CN111524303A - 一种超市自助结账防盗系统及其防盗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超市自助结账防盗系统，包括：架设在底座上的传送带，架设在所述传送带上的扫描终端，与所述扫描终端之间进行数据交互的所述处理终端数据，所述扫描终端用于将扫描的商品条码数据、拍摄的商品图像、拍摄的客户体型图像发送给所述处理终端，所述处理终端基于商品条码数据和商品图像数据判断商品是否漏扫、基于客户体型图像数据和预设的体型数据判断客户是否携带。本发明通过扫描终端扫描商品的条码、商品图像、客户体型轮廓，将商品图像与条码对应的预设商品图像进行匹配，避免商品堆叠等情况导致商品漏扫而造成损失，将客户体型轮廓和标准体型轮廓比较避免客户携带未扫描商品。

Description

一种超市自助结账防盗系统及其防盗方法

技术领域

本发明涉及防盗系统技术领域，尤其涉及一种超市自助结账防盗系统及其防盗方法。

背景技术

商品和服务是连接超市和消费者的主要媒介，因此将商品和服务持续优化升级是超市发展的核心内容。结账是消费者在超市消费的最终环节，排队慢、排队长一直是传统结账系统为人所诟病的硬伤，也是消费者最无法容忍和抱怨最多的问题。自助结账方式可以有效的提高顾客结账的效率，减少超市的人工成本，近年来在零售行业得到了消费者和超市越来越多的认可。但是另一方面,自助结账方式也使得偷盗现象出现增长，有部分消费者会在自助付款时故意遗漏对某些选购商品进行扫描付款，或者使用低价商品的条形码代替高价物品的条形码错扫商品，通过这种偷梁换柱的方式减少实际应付款项，给超市经营者带来了不可忽略的损失。

传统的方法是通过增派人手加强巡逻监督来避免这种损失，但是在高峰时段工作人员工作强度大，仍然不免顾此失彼。另一种方法是为每件商品粘贴防盗标签，如RFID电子标签或磁标签，只有在收银台被电子识别或消磁了的商品才能顺利带走。这种方法的缺点是需要为每件商品安装标签，成本高昂，并且部分金属包装的商品无法安装电子标签，而如果全部使用磁标签，那么消磁工作又会大大影响结账的效率。此外，专利CN203941579U所描述的自助结账防盗收银机使用称重防盗模块对经过条码扫描平台的商品进行重量验证进而防盗，但是商品重量无法作为商品的唯一标识，只能一定程度上防止出现错扫商品的现象，而且其无法监测漏扫商品现象的发生。专利CN107862775A所描述的超市商品防盗预警系统，对放入同一购物车内的商品数量和结算商品数量进行核对，但是需要为每台购物车安装一个唯一的标识，一个摄像装置和一个通信装置，其必然造成系统的整体成本高昂，实际应用困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种超市自助结账防盗系统及其防盗方法，以解决现有防盗系统无法监测漏扫，结构复杂，整体系统成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超市自助结账防盗系统，包括：架设在底座上的传送带，架设在所述传送带上的扫描终端，与所述扫描终端之间进行数据交互的所述处理终端数据，所述扫描终端用于将扫描的商品条码数据、拍摄的商品图像、拍摄的客户体型图像发送给所述处理终端，所述处理终端基于商品条码数据和商品图像数据判断商品是否漏扫、基于客户体型图像数据和预设的体型数据判断客户是否携带。

进一步地，所述扫描终端包括：龙门架，所述龙门架上挂设有与所述处理终端数据交互的第一条码扫描器、第二条码扫描器、第一摄像头、第二摄像头，所述第一条码扫描器与第二条码扫描器互为垂直设置，所述第一摄像头镜头朝向所述传送带，所述第二摄像头镜头朝向客户通道。

进一步地，所述处理终端包括：数据接收单元、商品比较单元、人物比较单元；

所述数据接收单元分别与所述商品比较单元、人物比较单元连接，用于接收所述扫描终端发送的数据；

所述商品比较单元用于将获取的商品图像转成商品图像数据，将获取的商品条码数据所对应的预设商品图像数据与获取的商品图像数据进行比较，判断是相同；

所述人物比较单元用于将客户体型图像转成客户体型图像数据，将获取的客户体型图像数据与预设体型图像数据进行比较，判断是否相同。

进一步地，所述传送带的前端放置商品处设有重力感应器，所述重力感应器用于感应是否有商品放置在所述传送带上产生驱动信号，所述重力感应器与所述传送带的控制器连接。

本发明还提供一种适用于超市自助结账防盗系统的防盗方法，包括：

1.商品漏扫监测：

步骤11：当商品放置在重力感应器所在区域时，传送带带动商品进入扫描终端的扫描区域；

步骤12：第一条码扫描器或第二条码扫描器扫描商品条码数据，通过商品条码数据获取预存的商品图像数据；第一摄像头获取商品图像；

步骤13：将获取的商品图像转变为商品图像数据；

步骤14：判断预存的商品图像数据与步骤13中获取的商品图像数据是否匹配，当不匹配时，产生漏扫告警信号；

2.客户体型监测：

步骤21：当重力感应器一定时间内未有感应时，第二摄像头获取客户体型图像；

步骤22：将获取的客户体型图像转变为客户体型图像数据；

步骤23：将步骤22中获取的客户体型图像数据与预存体型图像数据进行比较，当客户体型图像数据与预设体型图像数据的相似度低于预设阀值时，产生携带告警信号。

进一步地，所述步骤13中，将获取的商品图像转变为商品图像数据的具体步骤如下：

步骤131：使用背景差分法滤除背景，提取商品图像；

步骤132：将商品图像进行网络风格划分得到若干图像块，提取每个图像块的局部特征，通过核描述子将每个图像块的局部特征转换成紧致的图像块特征；

步骤133：通过概率分布建模法建立局部特征的全局特征，完成将获取的商品图像转变为商品图像数据；

进一步地，所述步骤131的具体方法为：将获取的商品图像与预存的传动带背景图像作差分，阈值超过临界值的像素点集合为商品图像。

进一步地，所述步骤133中所述概率分布为高斯分布或高斯混合分布。

进一步地，所述步骤22的具体步骤如下：

步骤221：提取视频序列中的客户体型轮廓；

步骤222：根据预设可携带物品特征，去除客户体型轮廓中的可携带物品轮廓，得到客户体型图像数据。

进一步地，所述步骤221的具体方法为：使用帧差法或背景差分法从视频序列中提取人体目标，对提取到的人体目标经过形态学开闭运算、二值化和对齐平均处理，得到在视频序列中的客户体型轮廓。

进一步地，所述步骤222的具体方法为：根据预设可携带物品位置信息和特征信息，使用梯度直方图从客户体型轮廓中提取可携带物品形状特征，使用局部Gabor二值模式特征提取可携带物品颜色特征，结合可携带物品形状特征、可携带物品颜色特征去除客户体型轮廓中可携带物品。

本发明具有的优点和有益效果：

本发明通过扫描终端扫描商品的条码、商品图像，将商品图像与条码对应的预设商品图像进行匹配，以此来判断在结账扫描时，是否有商品漏扫，避免商品堆叠等情况导致商品漏扫而造成损失。本发明通过对客户体型轮廓的扫描获取，通过与预设的人体体型轮廓进行匹配，以此来判断客户是否存在携带未扫描商品离开而带来损失。本发明结构简单易于在现有的结账系统中安装，成本低。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明的商品扫描区的主视图；

图2是本发明的商品扫描区的俯视图；

图3是本发明的商品扫描区的左视图；

图4是本发明的收银台示意图；

图5是本发明的扫描终端和处理终端连接示意图；

图6是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更详细地描述，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1-5所示，本发明的一种超市自助结账防盗系统，包括底座框架1、收银台2，底座框架1上架设有传送带11，传送带11末端的底座框架1上设有供打包带固定的挂钩12，传送带11的起始端设有重力感应器13形成重力感应区，传送带11上架设龙门架14，龙门架14上挂设有第一条码扫描器15、第二条码扫描器16、第一摄像头17、第二摄像头18、报警器19，第一条码扫描器15与第二条码扫描器16互为垂直设置，第一摄像头17朝向所述传送带11，第二摄像头18朝向客户通道；收银台2上安装有触摸显示屏21、硬币投币口22、纸币投币口23、pos机插口24、零钱出口25、小票打印口26，结算单元210、处理终端的数据接收单元27、商品比较单元28、人物比较单元29设置在收银台2内，结算单元210分别与触摸显示屏21、硬币投币口22、纸币投币口23、pos机插口24、零钱出口25、小票打印口26连接，用于进行商品结算，数据接收单元27分别与商品比较单元2、人物比较单元29连接，用于接收第一条码扫描器15、第二条码扫描器16、第一摄像头17、第二摄像头18发送的数据；商品比较单元28用于将获取的商品图像转成商品图像数据，将获取的商品条码数据所对应的预设商品图像数据与获取的商品图像数据进行比较，判断是相同；人物比较单元29用于将客户体型图像转成客户体型图像数据，将获取的客户体型图像数据与预设体型图像数据进行比较，判断是否相同。

本实例中传送带高为70cm～80cm，长为200cm，高度符合人体结构，方便客户处理商品，长度可以防止客户提前取走未付款商品。龙门架采用绝缘材料，架设在传送带前端50cm处，高度为50cm，长度为30cm，与传送带宽度保持一致，高度和长度可以保证商品能够被顺利的扫描和拍摄。第一条码扫描器设置于龙门架左内侧10cm高处用于扫描商品侧面的条码，第二条码扫描器设置于龙门架顶板内侧离中心10cm处用于扫描商品顶证明的条码，两个扫描器同一平面内互为垂直设置，通过条码可以获取商品的编码、名称、价格、重量、折扣、预存商品图像等信息。第一摄像头、第二摄像头采用CCD或CMOS图像传感器，第一摄像头设置于龙门架顶板内侧中间位置，镜头朝向传送带，第二摄像头设置于龙门架靠近客户通道的一侧，镜头朝向客户通道。

如图6所示，本发明一种超市自助结账防盗系统的防盗方法包括两个过程，一个是对商品是否漏扫的监测，另一个是对客户是否携带未扫描商品的客户体型监测：

1.商品漏扫监测：

步骤S11：当客户将商品放置在重力感应器所在区域时，重力感应器感应重力变化，说明有商品放在传送带上待扫描，从而驱动传送带带动商品进入扫描终端的扫描区域；

步骤S12：第一条码扫描器或第二条码扫描器扫描商品条码数据，通过wifi将数据传送给数据接收单元，商品比较单元将商品条码数据作为关键字获取预存的商品图像数据；第一摄像头获取商品图像，通过wifi将数据传送给数据接收单元；

步骤S131：将获取的商品图像与预存的传动带背景图像作差分，阈值超过临界值的像素点集合为商品图像，提取商品图像；

步骤S132：将商品图像进行网格划分得到若干图像块，提取每个图像块的局部特征，其中包括形状特征、颜色特征、纹理特征，形状特征可以使用梯度特征，颜色特征可以使用RGB颜色空间特征，纹理特征可以使用局部二值模式特征或中心二值化特征。通过核描述子将每个图像块的局部特征转换成紧致的图像块特征，其中包括基于梯度的核描述子特征、基于局部二值模式的核描述子特征、基于RGB的核描述子特征；

步骤S133：通过概率分布，优选高斯分布或高斯混合分布，建立局部特征的全局特征，完成将获取的商品图像转变为商品图像数据；

步骤S14：采用基于Wasserstein距离作为相似性度量匹配获取的商品图像数据与预设商品图像的分布式图像特征，相比KL散度等其他度量概率分布特征距离的方式，Wasserstein距离能够保持分布式特征的几何空间结构信息，当不匹配时，产生漏扫告警信号，由报警器告警；

2.客户体型监测：

步骤S21：当重力感应器一定时间内未有感应时，说明客户已经将商品全部放置传送带扫描，此时第二摄像头获取客户体型图像，开始对客户是否携带未扫描商品进行监测；

步骤221：对运动人体进行分割，因为采集的视频序列视角固定，背景不变，因此分割方法可以使用帧差法或背景差分法从视频序列中提取人体目标，对提取到的人体目标经过形态学开闭运算、二值化和对齐平均处理，得到在视频序列中的客户体型轮廓；

步骤222：根据预设可携带物品位置信息和特征信息，使用梯度直方图从客户体型轮廓中提取可携带物品形状特征，使用局部Gabor二值模式特征提取可携带物品颜色特征，结合可携带物品形状特征、可携带物品颜色特征去除客户体型轮廓中可携带物品；

步骤S23：将步骤S22中获取的客户体型图像数据与预存体型图像数据进行比较，当客户体型图像数据与预设体型图像数据的相似度低于预设阀值时，产生携带告警信号。

对于建立预存体型图像数据，即无携带商品状态下的客户体型标准轮廓模板集，由于不同人体在行走的过程中会产生多种不同的人体轮廓，为确定合适的模板集，使用主成分分析，局部保持投影等方法提取不同行人相同步态的关键帧，并使用对应位置的像素值平均法创建模板集合，形成预存体型图像数据。

防盗监测发现没有携带遗漏后，结算单元210进行结算过程，触摸显示屏21会显示相关信息，同时接收客户的操作指令，客户可以通过硬币投币口22、纸币投币口23、pos机插口24进行结款，零钱出口25吐出找回的钱，小票打印口26打印出小票。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的改变和变形。凡采用等同替换或等效变换所形成的技术方案，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种超市自助结账防盗系统，其特征在于，包括：架设在底座上的传送带，架设在所述传送带上的扫描终端，与所述扫描终端之间进行数据交互的所述处理终端数据，所述扫描终端用于将扫描的商品条码数据、拍摄的商品图像、拍摄的客户体型图像发送给所述处理终端，所述处理终端基于商品条码数据和商品图像数据判断商品是否漏扫、基于客户体型图像数据和预设的体型数据判断客户是否携带。

2.如权利要求1所述的超市自助结账防盗系统，其特征在于，所述扫描终端包括：龙门架，所述龙门架上挂设有与所述处理终端数据交互的第一条码扫描器、第二条码扫描器、第一摄像头、第二摄像头，所述第一条码扫描器与第二条码扫描器互为垂直设置，所述第一摄像头镜头朝向所述传送带，所述第二摄像头镜头朝向客户通道；

所述处理终端包括：数据接收单元、商品比较单元、人物比较单元；

所述数据接收单元分别与所述商品比较单元、人物比较单元连接，用于接收所述扫描终端发送的数据；

所述商品比较单元用于将获取的商品图像转成商品图像数据，将获取的商品条码数据所对应的预设商品图像数据与获取的商品图像数据进行比较，判断是相同；

所述人物比较单元用于将客户体型图像转成客户体型图像数据，将获取的客户体型图像数据与预设体型图像数据进行比较，判断是否相同。

3.如权利要求1或2所述的超市自助结账防盗系统，其特征在于，所述传送带的前端放置商品处设有重力感应器，所述重力感应器用于感应是否有商品放置在所述传送带上产生驱动信号，所述重力感应器与所述传送带的控制器连接。

4.一种超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，包括：

1.商品漏扫监测：

步骤11：当商品放置在重力感应器所在区域时，传送带带动商品进入扫描终端的扫描区域；

步骤12：第一条码扫描器或第二条码扫描器扫描商品条码数据，通过商品条码数据获取预存的商品图像数据；第一摄像头获取商品图像；

步骤13：将获取的商品图像转变为商品图像数据；

步骤14：判断预存的商品图像数据与步骤13中获取的商品图像数据是否匹配，当不匹配时，产生漏扫告警信号；

2.客户体型监测：

步骤21：当重力感应器一定时间内未有感应时，第二摄像头获取客户体型图像；

步骤22：将获取的客户体型图像转变为客户体型图像数据；

步骤23：将步骤22中获取的客户体型图像数据与预存体型图像数据进行比较，当客户体型图像数据与预设体型图像数据的相似度低于预设阀值时，产生携带告警信号。

5.如权利要求4所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤13中，将获取的商品图像转变为商品图像数据的具体步骤如下：

步骤131：使用背景差分法滤除背景，提取商品图像；

步骤132：将商品图像进行网络风格划分得到若干图像块，提取每个图像块的局部特征，通过核描述子将每个图像块的局部特征转换成紧致的图像块特征；

步骤133：通过概率分布建模法建立局部特征的全局特征，完成将获取的商品图像转变为商品图像数据。

6.如权利要求5所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤131的具体方法为：将获取的商品图像与预存的传动带背景图像作差分，阈值超过临界值的像素点集合为商品图像。

7.如权利要求5所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤133中所述概率分布为高斯分布或高斯混合分布。

8.如权利要求4所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤22的具体步骤如下：

步骤221：提取视频序列中的客户体型轮廓；

步骤222：根据预设可携带物品特征，去除客户体型轮廓中的可携带物品轮廓，得到客户体型图像数据。

9.如权利要求8所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤221的具体方法为：使用帧差法或背景差分法从视频序列中提取人体目标，对提取到的人体目标经过形态学开闭运算、二值化和对齐平均处理，得到在视频序列中的客户体型轮廓。

10.如权利要求8所述的超市自助结账防盗系统的防盗方法，其特征在于，所述步骤222的具体方法为：根据预设可携带物品位置信息和特征信息，使用梯度直方图从客户体型轮廓中提取可携带物品形状特征，使用局部Gabor二值模式特征提取可携带物品颜色特征，结合可携带物品形状特征、可携带物品颜色特征去除客户体型轮廓中可携带物品。

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