过丝印字符显示的信息中需要预先能读取的信息，诸如通过刻印来显示。这样的基板105b相当于第一基板。

基板105c安装在机箱105a的箱顶的第一开口OP1附近位置。基板105c安装有发光设备105f等。

摄像设备105d具有CCD等的图像传感器、将从读取窗入射的商品的光像在上述的图像传感器中进行成像的镜头系统等，生成表示商品的图像数据。

作为发光设备105e、105f，诸如可以利用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等公知设备。发光设备105e、105f分别通过读取窗101a向机箱105a的外部照射光。通过这样，发光设备105e、105f向对准读取窗101a的前面的商品进行照明。另外，发光设备105e除图示的两个外，还在隔着摄像设备105d的相反一侧同样地配置有两个。此外，发光设备105f在图2的深度方向上排列配置。当然，发光设备105e、105f的数量及配置也可以为任意的。例如，发光设备105e相当于第一发光设备，并且发光设备105f相当于第二发光设备。

遮光板105g在机箱105a的内部空间中以与读取窗101a大致平行的状态固定在机箱105a上。

图3是表示从图2中的左侧观察遮光板105g的姿态(形状)的平面图。

遮光板105g在透明、呈矩形的板体的中央附近形成大致矩形开口OP3，而且，形成用剖面线表示的遮光区域。作为板体的材质，虽然优选丙烯，但是只要是透明材料，则可以为任意材质。在遮光板105g中的开口OP3及除遮光区域外的区域透光。顺便说一下，开口OP3的在图3中的侧面，呈间隔从图2中的左侧向右侧变窄的斜面SL。

开口OP3制定其位置及大小，以使不遮挡从规定视场内到来的光而入射到摄像装置105d。

遮光区域实施有遮挡光透过而且反射也降低那样的加工。作为该加工，可以采用着色光反射率低的颜色、涂抹光反射率低的材料(吸光剂)、形成凹凸等的机械加工等任一种的方法。而且，遮光区域以发光设备105e所发出的光向对准读取窗101a的前面的商品用照明该商品所充分的光量到达的方式进行制定。而且，遮光区域切断光的路径，以使反射光不入射到摄像设备105d。这样，遮光板具有作为遮光部件的功能。

图4是商品识别装置100中的电气元件的框图。另外，在图4所示的元件中，对与图1及图2所示的相同元件附加相同符号。

商品识别装置100，作为电气元件，不仅包括键盘102、触摸面板103、顾客用显示器104、摄像设备105d、发光设备105e、105f，还包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)106、ROM(Read Only Memory：只读存储器)107、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)108、键盘接口(键盘I/F)109、面板接口(面板I/F)110、显示接口(显示I/F)111、摄像接口(摄像I/F)112、驱动部113、POS终端接口(POS终端I/F)114及总线115。另外，总线115包括地址总线及数据总线等，并将CPU106、ROM107、RAM108、键盘接口109、面板接口110、显示接口111、摄像接口112及POS终端接口114相互连接。

键盘102包括多个按键开关，向CPU106输出表示由操作员对这些按键开关的操作的内容的命令。

触摸面板103诸如包括LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等的显示设备、与该显示设备的显示画面重叠配置的透明的二维触摸传感器。触摸面板103在CPU106的控制下将任意图像显示在显示设备中。触摸面板103通过二维触摸传感器检测在显示设备的显示画面中的操作员的触摸位置，并输出表示其触摸位置的座标数据。触摸面板103用于显示表示应该向操作员提示的各种信息的图像、或用于输入操作员的操作。

顾客用显示器104在CPU106的控制下显示任意的字符串或图像。顾客用显示器104用于显示应该向顾客提示的各种字符串、图像。作为顾客用显示器104，诸如可以利用荧光管显示器或LCD。

CPU106相当于计算机的中枢部分。CPU106基于ROM107及RAM108所存储的操作系统、中间件及应用程序，为实现作为商品识别装置100的各种动作而控制商品识别装置100的各要素。

ROM107相当于上述计算机的主存储部分。ROM107存储上述操作系统。ROM107也有存储上述中间件、应用程序的情况。此外，ROM107也有存储CPU106进行各种处理时参照的数据的情况。

RAM108相当于上述计算机的主存储部分。RAM108存储CPU106进行各种处理时参照的数据。而且，RAM108被用作预先存储CPU106进行各种处理时暂时使用的数据的所谓工作区。

ROM107所存储的应用程序包括与基于通过摄像设备105d生成的图像数据，通过目的物识别识别商品的识别处理相关而记述的程序。

键盘接口109、面板接口110、显示接口111、摄像接口112及POS终端接口114，分别与CPU106、键盘102、触摸面板103、顾客用显示器104、摄像设备105d及POS终端200进行数据授受。

驱动部113为使发光设备105e、105f在CPU106的控制下亮灯而分别进行驱动。

另外，POS终端200具有通过通信网络600与服务器700进行通信的功能。

接着，对商品识别装置100的动作进行说明。

在商品识别装置100处于要进行商品识别的动作状态时，CPU106使摄像设备105d动作以使以一定的帧频进行摄像，而且，以与其同步的适当的定时使发光设备105e、105f发光，以使商品被照明。

对准读取窗101a的前面、并通过发光设备105e、105f所发出的光来照明的商品的光像，通过读取窗101a及遮光板105g的开口OP3入射到摄像设备105d的镜头系统，并在摄像设备105d的图像传感器中被成像。而且，图像传感器生成与被成像的光像对应的图像数据。CPU106在将通过图像传感器生成的图像数据读取到RAM108之后，将该图像数据作为对象，与词库所存储的核对用数据进行比较，通过执行识别物体的识别处理，对对准读取窗101a的前面的商品进行识别。因此，CPU106具有作为识别部的功能。核对用数据是特征量、基准图像，这些核对用数据预先被存储在词库中。特征量是将商品的标准的形状、表面的色彩、图案、凹凸状况等的外观特征进行参数化的数据。在商品识别装置100、POS终端200、与POS终端200连接的服务器(未图示)中的任一个装置中设置词库。

识别处理也可以是与在现有同种装置中进行的处理同样的。另外，识别图像中所包含的物体的情况被称为一般物体识别(generic object recognition：一般物体识别)。关于这样的一般物体识别，在下列的文献中各种识别技术被说明。

柳井啓司，“一般物体認識の現状と今後”，情報処理学会論文誌，Vol.48，No.SIG16[平成22年8月10日検索]，インターネット<URL:http://mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf>(柳井启司，“一般物体识别的现状与未来”，信息处理学会论文志，Vol.48，No.SIG16“平成22年8月10日检索”，互联网＜URL：http：//mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf＞)

此外，通过对应每个目的物对图像进行区域分割，进行一般物体识别的技术在下列的文献中被说明。

Jamie Shottonら，“Semantic Texton Forests for Image Categorization andSegmentation”，[平成22年8月10日検索]，インターネット<URL:http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi＝10.1.1.145.3036&rep＝rep1&type＝pdf>(Jamie Shottonら(杰米肖顿等人)，“Semantic Texton Forests for ImageCategorization and Segmentation：”，“平成22年8月10日检索”，互联网＜URL：http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi＝10.1.1.145.3036&rep＝rep1&type＝pdf＞)

另外，通过发光设备105e、105f发出的光大多通过读取窗101a向机箱105a的外部放射，但一部分光有可能通过机箱105a进行反射，之后通过各种各样的路径到达到摄像设备105d。此外，来自商品的光有可能除上述直接的路径以外，还有通过机箱105a的反射，之后通过各种各样的路径到达到摄像装置105d。

不过，这些反射光中的到达到基板105b中几乎不进行反射而大幅度地进行衰减。此外，在反射光中到达到遮光板105g的遮光区域的反射光，几乎不透过遮光板105g也不由其反射而大幅度地进行衰减。

通过这样做，反射光中的大多反射光不入射到摄像设备105d。就是说，在通过机箱105a进行反射之后向摄像装置105d进行入射的光量，通过基板105b及遮光板105g能够减少，通过这样，可减少多余的映入从而提高商品的画质。

而且，通过对画质高的商品的图像的识别处理，能够实现精度高的商品识别。

本实施例可以如下那样的变形实施。

也可以设置形成各自不同的遮光区域的多个遮光板来代替遮光板105g。

也可以设置不是板状的遮光部件来代替遮光板105g。

当具有露出机箱105a的内部空间的面的基板被设置在基板105b以外时，也可以在其基板105b以外的基板上实施与基板105b同样地防止反射加工。如果基板105c以露出机箱105a的内部空间的方式被配置，则也可以在基板105c的朝向读取窗101a的一侧的面上实施防止反射加工。这时，基板105c相当于第二基板。

虽然对本发明的几个实施例进行了说明，但是这些实施例是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施例可以用其他各种形式来实施，在不脱离发明的要旨的范围内可以进行各种省略、替换、变更。这些实施例及其变形均被包含在发明的范围或要旨中，而且，包含在权利要求的范围所记载的发明和其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：

机箱，形成有摄像窗；

第一发光设备，设置在所述机箱的内部，通过所述摄像窗向所述机箱的外部放射照明光；

摄像设备，通过所述摄像窗摄像位于所述机箱的外部的物体；以及

遮光部件，设置在所述摄像窗和所述摄像装置之间，遮挡所述机箱内部各个地方中的反射光中的至少一部分反射光入射到所述摄像设备。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光部件是在一部分区域实施了遮挡朝向所述摄像设备的反射光的处理的透明的板材，使从所述发光设备发出的光在未实施遮蔽所述反射光的处理的区域通过。

3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光部件具有开口，

所述摄像设备通过所述开口进行摄像。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其特征在于，还包括：

第二发光设备，通过所述摄像窗向所述机箱的外部发射照明光。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光部件设置有多个遮光板，各个所述遮光板形成各不相同的遮光区域。

6.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光板在所述机箱的内部空间中以与所述摄像窗平行的状态被固定在所述机箱上。

7.根据权利要求6所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光板在透明、呈矩形的板体的中央附近形成有矩形开口。

8.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光部件的所述遮光区域采用着色光的反射率低的颜色、涂抹光的反射率低的材料、或形成凹凸的机械加工进行降低发射加工处理。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，

所述遮光板由丙烯制成。

10.一种目的物识别扫描仪，其特征在于，包括：

机箱，形成有摄像窗；

发光设备，设置在所述机箱的内部，通过所述摄像窗向所述机箱的外部放射照明光；

摄像设备，通过所述摄像窗摄像位于所述机箱的外部的物体；

识别部，基于通过所述摄像设备而获得的图像所显示的所述物体的特征，识别所述物体；以及

遮光部件，设置在所述摄像窗和所述摄像装置之间，遮挡所述机箱内部各个地方中的反射光中的至少一部分反射光入射到所述摄像设备。