CN109215260A - 一种自助餐厅人工智能结算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自助餐厅人工智能结算系统，包括单片机、结算区、摄像系统、图像处理器和结算终端；所述结算区为重力感应区域，其开启阈值为大于一个托盘的重量，当菜品放入时会产生结算信号发送至单片机，控制摄像系统对菜品拍照；图像处理器用于对拍摄的照片进行处理后将处理信息发送至结算终端；该系统使用颜色和形状区分餐盘，并以此为博士特征区别与其他目标。通过图像预处理，椭圆拟合等方法对空餐盘进行模式特征提取，在基于以提取的特征，对放有菜品的餐盘进行识别结算。
Description
技术领域
本发明涉及餐厅结算系统领域，特别涉及一种自助餐厅人工智能结算系统。
背景技术
传统的自选餐厅在结算时，结算人员需要根据顾客选取菜品餐盘的颜色和大小进行计价结算，受制于客流量大小和人眼疲劳的原因，经常会出现排队拥挤和结算出处的情况，导致经济损失。近年来有人提出RFID的自动结算系统，可以精确快速的进行识别计算，但是结构复杂、配套设施昂贵，应用收到制约。
模式识别是计算机用数学的方法来研究模式的自动处理和判读。模式识别的准确性和高效性使其在文字和人脸识别、遥感和医学诊断等方面有诸多应用，但是在餐饮服务，如自助结算领域缺少有应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种自助餐厅人工智能结算系统，该系统使用颜色和形状区分餐盘，并以此为博士特征区别与其他目标。通过图像预处理，椭圆拟合等方法对空餐盘进行模式特征提取，在基于以提取的特征，对放有菜品的餐盘进行识别结算。
本发明的自助餐厅人工智能结算系统，包括单片机、结算区、摄像系统、图像处理器和结算终端；所述结算区为重力感应区域，其开启阈值为大于一个托盘的重量，当菜品放入时会产生结算信号发送至单片机，控制摄像系统对菜品拍照；图像处理器用于对拍摄的照片进行处理后将处理信息发送至结算终端；
进一步，所述摄像系统采用具有曝光补偿的CCD相机，通过设置驱动芯片寄存器使输出图片格式为RGB565,图像处理器采用DSP实现；
进一步，所述图像处理器包括：
图像预处理模块，用于将以托盘为背景，并放有若干个餐盘的彩色图像进行灰度化处理和高斯滤波；
阈值变换模块，用于提取各色样本餐盘的灰度阈值，以此阈值为标准，对图像进行阈值变换转化成二值图像并进行反色、填补孔洞处理，得到的阈值颜色为白色像素点，其余颜色为黑色像素点的图像；
边缘检测模块，用于利用sobel一阶算子对图像进行边缘检测，得到以边缘特征为集合的图像；
Hough变换检测圆模块，用于利用Hough变换检测圆对图像进行形状识别，识别完成后对目标标记并向系统范围检测结果；
循环检测模块，对图像进行相应次数的循环检测，直至检测完毕；
进一步，所述图像预处理模块采用分段灰度线性变换方法进行预处理；
进一步，所述边缘检测模块对图像的边缘集合做椭圆拟合来得到餐盘中心位置并计算餐盘的半径。
本发明的有益效果：本发明的自助餐厅人工智能结算系统，采用包含灰度线性变换、高斯滤波和曲线拟合等方法的算法对餐盘进行特征提取，使用阈值处理、边缘检测、快速hough变化检测圆等图像处理算法对目标图像识别结算，其具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图。
具体实施方式
本发明的自助餐厅人工智能结算系统包括单片机、结算区、摄像系统、图像处理器和结算终端；所述结算区为重力感应区域，其开启阈值为大于一个托盘的重量，当菜品放入时会产生结算信号发送至单片机，控制摄像系统对菜品拍照；图像处理器用于对拍摄的照片进行处理后将处理信息发送至结算终端；所述摄像系统采用具有曝光补偿的CCD相机，通过设置驱动芯片寄存器使输出图片格式为RGB565,图像处理器采用DSP实现；曝光补偿能够补偿因光环境不同对图片色彩产生的影响，进而提高系统对颜色识别的准确度。
所述图像处理器包括：图像预处理模块，用于将以托盘为背景，并放有若干个餐盘的彩色图像进行灰度化处理和高斯滤波；从而减小数据计算量并便于识别颜色特征。
阈值变换模块，用于提取各色样本餐盘的灰度阈值，以此阈值为标准，对图像进行阈值变换转化成二值图像并进行反色、填补孔洞处理，得到的阈值颜色为白色像素点，其余颜色为黑色像素点的图像；
边缘检测模块，用于利用sobel一阶算子对图像进行边缘检测，得到以边缘特征为集合的图像；
Hough变换检测圆模块，用于利用Hough变换检测圆对图像进行形状识别，识别完成后对目标标记并向系统范围检测结果；Hough变换检测圆模块对各种噪声、形变、边缘断续，甚至区域残缺都具有良好的鲁棒性和适应性。为减小计算量和存储空间，采用快速Hough变换圆进行图像形状识别。
检测循环检测模块，对图像进行相应次数的循环检测，直至检测完毕；一次检测是对单一颜色餐盘进行识别，根据模式预提取各色样本的个数，进行循环检测。
所述图像预处理模块采用分段灰度线性变换方法进行预处理；其优点是能够根据需要，拉伸物体的灰度细节，抑制不需要的灰度级。
利用sobel一阶算子对得到的灰度图像进行边缘检测，由于餐盘摆放位置和成像畸变等因素的影响，使得到的边缘通常不是正圆，所以对图像的边缘做椭圆拟合来得到餐盘中心位置并计算餐盘的半径。
餐盘图像在椭圆拟合后得到中心位置和半径，可以计算该餐盘颜色所对应灰度值。方法是对其内部像素的灰度值求平均，其结果为此颜色餐盘所对应的灰度值。
最后对所有不同样本进行特征提取，保存结果并建立结算系统数据库，数据库在识别过程中将被调用
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种自助餐厅人工智能结算系统，其特征在于，包括单片机、结算区、摄像系统、图像处理器和结算终端；所述结算区为重力感应区域，其开启阈值为大于一个托盘的重量，当菜品放入时会产生结算信号发送至单片机，控制摄像系统对菜品拍照；图像处理器用于对拍摄的照片进行处理后将处理信息发送至结算终端。
2.根据权利要求1所述的自助餐厅人工智能结算系统，其特征在于：所述摄像系统采用具有曝光补偿的CCD相机，通过设置驱动芯片寄存器使输出图片格式为RGB565,图像处理器采用DSP实现。
3.根据权利要求2所述的自助餐厅人工智能结算系统，其特征在于：所述图像处理器包括：
图像预处理模块，用于将以托盘为背景，并放有若干个餐盘的彩色图像进行灰度化处理和高斯滤波；
阈值变换模块，用于提取各色样本餐盘的灰度阈值，以此阈值为标准，对图像进行阈值变换转化成二值图像并进行反色、填补孔洞处理，得到的阈值颜色为白色像素点，其余颜色为黑色像素点的图像；
边缘检测模块，用于利用sobel一阶算子对图像进行边缘检测，得到以边缘特征为集合的图像；
Hough变换检测圆模块，用于利用Hough变换检测圆对图像进行形状识别，识别完成后对目标标记并向系统范围检测结果；
循环检测模块，对图像进行相应次数的循环检测，直至检测完毕。
4.根据权利要求3所述的自助餐厅人工智能结算系统，其特征在于：所述图像预处理模块采用分段灰度线性变换方法进行预处理。
5.根据权利要求3所述的自助餐厅人工智能结算系统，其特征在于：所述边缘检测模块对图像的边缘集合做椭圆拟合来得到餐盘中心位置并计算餐盘的半径。
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