FR3143809A1 - System and method for acquiring a plurality of images and associated identification system and method - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système (10) d’acquisition d’images d’un produit alimentaire (5, 6) disposé dans une zone d’acquisition (1), le système d’acquisition comprenant : - une caméra (12) configurée pour acquérir une image couleur, la caméra présentant un premier axe optique, - un détecteur thermique (14) configuré pour acquérir une image thermique, le détecteur thermique présentant un deuxième axe optique, - un capteur de profondeur tridimensionnelle (16) configuré pour acquérir une image du relief, le capteur de profondeur tridimensionnelle présentant un troisième axe optique, - une unité de traitement (15) configurée pour recevoir chaque image et pour générer trois images finales, le détecteur thermique étant positionné entre la caméra et le capteur de profondeur tridimensionnelle, le premier axe optique, le deuxième axe optique et le troisième axe optique étant parallèles entre eux, le premier axe optique et le troisième axe optique étant espacés d’une distance comprise entre 5 et 20 centimètres. Figure pour l’abrégé : Fig. 2The invention relates to a system (10) for acquiring images of a food product (5, 6) arranged in an acquisition zone (1), the acquisition system comprising: - a camera (12) configured to acquire a color image, the camera having a first optical axis, - a thermal detector (14) configured to acquire a thermal image, the thermal detector having a second optical axis, - a three-dimensional depth sensor (16) configured to acquire a image of the relief, the three-dimensional depth sensor having a third optical axis, - a processing unit (15) configured to receive each image and to generate three final images, the thermal detector being positioned between the camera and the three-dimensional depth sensor, the first optical axis, the second optical axis and the third optical axis being parallel to each other, the first optical axis and the third optical axis being spaced at a distance of between 5 and 20 centimeters. Figure for abstract: Fig. 2
Description
La présente invention concerne de manière générale le domaine de l’identification de produits, notamment de produits alimentaires.The present invention generally relates to the field of product identification, particularly food products.
Elle trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la restauration collective, pour identifier des produits positionnés sur un plateau, en particulier en vue de leur facturation automatique. Elle trouve également une application privilégiée dans l’estimation des caractéristiques nutritionnelles et caloriques des aliments positionnés sur un plateau. Elle trouve enfin une application avantageuse dans le cadre de la quantification du gaspillage alimentaire.It finds a particularly advantageous application in the field of collective catering, to identify products positioned on a tray, in particular with a view to their automatic invoicing. It also finds a preferred application in the estimation of the nutritional and caloric characteristics of foods positioned on a tray. Finally, it finds an advantageous application in the context of quantifying food waste.
Elle concerne plus particulièrement un système d’acquisition d’images d’un produit alimentaire disposé sur une zone d’acquisition.It relates more particularly to a system for acquiring images of a food product placed in an acquisition zone.
Afin d’accélérer les flux de personnes dans les établissements de restauration collective, il est actuellement recherché de procéder à des encaissements plus rapides.In order to accelerate the flow of people in collective catering establishments, it is currently being sought to carry out faster collections.
Il est notamment connu du document FR3069685 une installation visant à augmenter la rapidité des encaissements pour faciliter et fluidifier la circulation des personnes dans la zone de distribution des produits.It is known in particular from document FR3069685 an installation aimed at increasing the speed of collections to facilitate and streamline the movement of people in the product distribution area.
D’après ce document, cette installation comprend un poste d’acquisition muni d’au moins une caméra orientée vers une surface de pose d’un plateau comprenant les différents produits sélectionnés par un utilisateur. Selon ce document, le poste d’acquisition comprend trois caméras permettant d’acquérir des images des produits présents sur le plateau selon des angles différents. Les images acquises sont ensuite traitées pour identifier de manière automatique les différents produits positionnés sur le plateau et ensuite émettre le ticket d’encaissement correspondant.According to this document, this installation includes an acquisition station equipped with at least one camera oriented towards a surface for placing a tray comprising the different products selected by a user. According to this document, the acquisition station includes three cameras allowing images of the products present on the platform to be acquired from different angles. The acquired images are then processed to automatically identify the different products positioned on the tray and then issue the corresponding receipt.
Une telle installation permet effectivement d’automatiser l’émission d’un ticket et donc de réduire l’intervention humaine pour générer le ticket d’encaissement. Cependant, l’identification de produits par l’intermédiaire de cette installation présente une fiabilité limitée, notamment par exemple lorsqu’un produit est partiellement ou totalement caché par une assiette ou une serviette en papier ou lorsqu’il s’agit d’identifier des produits différents, de prix et valeurs nutritionnelles différents, mais de couleurs, de contenants ou d’autres aspects visuels identiques.Such an installation effectively makes it possible to automate the issuance of a ticket and therefore reduce human intervention to generate the collection ticket. However, the identification of products using this installation has limited reliability, in particular for example when a product is partially or totally hidden by a plate or a paper napkin or when it comes to identifying different products, with different prices and nutritional values, but with identical colors, containers or other visual aspects.
La présente invention propose d’améliorer l’identification automatique de produits alimentaires positionnés sur un plateau notamment lorsque ceux-ci sont susceptibles d’être partiellement dissimulés par un autre produit ou une serviette ou dans le cas de produits alimentaires présentant des températures différentes.The present invention proposes to improve the automatic identification of food products positioned on a tray, particularly when they are likely to be partially hidden by another product or a napkin or in the case of food products having different temperatures.
A cet effet, l’invention concerne un système d’acquisition d’une pluralité d’images d’au moins un produit alimentaire disposé dans une zone d’acquisition. Selon l’invention, le système d’acquisition comprend :
- une caméra configurée pour acquérir au moins une image couleur de la zone d’acquisition, la caméra présentant un premier axe optique,
- un détecteur thermique configuré pour acquérir au moins une image thermique de la zone d’acquisition, le détecteur thermique présentant un deuxième axe optique,
- un capteur de profondeur tridimensionnelle configuré pour acquérir au moins une image du relief de la zone d’acquisition, le capteur de profondeur tridimensionnelle présentant un troisième axe optique, et
- une unité de traitement configurée pour recevoir chaque image et pour générer trois images finales de la zone d’acquisition,
le détecteur thermique étant positionné entre la caméra et le capteur de profondeur tridimensionnelle,
les premier, deuxième et troisième axes optiques étant parallèles entre eux,
le premier axe optique et le troisième axe optique étant espacés d’une distance comprise entre 5 et 20 centimètres.To this end, the invention relates to a system for acquiring a plurality of images of at least one food product placed in an acquisition zone. According to the invention, the acquisition system comprises:
- a camera configured to acquire at least one color image of the acquisition zone, the camera having a first optical axis,
- a thermal detector configured to acquire at least one thermal image of the acquisition zone, the thermal detector having a second optical axis,
- a three-dimensional depth sensor configured to acquire at least one image of the relief of the acquisition zone, the three-dimensional depth sensor having a third optical axis, and
- a processing unit configured to receive each image and to generate three final images of the acquisition zone,
the thermal detector being positioned between the camera and the three-dimensional depth sensor,
the first, second and third optical axes being parallel to each other,
the first optical axis and the third optical axis being spaced at a distance of between 5 and 20 centimeters.
L’invention permet ainsi l’acquisition de différents types d’images de la zone d’acquisition et donc du produit alimentaire. En particulier, les images acquises ne se limitent pas seulement à une acquisition d’images en couleur de la zone d’acquisition mais également à une acquisition de données thermiques et de données de profondeur. Cela permet alors de caractériser de manière plus précise le produit alimentaire, en disposant de caractéristiques visuelles du produit alimentaire mais également d’autres caractéristiques physiques telles que sa température, ses dimensions et son volume.The invention thus allows the acquisition of different types of images of the acquisition zone and therefore of the food product. In particular, the images acquired are not only limited to an acquisition of color images of the acquisition zone but also to an acquisition of thermal data and depth data. This then makes it possible to characterize the food product more precisely, by having visual characteristics of the food product but also other physical characteristics such as its temperature, dimensions and volume.
De plus, l’agencement relatif des différents éléments du système d’acquisition permet de s’assurer de la qualité des images, en évitant notamment que la représentation de la zone d’acquisition sur les différentes images soit tronquée.In addition, the relative arrangement of the different elements of the acquisition system makes it possible to ensure the quality of the images, in particular by preventing the representation of the acquisition zone on the different images from being truncated.
Les images obtenues sont donc particulièrement avantageuses pour permettre par la suite une identification précise du produit alimentaire.The images obtained are therefore particularly advantageous for subsequently allowing precise identification of the food product.
Selon une variante de l’invention, le premier axe optique et le troisième axe optique sont de préférence espacés de 6 centimètres.According to a variant of the invention, the first optical axis and the third optical axis are preferably spaced 6 centimeters apart.
Cet agencement relatif de la caméra, du détecteur thermique et du capteur de profondeur tridimensionnelle permet de s’assurer de la qualité des images, en permettant notamment une représentation complète de la zone d’acquisition. Tous les produits alimentaires présents dans la zone d’acquisition sont donc visibles par la caméra, le détecteur thermique et le capteur de profondeur tridimensionnelle.This relative arrangement of the camera, the thermal detector and the three-dimensional depth sensor makes it possible to ensure the quality of the images, in particular by allowing a complete representation of the acquisition zone. All food products present in the acquisition zone are therefore visible by the camera, the thermal detector and the three-dimensional depth sensor.
Selon une forme de réalisation de l’invention, le premier axe optique, le deuxième axe optique et le troisième axe optique sont contenus dans un même plan.According to one embodiment of the invention, the first optical axis, the second optical axis and the third optical axis are contained in the same plane.
Cela permet de bénéficier d’éventuels effets de parallaxe qui permettent d’enrichir les informations visuelles obtenues à partir des images acquises par plusieurs caméras permettant d’acquérir des images couleurs, en termes de profondeur et perspective.This allows you to benefit from possible parallax effects which make it possible to enrich the visual information obtained from images acquired by several cameras making it possible to acquire color images, in terms of depth and perspective.
Selon autre forme de réalisation de l’invention, le premier axe optique et le troisième axe optique étant contenus dans un premier plan, le deuxième axe optique est contenu dans un deuxième plan parallèle et distinct du premier plan. Autrement dit, les projections des trois axes optiques dans un plan normal à ces derniers ne sont pas alignées.According to another embodiment of the invention, the first optical axis and the third optical axis being contained in a first plane, the second optical axis is contained in a second plane parallel to and distinct from the first plane. In other words, the projections of the three optical axes in a plane normal to them are not aligned.
Selon l’invention, la distance entre le premier plan et le deuxième plan est inférieure ou égale à 5 centimètres.According to the invention, the distance between the first plane and the second plane is less than or equal to 5 centimeters.
Cela permet un agencement plus compact de la caméra, du détecteur thermique et du capteur de profondeur tridimensionnelle tout en garantissant une qualité satisfaisante d’images obtenues.This allows a more compact arrangement of the camera, the thermal detector and the three-dimensional depth sensor while guaranteeing satisfactory quality of the images obtained.
Selon une caractéristique de l’invention, l’unité de traitement est configurée pour obtenir deux images couleurs distinctes de la zone d’acquisition selon respectivement une première résolution et une deuxième résolution et quatre images finales sont formées d’une image dans chacune des deux résolutions, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition. La première résolution est supérieure à la deuxième résolution. Selon une variante de l’invention, la première résolution correspond à une haute résolution et la deuxième résolution correspond à une résolution moyenne.According to one characteristic of the invention, the processing unit is configured to obtain two distinct color images of the acquisition zone according respectively to a first resolution and a second resolution and four final images are formed from one image in each of the two resolutions, of the thermal image and the relief image of the acquisition zone. The first resolution is higher than the second resolution. According to a variant of the invention, the first resolution corresponds to a high resolution and the second resolution corresponds to a medium resolution.
Selon une caractéristique de l’invention, l’unité de traitement est configurée pour obtenir deux images couleurs distinctes de la zone d’acquisition obtenue chacune respectivement selon un premier angle de vue et selon un deuxième angle de vue et les quatre images finales sont formées de deux images couleurs, chacune selon un angle de vue, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition.According to one characteristic of the invention, the processing unit is configured to obtain two distinct color images of the acquisition zone obtained each respectively according to a first angle of view and according to a second angle of view and the four final images are formed two color images, each according to an angle of view, the thermal image and the relief image of the acquisition zone.
L’utilisation de ces quatre types différents d’images permet une identification plus précise des produits alimentaires présents dans la zone d’acquisition. De plus, l’acquisition des deux images couleur avec deux résolutions différentes est particulièrement facile à mettre en œuvre.The use of these four different types of images allows for more precise identification of food products present in the acquisition area. In addition, the acquisition of two color images with two different resolutions is particularly easy to implement.
Selon une autre variante de l’invention, l’unité de traitement est configurée pour obtenir trois images couleurs distinctes de la zone d’acquisition obtenue chacune respectivement selon une première exposition, une deuxième exposition et une troisième exposition, cinq images finales sont donc formées d’une image couleur dans chacune de la première exposition, de la deuxième exposition et de la troisième exposition, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition.According to another variant of the invention, the processing unit is configured to obtain three distinct color images of the acquisition zone each obtained respectively according to a first exposure, a second exposure and a third exposure, five final images are therefore formed a color image in each of the first exposure, the second exposure and the third exposure, the thermal image and the relief image of the acquisition zone.
L’utilisation d’images avec différentes expositions, une image sous-exposée et une image surexposée, permet de limiter la perte d’informations concernant les parties sombres (souvent peu éclairées en pratique) ou les parties très claires (souvent soumises à un fort éclairage) de la zone d’acquisition.The use of images with different exposures, an underexposed image and an overexposed image, makes it possible to limit the loss of information concerning dark parts (often poorly lit in practice) or very light parts (often subject to strong lighting) of the acquisition zone.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’image couleur étant décomposée en trois couleurs primaires, les cinq images finales sont formées d’une image dans chacune des trois couleurs primaires, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition. De manière préférée, la décomposition est une décomposition selon les couleurs rouge vert bleu ou encore RGB pour Red, Green, Blue en anglais.According to another characteristic of the invention, the color image being broken down into three primary colors, the five final images are formed of an image in each of the three primary colors, of the thermal image and of the image of the relief of the acquisition zone. Preferably, the decomposition is a decomposition according to the colors red green blue or even RGB for Red, Green, Blue in English.
L’utilisation de ces cinq types différents d’images permet une identification plus précise des produits alimentaires présents dans la zone d’acquisition.The use of these five different types of images allows for more precise identification of food products present in the acquisition area.
Selon une autre variante de l’invention, le système d’acquisition comprend également un dispositif d’éclairage de la zone d’acquisition configuré pour émettre une illumination continue ou une illumination instantanée de la zone d’acquisition. De manière préférée, le dispositif d’éclairage émet une lumière blanche dont la température de couleur est comprise entre 3500K et 6400K.According to another variant of the invention, the acquisition system also comprises a device for lighting the acquisition zone configured to emit continuous illumination or instantaneous illumination of the acquisition zone. Preferably, the lighting device emits white light whose color temperature is between 3500K and 6400K.
Un tel dispositif d’éclairage permet de corriger la qualité de l’éclairage ambiant du lieu où est situé le dispositif selon l’invention. Ce dispositif d’éclairage est utilisé en complément de la lumière naturelle présente dans l’environnement de la zone d’acquisition. Cela permet d’améliorer la qualité des images obtenues en évitant que certaines parties de la zone d’acquisition ne soient pas ou peu visibles et/ou en corrigeant le rendu des couleurs.Such a lighting device makes it possible to correct the quality of the ambient lighting of the place where the device according to the invention is located. This lighting device is used in addition to the natural light present in the environment of the acquisition zone. This makes it possible to improve the quality of the images obtained by preventing certain parts of the acquisition zone from being visible or barely visible and/or by correcting the color rendering.
Selon encore une autre variante de l’invention, la caméra comprend un filtre polarisant.According to yet another variant of the invention, the camera comprises a polarizing filter.
Ce filtre polarisant vise à atténuer, voire annuler, d’éventuelles réflexions sur les parties spéculaires des objets et produits situés dans la zone d’acquisition.This polarizing filter aims to attenuate, or even cancel, possible reflections on the specular parts of objects and products located in the acquisition zone.
Selon une variante de réalisation de l’invention, le système d’acquisition comprend également des moyens de communication raccordés à l’unité de traitement et configurés pour échanger des données avec un serveur distant.According to a variant embodiment of the invention, the acquisition system also comprises communication means connected to the processing unit and configured to exchange data with a remote server.
L’invention concerne également un système d’identification d’au moins un produit alimentaire, le système d’identification comprenant :
The invention also relates to a system for identifying at least one food product, the identification system comprising:
- une zone d’acquisition adaptée à recevoir le produit alimentaire,
- an acquisition zone adapted to receive the food product,
- un système d’acquisition, selon l’invention, d’une pluralité d’images de chaque produit alimentaire, et
- a system for acquiring, according to the invention, a plurality of images of each food product, and
- un système de traitement configuré pour recevoir en entrée les trois images générées par l’unité de traitement et pour fournir en sortie une donnée d’identification de chaque produit alimentaire présent dans la zone d’acquisition.- a processing system configured to receive as input the three images generated by the processing unit and to provide as output identification data for each food product present in the acquisition zone.
Ce système d’identification permet, à partir des images acquises, d’identifier les produits alimentaires présents dans la zone d’acquisition. Les données d’identifications peuvent ensuite être utilisées pour des applications de facturation ou d’inventaire.This identification system makes it possible, from the acquired images, to identify the food products present in the acquisition zone. The identification data can then be used for billing or inventory applications.
Selon une variante de l’invention, le système d’identification comprend également un serveur distant configuré pour recevoir les trois images générées par l’unité de traitement du système d’acquisition et la donnée d’identification déterminée par le système de traitement de système d’identification et pour transmettre la donnée d’identification à une entité externe.According to a variant of the invention, the identification system also comprises a remote server configured to receive the three images generated by the processing unit of the acquisition system and the identification data determined by the system processing system identification and to transmit the identification data to an external entity.
Ainsi, les données d’identification déterminées peuvent être transmises à des entités externes, tel que par exemple un dispositif d’encaissement dans le cadre de la restauration collective pour permettre de facturer les produits alimentaires choisis par l’utilisateur concerné.Thus, the determined identification data can be transmitted to external entities, such as for example a collection device in the context of collective catering to enable billing for the food products chosen by the user concerned.
Selon une autre variante de l’invention, le système d’acquisition est positionné à une distance comprise entre 50 et 90 centimètres de la zone d’acquisition et, de préférence, comprise entre 50 et 65 centimètres de la zone d’acquisition, de préférence encore, comprise entre 55 et 60 centimètres de la zone d’acquisition.According to another variant of the invention, the acquisition system is positioned at a distance between 50 and 90 centimeters from the acquisition zone and, preferably, between 50 and 65 centimeters from the acquisition zone, preferably still, between 55 and 60 centimeters from the acquisition zone.
Il a été constaté que de telles gammes de distances permettent d’obtenir une étendue d’acquisition avec une profondeur de champ optimale pour une bonne reconnaissance des produits tout en préservant une facilité d’accès compatible avec l’encombrement des plateaux et des produits susceptibles de s’y trouver.It has been noted that such ranges of distances make it possible to obtain an acquisition range with an optimal depth of field for good recognition of products while preserving ease of access compatible with the bulk of the platforms and products likely to be there.
L’invention concerne également un procédé d’acquisition d’une pluralité d’images d’au moins un produit alimentaire disposé dans une zone d’acquisition, le procédé comprenant des étapes de :
- acquisition d’au moins une image couleur de la zone d’acquisition,
- acquisition d’une image thermique de la zone d’acquisition,
- acquisition d’une image de relief de la zone d’acquisition, et
- génération de trois images finales à partir de chaque image, les trois images finales étant formées d’une image couleur, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition.The invention also relates to a method for acquiring a plurality of images of at least one food product placed in an acquisition zone, the method comprising steps of:
- acquisition of at least one color image of the acquisition zone,
- acquisition of a thermal image of the acquisition zone,
- acquisition of a relief image of the acquisition zone, and
- generation of three final images from each image, the three final images being formed of a color image, the thermal image and the relief image of the acquisition zone.
Au sens de l’invention une image couleur peut être formée soit d’une image monochrome dans une couleur primaire ou composante soit d’une image formée d’une variation de niveaux de gris soit d’une image polychrome intégrant trois couleurs primaires.Within the meaning of the invention, a color image can be formed either from a monochrome image in a primary or component color or from an image formed from a variation of gray levels or from a polychrome image integrating three primary colors.
L’invention concerne enfin un procédé d’identification d’au moins un produit alimentaire disposé dans une zone d’acquisition, le procédé d’identification comprenant des étapes de :
- acquisition d’une pluralité d’images de chaque produit alimentaire selon le procédé d’acquisition conforme à l’invention, et
- identification de chaque produit alimentaire par fourniture d’une donnée d’identification de chaque produit alimentaire présent dans la zone d’acquisition.The invention finally relates to a method of identifying at least one food product placed in an acquisition zone, the identification method comprising steps of:
- acquisition of a plurality of images of each food product according to the acquisition method according to the invention, and
- identification of each food product by providing identification data for each food product present in the acquisition zone.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or exclusive of each other.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.The description which follows with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be carried out.
L’invention vise, selon une première application, à permettre l’identification automatique de produits ou d’aliments afin de faciliter voire d’automatiser le processus de facturation du prix de ces produits notamment dans un cadre de restauration collective. A cet effet l’invention propose, comme le montre schématiquement la
Le système d’identification S comprend alors une zone d’acquisition 1 destinée à recevoir des produits ou aliment à identifier comme cela apparaitra par la suite. La zone d’acquisition 1 est associée à un système d’acquisition d’image 10 qui selon l’exemple illustré est placé au-dessus de celle-ci. Le système d’identification communique via un réseau de communication 2 avec un serveur d’identification SRV afin notamment de permettre l’établissement d’une facture des produits 5, 6 positionnés dans la zone d’acquisition 1. Selon l’exemple illustré, les produits 5, 6 à identifier sont disposés sur un plateau de service du type de ceux utilisés dans la restauration collective par des clients pour transporter les articles choisis pour leur repas. Le plateau est alors placé dans la zone d’acquisition 1 par un client souhaitant faire établir le ticket d’encaissement correspondant à sa sélection.The identification system S then includes an acquisition zone 1 intended to receive products or food to be identified as will appear subsequently. Acquisition zone 1 is associated with an image acquisition system 10 which, according to the example illustrated, is placed above it. The identification system communicates via a communication network 2 with an SRV identification server in order in particular to allow the establishment of an invoice for the products 5, 6 positioned in the acquisition zone 1. According to the example illustrated, the products 5, 6 to be identified are placed on a serving tray of the type used in collective catering by customers to transport the items chosen for their meal. The tray is then placed in acquisition zone 1 by a customer wishing to have the receipt issued corresponding to their selection.
Ainsi, l’invention concerne notamment un système 10 d’acquisition d’images tel qu’illustré à la
De manière avantageuse selon l’invention, le système 10 d’acquisition d’images est positionné à une distancehde la zone d’acquisition 1. Cette distancehest ici comprise entre 50 et 90 cm. De préférence, cette distancehest comprise entre 50 et 65 cm. De préférence encore, cette distance est comprise entre 55 et 60 cm. Cet agencement du système 10 d’acquisition d’images par rapport à la zone d’acquisition 1 permet de capturer l’ensemble de la zone d’acquisition 1 et d’obtenir des images (quel que soit leur type) de bonne qualité pour en permettre l’analyse par un système de traitement 24 du système d’identification S.Advantageously according to the invention, the image acquisition system 10 is positioned at a distance h from the acquisition zone 1. This distance h is here between 50 and 90 cm. Preferably, this distance h is between 50 and 65 cm. More preferably, this distance is between 55 and 60 cm. This arrangement of the image acquisition system 10 relative to the acquisition zone 1 makes it possible to capture the entire acquisition zone 1 and to obtain images (whatever their type) of good quality for allow analysis by a processing system 24 of the identification system S.
Comme cela est représenté sur la
Comme le montre la
Chacun de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 sont positionnés sur le support 19 de manière que leurs axes optiques respectifs soient perpendiculaires au support 19. Par définition, l’axe optique d’un système optique est défini comme l’axe de symétrie de rotation de ce système optique.Each of the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16 are positioned on the support 19 so that their respective optical axes are perpendicular to the support 19. By definition, the optical axis of an optical system is defined as the axis of rotational symmetry of this optical system.
Ainsi, comme le montre la
De manière avantageuse selon l’invention, le premier axe optique A1 et le troisième axe optique A3 sont espacés d’une distancedcomprise entre 5 et 20 centimètres (cm). Cet agencement relatif de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 permet de s’assurer de la qualité des images, en permettant notamment une représentation complète de la zone d’acquisition 1. Tous les produits alimentaires 5, 6 présents dans la zone d’acquisition 1 sont donc visibles par la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16.Advantageously according to the invention, the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are spaced by a distance d of between 5 and 20 centimeters (cm). This relative arrangement of the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16 makes it possible to ensure the quality of the images, in particular by allowing a complete representation of the acquisition zone 1. All food products 5, 6 present in the acquisition zone 1 are therefore visible by the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16.
De manière préférentielle, le premier axe optique A1 et le troisième axe optique A3 sont espacés d’une distancedde l’ordre de 6 cm.Preferably, the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are spaced by a distance d of the order of 6 cm.
Sur l’exemple de la
De manière avantageuse, le premier plan P1 et le deuxième plan P2 sont espacés d’une distance d1inférieure à 5 cm. Cela permet un agencement plus compact de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 tout en garantissant une qualité satisfaisante d’images obtenues.Advantageously, the first plane P1 and the second plane P2 are spaced by a distance d 1 of less than 5 cm. This allows a more compact arrangement of the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16 while guaranteeing satisfactory quality of the images obtained.
La caméra 12 est ici un système d’acquisition d’images comprenant un capteur photographique de type capteur CMOS (pour «Complementary M etal - O xide- S emiconductor»). Un tel capteur est notamment caractérisé par, d’une part, les dimensions de sa surface photosensible de forme rectangulaire pouvant être résumées par son format et la longueur de la diagonale de celle-ci, et, d’autre part, sa résolution.The camera 12 here is an image acquisition system comprising a photographic sensor of the CMOS sensor type (for “ Complementary Metal – Oxide – Semiconductor ”). Such a sensor is characterized in particular by, on the one hand, the dimensions of its photosensitive surface of rectangular shape which can be summarized by its format and the length of the diagonal thereof, and, on the other hand, its resolution.
Le capteur mis en œuvre présente par exemple un format de type 1/2.3’ avec une diagonale supérieure à 7 mm et une résolution comprise entre 2028x1520 et 8112x6080. Dans le cas présent il est mis en œuvre un capteur ayant un format d’image de 1/ 2.3, une diagonale de l’ordre de 7,9 mm et une résolution de 4056 x 3040 tel que le capteur IMX 477 commercialisé par Sony. Un tel capteur présente l’avantage de posséder une bonne sensibilité de sorte qu’il est possible d’obtenir des images de bonne qualité en lumière ambiante sans éclairage supplémentaire. Ainsi, cela permet en effet d’éviter les réflexions parasites induites par un éclairage supplémentaire et qui nuisent à la qualité des images acquises. Par ailleurs, un tel capteur représente un bon compromis entre les performances et le coût associé.The sensor used has, for example, a 1/2.3' type format with a diagonal greater than 7 mm and a resolution between 2028x1520 and 8112x6080. In the present case, a sensor is used having an image format of 1/2.3, a diagonal of around 7.9 mm and a resolution of 4056 x 3040 such as the IMX 477 sensor marketed by Sony. Such a sensor has the advantage of having good sensitivity so that it is possible to obtain good quality images in ambient light without additional lighting. Thus, this makes it possible to avoid parasitic reflections induced by additional lighting and which harm the quality of the images acquired. Furthermore, such a sensor represents a good compromise between performance and the associated cost.
Le capteur photographique est associé à une optique permettant d’acquérir une image englobant l’ensemble de la zone d’acquisition. Cette optique présente par exemple une distance focale fixe combinée à l’utilisation d’un diaphragme également fixe.The photographic sensor is associated with optics making it possible to acquire an image encompassing the entire acquisition zone. This optic has, for example, a fixed focal length combined with the use of an equally fixed diaphragm.
De manière optionnelle, cette optique, et donc la caméra, peut être munie d’un filtre polarisant. Ce filtre polarisant vise à atténuer, voire annuler, les effets des éventuelles réflexions dues à la nature des produits présents dans la zone d’acquisition 1. Par exemple, des emballages plastiques autour des produits alimentaires 5, 6 peuvent être à l’origine de telles réflexions.Optionally, this optic, and therefore the camera, can be equipped with a polarizing filter. This polarizing filter aims to attenuate, or even cancel, the effects of possible reflections due to the nature of the products present in the acquisition zone 1. For example, plastic packaging around food products 5, 6 can be the cause of such thoughts.
La caméra 12 permet d’acquérir des images couleur de la zone d’acquisition 1 comme cela apparaitra par la suite.Camera 12 makes it possible to acquire color images of acquisition zone 1 as will appear later.
Le système 10 d’acquisition d’images comprend également le détecteur thermique 14.The image acquisition system 10 also includes the thermal detector 14.
Ce détecteur thermique 14 est par exemple une caméra infrarouge comprenant un capteur infrarouge associé à une optique permettant de réaliser une image thermique englobant au moins l’ensemble de la zone d’acquisition. Il s’agit ici d’infrarouge moyen, donc de longueurs d’onde comprises entre 3 et 50 micromètres (µm). Dans le cas présent, le champ de vision de ce détecteur thermique 14 est par exemple de 55 degrés par 35 degrés ou de 110 degrés par 75 degrés. La résolution du détecteur thermique 14 est ici d’au moins 16x12 pixels. Elle est par exemple comprise entre 16x12 pixels et 64x48 pixels et, de préférence, de 32x24 pixels.This thermal detector 14 is for example an infrared camera comprising an infrared sensor associated with optics making it possible to produce a thermal image encompassing at least the entire acquisition zone. This is mid-infrared, therefore wavelengths between 3 and 50 micrometers (µm). In the present case, the field of vision of this thermal detector 14 is for example 55 degrees by 35 degrees or 110 degrees by 75 degrees. The resolution of the thermal detector 14 is here at least 16x12 pixels. It is for example between 16x12 pixels and 64x48 pixels and, preferably, 32x24 pixels.
Ici, le détecteur thermique 14 est par exemple le modèle Melexis MLX90640.Here, the thermal detector 14 is for example the Melexis MLX90640 model.
Le détecteur thermique 14 est configuré pour acquérir au moins une image thermique Ithde la zone d’acquisition 1 comme cela sera décrit par la suite.The thermal detector 14 is configured to acquire at least one thermal image I th of the acquisition zone 1 as will be described subsequently.
Le système 10 d’acquisition d’images comprend également le capteur de profondeur tridimensionnelle 16.The image acquisition system 10 also includes the three-dimensional depth sensor 16.
Ce capteur de profondeur tridimensionnelle 16 comprend un capteur stéréoscopique. Le champ de vision du capteur de profondeur tridimensionnelle 16 est par exemple de 65 degrés par 40 degrés. La résolution de ce capteur est ici comprise entre 640x360 pixels et 2560x1440, de préférence de 1280x720 pixels.This three-dimensional depth sensor 16 includes a stereoscopic sensor. The field of view of the three-dimensional depth sensor 16 is for example 65 degrees by 40 degrees. The resolution of this sensor is here between 640x360 pixels and 2560x1440, preferably 1280x720 pixels.
Ici, le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 est par exemple une caméra de profondeur de type Intel® RealSenseTMD415.Here, the three-dimensional depth sensor 16 is for example an Intel® RealSense TM D415 type depth camera.
Le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 est configuré pour acquérir au moins une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1, comme cela est décrit ultérieurement.The three-dimensional depth sensor 16 is configured to acquire at least one image of the relief I dpth of the acquisition zone 1, as described later.
Le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 comprend également une unité de commande et un capteur d’acquisition d’images. Le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 est alors également configuré pour acquérir une image couleur de la zone d’acquisition 1.The three-dimensional depth sensor 16 also includes a control unit and an image acquisition sensor. The three-dimensional depth sensor 16 is then also configured to acquire a color image of the acquisition zone 1.
Comme le montre la
Ce dispositif d’éclairage 11 est par exemple configuré pour émettre une illumination continue de la zone d’acquisition 1. Il s’agit par exemple d’une lampe présente dans l’environnement de la zone d’acquisition.This lighting device 11 is for example configured to emit continuous illumination of the acquisition zone 1. This is for example a lamp present in the environment of the acquisition zone.
Comme le montre la
Comme cela est décrit ci-après, l’unité de traitement 15 est configurée pour déclencher l’acquisition des différentes images par la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16. L’unité de traitement est également configurée pour recevoir chaque image acquise par la caméra 12, le détecteur thermique 14 et le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 et pour générer au moins trois images finales de la zone d’acquisition 1 (une image couleur RGB, une image thermique Ithet une image du relief Idpth). Ces trois images finales pourront ensuite être analysées de manière à, par exemple, identifier les produits alimentaires 5, 6 se trouvant dans la zone d’acquisition 1.As described below, the processing unit 15 is configured to trigger the acquisition of the different images by the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16. The processing unit is also configured to receive each image acquired by the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16 and to generate at least three final images of the acquisition zone 1 (an RGB color image, a thermal image I th and an image of the relief I dpth ). These three final images can then be analyzed so as, for example, to identify the food products 5, 6 located in the acquisition zone 1.
L’unité de traitement 15 permet notamment de s’assurer du bon alignement des images, d’ajuster les perspectives associées à chaque image acquise et de les redimensionner pour que chaque image soit centrée sur la zone d’acquisition. Elle permet également de procéder à une modification de format des images acquises afin que celles-ci puissent être analysées par la suite. En particulier, l’unité de traitement 15 reçoit par exemple en pratique un fichier brut de la part de chaque caméra et capteur associant, à chaque pixel, une donnée. L’unité de traitement 15 est alors configurée pour transformer ces données de manière à ce qu’elles soient exploitables pour l’identification des produits alimentaires 5, 6. L’unité de traitement 15 peut également procéder à une compression des images afin que celles-ci soient mémorisées et transmises plus commodément. L’unité de traitement 15 peut également mettre en œuvre une étape d’anonymisation des images reçues afin d’assurer la confidentialité des données du consommateur, comme par exemple les données en lien avec les cartes bancaires, les téléphones mobiles ou tout autre élément non alimentaire éventuellement posé sur le plateau.The processing unit 15 makes it possible in particular to ensure the correct alignment of the images, to adjust the perspectives associated with each acquired image and to resize them so that each image is centered on the acquisition zone. It also allows you to modify the format of the acquired images so that they can be analyzed subsequently. In particular, the processing unit 15 receives, for example in practice, a raw file from each camera and sensor associating data with each pixel. The processing unit 15 is then configured to transform these data so that they can be used for the identification of the food products 5, 6. The processing unit 15 can also compress the images so that those -these are remembered and transmitted more conveniently. The processing unit 15 can also implement a step of anonymization of the images received in order to ensure the confidentiality of the consumer's data, such as for example data related to bank cards, mobile phones or any other non-existent element. food possibly placed on the tray.
Dans un mode de réalisation préféré, l’unité de traitement est configurée pour obtenir deux images couleurs RGB distinctes de la zone d’acquisition 1 selon respectivement une première résolution et une deuxième résolution. Quatre images finales sont alors ici formées par une première image couleur RGB présentant une première résolution, une deuxième image couleur RGB présentant une deuxième résolution, une image thermique Ithet une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1. La première résolution est ici supérieure à la deuxième résolution. Ici, la première résolution est dite haute et est par exemple de 2560x1440 pixels ou de 2560x1600 pixels ou encore de 3840x2160 pixels. La deuxième résolution est ici dite moyenne et est par exemple de 1920x1080 pixels ou de 1920x1200 pixels.In a preferred embodiment, the processing unit is configured to obtain two distinct RGB color images of the acquisition zone 1 according to a first resolution and a second resolution respectively. Four final images are then formed here by a first RGB color image presenting a first resolution, a second RGB color image presenting a second resolution, a thermal image I th and an image of the relief I dpth of the acquisition zone 1. The first resolution is here higher than the second resolution. Here, the first resolution is called high and is for example 2560x1440 pixels or 2560x1600 pixels or even 3840x2160 pixels. The second resolution is here called medium and is for example 1920x1080 pixels or 1920x1200 pixels.
Enfin, le système 10 d’acquisition d’images comprend également les moyens de communication 18. Ces moyens de communication 18 sont par exemple des moyens de communication sans fil permettant d’établir une communication sans fil avec une entité distante. Ces moyens de communication 18 sont par exemple configurés pour échanger des données avec un serveur distant 25. Ici, les moyens de communication 18 sont par exemple configurés pour échanger les trois (ou plus selon le mode de réalisation) images finales générées avec un serveur distant, permettant par exemple de les mémoriser de manière externe au système 10 d’acquisition d’images (par exemple pour une sauvegarde longue durée de ces images).Finally, the image acquisition system 10 also includes the communication means 18. These communication means 18 are for example wireless communication means making it possible to establish wireless communication with a remote entity. These means of communication 18 are for example configured to exchange data with a remote server 25. Here, the means of communication 18 are for example configured to exchange the three (or more depending on the embodiment) final images generated with a remote server , allowing for example to store them externally to the image acquisition system 10 (for example for long-term backup of these images).
Certaines variantes de réalisation du système 10 d’acquisition d’images peuvent être mises en œuvre.Certain alternative embodiments of the image acquisition system 10 can be implemented.
Selon une variante de réalisation, le premier axe optique, le deuxième axe optique et le troisième axe optique peuvent être contenus dans un même planAccording to a variant embodiment, the first optical axis, the second optical axis and the third optical axis can be contained in the same plane
Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d’éclairage peut être omis du système d’acquisition d’images. En effet, il n’est pas strictement nécessaire, notamment pour des environnements dans lequel l’éclairage ambiant est suffisant.According to another alternative embodiment, the lighting device can be omitted from the image acquisition system. In fact, it is not strictly necessary, especially for environments in which ambient lighting is sufficient.
Selon une variante de réalisation encore, le dispositif d’éclairage peut être configuré pour émettre une illumination instantanée de la zone d’acquisition.According to yet another alternative embodiment, the lighting device can be configured to emit instantaneous illumination of the acquisition zone.
Selon une autre variante de réalisation encore, le système d’acquisition d’images peut permettre d’obtenir quatre images finales formées de deux images couleurs distinctes de la zone d’acquisition obtenue chacune respectivement selon un premier angle de vue et selon un deuxième angle de vue, de l’image thermique et de l’image du relief de la zone d’acquisition.According to yet another alternative embodiment, the image acquisition system can make it possible to obtain four final images formed from two distinct color images of the acquisition zone obtained each respectively from a first viewing angle and from a second angle. view, thermal image and relief image of the acquisition zone.
Selon une autre variante de réalisation encore, le système d’acquisition d’images peut permettre d’obtenir cinq images finales formées par trois images couleur, chacune dans une couleur primaire, une image thermique et une image du relief de la zone d’acquisition.According to yet another alternative embodiment, the image acquisition system can make it possible to obtain five final images formed by three color images, each in a primary color, a thermal image and an image of the relief of the acquisition zone .
Selon une autre variante de réalisation encore, le système d’acquisition d’images peut permettre d’obtenir cinq images finales formées par une image couleur RGB, une image sous-exposée, une image surexposée, une image thermique et une image du relief de la zone d’acquisition. Dans cette variante, l’image surexposée est obtenue en utilisant une durée d’exposition longue et l’image sous-exposée est obtenue en utilisant une durée d’exposition courte. L’image couleur RGB correspond alors à une exposition moyenne par rapport aux deux autres images (sous-exposée et surexposée). L’utilisation d’images sous-exposée et surexposée permet de limiter la perte d’informations concernant les parties sombres (souvent peu éclairées en pratique) ou les parties très claires (souvent soumises à un fort éclairage) de la zone d’acquisition.According to yet another alternative embodiment, the image acquisition system can make it possible to obtain five final images formed by an RGB color image, an underexposed image, an overexposed image, a thermal image and an image of the relief of the acquisition zone. In this variant, the overexposed image is obtained using a long exposure time and the underexposed image is obtained using a short exposure time. The RGB color image then corresponds to an average exposure compared to the other two images (underexposed and overexposed). The use of underexposed and overexposed images makes it possible to limit the loss of information concerning the dark parts (often poorly lit in practice) or the very light parts (often subject to strong lighting) of the acquisition zone.
La présente invention vise à identifier les produits alimentaires 5, 6 présents dans la zone d’acquisition 1, à partir des images acquises par le système 10 d’acquisition.The present invention aims to identify the food products 5, 6 present in the acquisition zone 1, from the images acquired by the acquisition system 10.
La
Comme le montre la
Le système d’identification S comprend également un système de traitement 24 configuré pour recevoir en entrée les images finales générées et pour fournir en sortie une donnée d’identification de chaque produit alimentaire 5, 6.The identification system S also includes a processing system 24 configured to receive as input the final images generated and to provide as output identification data for each food product 5, 6.
En pratique, le système de traitement 24 comprend par exemple un réseau de neurones artificiels configuré pour recevoir en entrée ces images finales générées et pour fournir en sortie la donnée d’identification. Ce réseau de neurones artificiels a préalablement été entraîné à partir d’images connues comprenant des produits alimentaires identifiés. Ce réseau de neurones artificiels est par exemple un réseau de neurones multicouche. De préférence, il s’agit d’un réseau de neurones multicouche profond. Il s’agit par exemple d’un réseau de neurones convolutif ou d’un transformeur.In practice, the processing system 24 comprises for example an artificial neural network configured to receive these final generated images as input and to provide the identification data as output. This artificial neural network was previously trained using known images including identified food products. This artificial neural network is for example a multilayer neural network. Preferably, it is a deep multi-layer neural network. This is, for example, a convolutional neural network or a transformer.
La donnée d’identification permet donc ici d’identifier le produit alimentaire 5, 6 concerné. Par exemple, cette donnée d’identification précise, pour le produit alimentaire 5, qu’il s’agit d’un verre rempli d’un jus de fruit froid, ou pour le produit alimentaire 6, qu’il s’agit d’une assiette remplie d’un plat du jour.The identification data therefore makes it possible here to identify the food product 5, 6 concerned. For example, this identification data specifies, for the food product 5, that it is a glass filled with cold fruit juice, or for the food product 6, that it is a plate filled with a dish of the day.
Comme le montre la
En variante, le système de traitement peut être directement intégré dans le système d’acquisition. La donnée d’identification est donc directement déterminée au sein du système d’acquisition.Alternatively, the processing system can be directly integrated into the acquisition system. The identification data is therefore directly determined within the acquisition system.
La
Ce procédé d’acquisition Acq est mis en œuvre lorsqu’un utilisateur dépose un article (par exemple un plateau supportant un produit alimentaire 5, 6) dans la zone d’acquisition 1. La présence d’un produit 5, 6 dans la zone d’acquisition 1 déclenche une commande (étape E0) à destination du système 10 d’acquisition d’images (et en particulier de la caméra 12, du détecteur thermique 14 et du capteur de profondeur tridimensionnelle 16) afin de déclencher l’acquisition des différentes images.This Acq acquisition method is implemented when a user places an article (for example a tray supporting a food product 5, 6) in the acquisition zone 1. The presence of a product 5, 6 in the zone acquisition 1 triggers a command (step E0) to the image acquisition system 10 (and in particular the camera 12, the thermal detector 14 and the three-dimensional depth sensor 16) in order to trigger the acquisition of the different images.
En pratique, la présence d’un produit alimentaire 5, 6 dans la zone d’acquisition 1 est par exemple détectée par un système de pesage ou par un détecteur de présence du plateau.In practice, the presence of a food product 5, 6 in the acquisition zone 1 is for example detected by a weighing system or by a tray presence detector.
A l’étape E2, la caméra 12 du système 10 d’acquisition d’images reçoit la commande de déclenchement de l’acquisition d’images. Elle acquiert alors au moins une image couleur de la zone d’acquisition 1. Pour cela, l’unité de traitement 15 transmet par exemple une commande concernant la durée d’exposition pour l’acquisition de l’image couleur. La durée d’exposition est par exemple ici comprise entre 12 et 32 millisecondes.In step E2, the camera 12 of the image acquisition system 10 receives the command to trigger image acquisition. It then acquires at least one color image of the acquisition zone 1. To do this, the processing unit 15 transmits, for example, a command concerning the exposure duration for the acquisition of the color image. The exposure duration is for example here between 12 and 32 milliseconds.
En pratique, l’image couleur est décomposée sur la base de trois couleurs primaires : rouge, vert et bleu (selon le système de couleurs RVB ou RGB pour «red , green, blue» selon l’acronyme d’origine anglo-saxonne couramment utilisé).In practice, the color image is broken down on the basis of three primary colors: red, green and blue (according to the RGB or RGB color system for " red , green, blue " according to the acronym of Anglo-Saxon origin commonly used).
Dans ce premier mode de réalisation, la caméra 12 fournit une image couleur RGB (tenant compte des trois couleurs primaires). Plus particulièrement ici, la caméra 12 fournit une image couleur RGB avec la première résolution. En d’autres termes, la caméra 12 acquiert une image couleur RGB avec une haute résolution.In this first embodiment, the camera 12 provides an RGB color image (taking into account the three primary colors). More specifically here, camera 12 provides an RGB color image with the first resolution. In other words, the camera 12 acquires an RGB color image with high resolution.
A l’étape E4, le détecteur thermique 14 du système 10 d’acquisition d’images reçoit la commande de déclenchement de l’acquisition d’images. Il acquiert alors au moins une image thermique Ithde la zone d’acquisition 1.In step E4, the thermal detector 14 of the image acquisition system 10 receives the command to trigger image acquisition. It then acquires at least one thermal image I th of acquisition zone 1.
Dans cette description, on entend par « image thermique », une image dans laquelle chaque pixel est associé à une donnée de température. Une échelle de couleurs ou de nuances de couleurs permet de retranscrire les différences de températures dans la zone d’acquisition 1 étudiée.In this description, the term “thermal image” means an image in which each pixel is associated with temperature data. A scale of colors or shades of colors makes it possible to transcribe the temperature differences in the acquisition zone 1 studied.
La
De préférence, l’échelle de températures s’étend entre 0 et 60 degrés Celsius. En variante, cette échelle de températures peut être plus large, selon le modèle du détecteur thermique utilisé. Par exemple, un détecteur thermique du type Melexis MLX90640 permet de détecter des températures comprises entre -40 et 300 degrés Celsius.Preferably, the temperature range extends between 0 and 60 degrees Celsius. Alternatively, this temperature scale may be wider, depending on the model of the thermal detector used. For example, a thermal detector of the Melexis MLX90640 type can detect temperatures between -40 and 300 degrees Celsius.
Le détecteur thermique 14 est particulièrement avantageux pour permettre la distinction entre des produits alimentaires qui visuellement présentent le même aspect. Par exemple, un jus d’orange et une soupe de couleur orangée présentent le même aspect visuel (via par exemple les images acquises par la caméra 12) mais des températures différentes. L’image thermique acquise par le détecteur thermique 14 permet donc de distinguer ces deux produits.The thermal detector 14 is particularly advantageous for allowing the distinction between food products which visually have the same appearance. For example, orange juice and an orange-colored soup have the same visual appearance (via, for example, the images acquired by camera 12) but different temperatures. The thermal image acquired by the thermal detector 14 therefore makes it possible to distinguish these two products.
L’utilisation du détecteur thermique 14 est également avantageuse dans le cas où un produit alimentaire est masqué par un élément de dissimulation. Cet élément de dissimulation est par exemple une serviette en papier ou un couvercle placé sur le produit alimentaire. Dans ce cas, les images acquises par la caméra 12 ne permettent pas de distinguer le produit alimentaire concerné. Le détecteur thermique 14 permet, lui, de mettre en évidence la présence d’un produit en le caractérisant par sa température.The use of the thermal detector 14 is also advantageous in the case where a food product is masked by a concealment element. This concealment element is for example a paper towel or a lid placed on the food product. In this case, the images acquired by the camera 12 do not make it possible to distinguish the food product concerned. The thermal detector 14 makes it possible to highlight the presence of a product by characterizing it by its temperature.
A l’étape E6, le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 du système 10 d’acquisition d’images reçoit la commande de déclenchement de l’acquisition d’images. Il acquiert alors au moins une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1. Il acquiert également une autre image couleur RGB de la zone d’acquisition 1, cette autre image couleur RGB présentant une deuxième résolution. La deuxième résolution est inférieure à la première résolution (de l’image couleur RGB acquise par la caméra 12).In step E6, the three-dimensional depth sensor 16 of the image acquisition system 10 receives the command to trigger image acquisition. It then acquires at least one image of the relief I dpth of acquisition zone 1. It also acquires another RGB color image of acquisition zone 1, this other RGB color image having a second resolution. The second resolution is lower than the first resolution (of the RGB color image acquired by the camera 12).
Dans cette description, on entend par « image du relief » (ou image représentant le relief) une image représentant des profondeurs ou reliefs dans la zone d’acquisition, par rapport à un plan de référence. Ici le plan de référence est par exemple formé par la surface de pose dans la zone d’acquisition 1 sur laquelle chaque plateau de service est placé. Dans le cas d’un plateau utilisé pour transporter des produits alimentaires 5, 6, le plan de référence est par exemple le plan de ce plateau.In this description, the term “relief image” (or image representing relief) is understood to mean an image representing depths or reliefs in the acquisition zone, relative to a reference plane. Here the reference plane is for example formed by the installation surface in acquisition zone 1 on which each serving tray is placed. In the case of a tray used to transport food products 5, 6, the reference plane is for example the plane of this tray.
La
En variante, d’autres échelles de profondeurs, en particulier plus larges, peuvent être obtenues en fonction du capteur de profondeur tridimensionnelle utilisé.Alternatively, other depth scales, in particular wider, can be obtained depending on the three-dimensional depth sensor used.
De manière avantageuse, le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 permet, grâce à la détection de profondeurs différentes, d’améliorer la reconnaissance des produits alimentaires 5, 6. Ce capteur est particulièrement utile pour permettre la détection de produits alimentaires, telles que des bouteilles ou des cannettes, placés dans une position empêchant leur identification (par exemple dans une position verticale pour les bouteilles ou les cannettes). Cela permet alors d’alerter l’utilisateur afin de lui permettre de les positionner de manière à rendre leur identification possible (en position horizontale par exemple). Le capteur de profondeur tridimensionnelle 16 permet également de détecter d’éventuels objets cachés sur les autres images en se basant sur une comparaison volumétrique entre un volume attendu et le volume observé pour un objet (par exemple dans le cas d’une assiette ou d’une serviette trop haute).Advantageously, the three-dimensional depth sensor 16 makes it possible, thanks to the detection of different depths, to improve the recognition of food products 5, 6. This sensor is particularly useful for enabling the detection of food products, such as bottles or cans, placed in a position preventing their identification (for example in a vertical position for bottles or cans). This then makes it possible to alert the user in order to allow them to position them in such a way as to make their identification possible (in a horizontal position for example). The three-dimensional depth sensor 16 also makes it possible to detect possible objects hidden in the other images based on a volumetric comparison between an expected volume and the volume observed for an object (for example in the case of a plate or a towel too high).
Selon l’exemple décrit précédemment, les étapes E2, E4 et E6 sont mises en œuvre simultanément.According to the example described previously, steps E2, E4 and E6 are implemented simultaneously.
Comme le montre la
Comme décrit précédemment, dans ce premier mode de réalisation, les quatre images finales sont formées par une image couleur RGB de haute résolution, une image couleur RGB de résolution moyenne, une image thermique Ithet une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1.As described previously, in this first embodiment, the four final images are formed by a high resolution RGB color image, a medium resolution RGB color image, a thermal image I th and a relief image I dpth of the area d acquisition 1.
Les images finales générées peuvent ensuite être traités (par exemple, des traitements de formats du type « High Dynamic Range » selon l’appellation d’origine anglosaxonne couramment utilisée ou des algorithmes d’intelligence artificielle permettant le traitement d’images) avant d’être utilisées afin d’identifier le produit alimentaire 5, 6. Elles peuvent également subir un traitement d’encodage, par exemple dans différents niveaux de gris.The final images generated can then be processed (for example, format processing of the “High Dynamic Range” type according to the commonly used Anglo-Saxon designation of origin or artificial intelligence algorithms allowing image processing) before be used to identify the food product 5, 6. They can also undergo encoding processing, for example in different gray levels.
L’invention concerne également un deuxième mode de réalisation du procédé d’acquisition Acq d’image d’au moins un produit alimentaire 5, 6 présent dans la zone d’acquisition 1.The invention also relates to a second embodiment of the Acq image acquisition method of at least one food product 5, 6 present in the acquisition zone 1.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le procédé d’acquisition Acq d’images présentent les mêmes étapes et caractéristiques que le premier mode de réalisation décrit précédemment.In this second embodiment, the Acq image acquisition method has the same steps and characteristics as the first embodiment described previously.
La seule différence se situe au niveau des images obtenues en sortie de la caméra 12. Selon le deuxième mode de réalisation, en sortie de la caméra 12, trois images sont obtenues, une dans chaque couleur primaire.The only difference is in the images obtained at the output of camera 12. According to the second embodiment, at the output of camera 12, three images are obtained, one in each primary color.
Ainsi, lors de l’étape E8 lors de laquelle l’unité de traitement 15 du système 10 d’acquisition d’images génère cinq images finales à partir de chaque image obtenue aux étapes E2, E4, E6, les cinq images finales obtenues sont formées par trois images couleur, chacune dans une couleur primaire, une image thermique Ithet une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1.Thus, during step E8 during which the processing unit 15 of the image acquisition system 10 generates five final images from each image obtained in steps E2, E4, E6, the five final images obtained are formed by three color images, each in a primary color, a thermal image I th and a relief image I dpth of acquisition zone 1.
L’invention concerne également un troisième mode de réalisation du procédé d’acquisition Acq d’image d’au moins un produit alimentaire 5, 6 présent dans la zone d’acquisition 1.The invention also relates to a third embodiment of the Acq image acquisition method of at least one food product 5, 6 present in the acquisition zone 1.
Dans ce troisième mode de réalisation, le procédé d’acquisition Acq d’images présentent les mêmes étapes et caractéristiques que le premier mode de réalisation décrit précédemment.In this third embodiment, the Acq image acquisition method has the same steps and characteristics as the first embodiment described previously.
La seule différence se situe au niveau des obtenues en sortie du système d’acquisition d’images. Selon le troisième mode de réalisation, cinq images finales sont obtenues : une image couleur RGB, une image sous-exposée, une image surexposée, une image thermique et une image du relief de la zone d’acquisition. Dans ce troisième mode de réalisation, l’image surexposée est obtenue en utilisant une durée d’exposition longue et l’image sous-exposée est obtenue en utilisant une durée d’exposition courte. L’image couleur RGB correspond alors à une exposition moyenne par rapport aux deux autres images (sous-exposée et surexposée).The only difference is in the output obtained from the image acquisition system. According to the third embodiment, five final images are obtained: an RGB color image, an underexposed image, an overexposed image, a thermal image and an image of the relief of the acquisition zone. In this third embodiment, the overexposed image is obtained using a long exposure time and the underexposed image is obtained using a short exposure time. The RGB color image then corresponds to an average exposure compared to the other two images (underexposed and overexposed).
Ainsi, lors de l’étape E8 lors de laquelle l’unité de traitement 15 du système 10 d’acquisition d’images génère cinq images finales à partir de chaque image obtenue aux étapes E2, E4, E6, les cinq images finales obtenues sont formées d’une image couleur RGB, une image sous-exposée, une image surexposée, une image thermique et une image du relief de la zone d’acquisition.Thus, during step E8 during which the processing unit 15 of the image acquisition system 10 generates five final images from each image obtained in steps E2, E4, E6, the five final images obtained are formed from an RGB color image, an underexposed image, an overexposed image, a thermal image and a relief image of the acquisition zone.
L’invention concerne également un quatrième mode de réalisation du procédé d’acquisition Acq d’image d’au moins un produit alimentaire 5, 6 présent dans la zone d’acquisition 1.The invention also relates to a fourth embodiment of the Acq image acquisition method of at least one food product 5, 6 present in the acquisition zone 1.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le procédé d’acquisition Acq d’images présentent les mêmes étapes et caractéristiques que le premier mode de réalisation décrit précédemment.In this fourth embodiment, the Acq image acquisition method has the same steps and characteristics as the first embodiment described previously.
La seule différence se situe au niveau des images obtenues en sortie de la caméra 12. Selon le quatrième mode de réalisation, lors de l’étape E8 lors de laquelle l’unité de traitement 15 du système 10 d’acquisition d’images génère les images finales à partir de chaque image obtenue aux étapes E2, E4, E6, quatre images finales obtenues sont formées par deux images couleur RGB, une première selon un première angle de vue et une deuxième selon un deuxième angle de vue, une image thermique Ithet une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1.The only difference is in the images obtained at the output of the camera 12. According to the fourth embodiment, during step E8 during which the processing unit 15 of the image acquisition system 10 generates the final images from each image obtained in steps E2, E4, E6, four final images obtained are formed by two RGB color images, a first according to a first viewing angle and a second according to a second viewing angle, a thermal image I th and an image of the relief I dpth of acquisition zone 1.
L’invention concerne également un cinquième mode de réalisation du procédé d’acquisition Acq d’image d’au moins un produit alimentaire 5, 6 présent dans la zone d’acquisition 1.The invention also relates to a fifth embodiment of the Acq image acquisition method of at least one food product 5, 6 present in the acquisition zone 1.
Dans ce cinquième mode de réalisation, les images finales sont au nombre de trois et formées d’une image couleur RGB, d’une image thermique Ithet d’une image du relief Idpthde la zone d’acquisition 1.In this fifth embodiment, the final images are three in number and made up of an RGB color image, a thermal image I th and a relief image I dpth of the acquisition zone 1.
Quel que soit le mode de réalisation du procédé d’acquisition d’images, certaines variantes d’exécution peuvent être envisagées.Whatever the method of carrying out the image acquisition process, certain execution variants can be considered.
Selon une variante de réalisation, à l’étape E2, la commande de déclenchement pour le système d’acquisition d’images peut être émise suite à une action manuelle, par exemple de l’utilisateur qui vient de déposer son plateau dans la zone d’acquisition.According to a variant embodiment, in step E2, the trigger command for the image acquisition system can be issued following a manual action, for example from the user who has just placed his tray in the zone d 'acquisition.
Selon une autre variante de réalisation, les étapes E2, E4 et E6 peuvent être mises en œuvre successivement dans un intervalle de temps court, par exemple inférieur à 5 millisecondes.According to another alternative embodiment, steps E2, E4 and E6 can be implemented successively in a short time interval, for example less than 5 milliseconds.
L’invention concerne alors également un procédé d’identification Id d’au moins un produit alimentaire 5, 6 disposé dans la zone d’acquisition 1. Ce procédé d’identification Id fait suite au procédé d’acquisition Acq d’images décrit précédemment. La
Le procédé d’identification Id comprend tout d’abord une étape d’acquisition Acq d’une pluralité d’images de chaque produit alimentaire 5, 6 présent dans la zone d’acquisition 1 selon le procédé d’acquisition Acq décrit précédemment.The identification method Id firstly comprises a step of acquisition Acq of a plurality of images of each food product 5, 6 present in the acquisition zone 1 according to the acquisition method Acq described previously.
Le procédé d’identification Id comprend ensuite une étape E10. Lors de cette étape, le système de traitement 24 du système d’identification S identifie chaque produit alimentaire 5, 6 en fournissant une donnée d’identification associée à chaque produit alimentaire 5, 6 à partir des images finales générées (trois ou quatre ou cinq selon la mise en œuvre utilisée) lors de l’étape d’acquisition Acq. Comme décrit précédemment, cette étape est par exemple mise en œuvre par l’intermédiaire d’un réseau de neurones artificiels recevant, en entrée, les images finales générées (trois ou quatre ou cinq selon la mise en œuvre utilisée) et en fournissant, en sortie, la donnée d’identification associée à chaque produit alimentaire 5, 6.The identification method Id then comprises a step E10. During this step, the processing system 24 of the identification system S identifies each food product 5, 6 by providing identification data associated with each food product 5, 6 from the final images generated (three or four or five depending on the implementation used) during the Acq acquisition step. As described previously, this step is for example implemented via an artificial neural network receiving, as input, the final images generated (three or four or five depending on the implementation used) and providing, in output, the identification data associated with each food product 5, 6.
Chaque donnée d’dentification obtenue est par exemple ensuite transmise à une entité externe, tel qu’un dispositif d’encaissement de manière à facturer, à l’utilisateur, les produits qu’il a choisis sur son plateau.Each identification data obtained is for example then transmitted to an external entity, such as a cash register device so as to invoice the user for the products he has chosen on his tray.
De manière avantageuse selon l’invention, l’utilisation du détecteur thermique 14 permet également d’effectuer un contrôle qualité des produits alimentaires positionnés dans la zone d’acquisition, grâce à la donnée de température connue. Le système de traitement 24 est alors en mesure d’associer et de transmettre (à une entité externe), pour chaque produit alimentaire, la donnée d’identification associée et les données de température correspondantes.Advantageously according to the invention, the use of the thermal detector 14 also makes it possible to carry out quality control of the food products positioned in the acquisition zone, thanks to the known temperature data. The processing system 24 is then able to associate and transmit (to an external entity), for each food product, the associated identification data and the corresponding temperature data.
L’invention trouve également une application particulièrement avantageuse dans l’estimation des caractéristiques nutritionnelles et caloriques des aliments. Pour cela, chaque donnée d’identification obtenue est par exemple analysée d’un point de vue nutritionnel et calorique, par comparaison, par exemple, à des tables de données répertoriant ces caractéristiques pour les différents aliments.The invention also finds a particularly advantageous application in the estimation of the nutritional and caloric characteristics of foods. To do this, each identification data obtained is, for example, analyzed from a nutritional and caloric point of view, by comparison, for example, with data tables listing these characteristics for different foods.
Le système 10 d’acquisition d’images trouve également une application particulièrement avantageuse pour quantifier les portions d’aliments restantes après le repas. Pour cela, la zone d’acquisition est par exemple un espace de dépose d’un plateau après le repas. Le système d’acquisition d’images fonctionne de la même façon que décrite précédemment pour acquérir les images finales (trois ou quatre ou cinq selon la mise en œuvre utilisée) de la zone d’acquisition après repas.The image acquisition system 10 also finds a particularly advantageous application for quantifying the portions of food remaining after the meal. For this, the acquisition zone is, for example, a space for placing a tray after the meal. The image acquisition system works in the same way as described previously to acquire the final images (three or four or five depending on the implementation used) of the acquisition zone after meal.
Puis, un système de traitement identifie chaque produit restant sur le plateau en fournissant une autre donnée d’identification associée à chaque produit restant à partir des images finales générées. Ici aussi, cette étape est par exemple mise en œuvre par l’intermédiaire d’un réseau de neurones artificiels recevant, en entrée, les images finales générées et en fournissant, en sortie, l’autre donnée d’identification associée à chaque produit restantThen, a processing system identifies each product remaining on the tray by providing another identification data associated with each product remaining from the final images generated. Here too, this step is for example implemented via an artificial neural network receiving, as input, the final images generated and providing, as output, the other identification data associated with each remaining product
Chaque autre donnée obtenue est par exemple ensuite transmise à une entité externe, tel qu’un dispositif d’analyse permettant d’évaluer la quantité d’aliments restants.Each other data obtained is, for example, then transmitted to an external entity, such as an analysis device making it possible to evaluate the quantity of remaining food.
Ainsi, de manière avantageuse selon l’invention, sur la base des images acquises par le système d’acquisition d’images, il est possible d’analyser les quantités d’aliments restantes et donc de quantifier le gaspillage alimentaire, par exemple dans un service de restauration collective.Thus, advantageously according to the invention, on the basis of the images acquired by the image acquisition system, it is possible to analyze the remaining quantities of food and therefore to quantify food waste, for example in a collective catering service.
Claims (17)
- une caméra (12) configurée pour acquérir au moins une image couleur de la zone d’acquisition (1), la caméra (12) présentant un premier axe optique (A1),
- un détecteur thermique (14) configuré pour acquérir au moins une image thermique (Ith) de la zone d’acquisition (1), le détecteur thermique (14) présentant un deuxième axe optique (A2),
- un capteur de profondeur tridimensionnelle (16) configuré pour acquérir au moins une image du relief (Idpth) de la zone d’acquisition (1), le capteur de profondeur tridimensionnelle (16) présentant un troisième axe optique (A3), et
- une unité de traitement (15) configurée pour recevoir chaque image et pour générer trois images finales de la zone d’acquisition (1),
le détecteur thermique (14) étant positionné entre la caméra (12) et le capteur de profondeur tridimensionnelle (16),
le premier axe optique (A1), le deuxième axe optique (A2) et le troisième axe optique (A3) étant parallèles entre eux,
le premier axe optique (A1) et le troisième axe optique (A3) étant espacés d’une distance (d) comprise entre 5 et 20 centimètres.System (10) for acquiring a plurality of images of at least one food product (5, 6) arranged in an acquisition zone (1), the acquisition system (10) comprising:
- a camera (12) configured to acquire at least one color image of the acquisition zone (1), the camera (12) having a first optical axis (A1),
- a thermal detector (14) configured to acquire at least one thermal image (I th ) of the acquisition zone (1), the thermal detector (14) having a second optical axis (A2),
- a three-dimensional depth sensor (16) configured to acquire at least one relief image (I dpth ) of the acquisition zone (1), the three-dimensional depth sensor (16) having a third optical axis (A3), and
- a processing unit (15) configured to receive each image and to generate three final images of the acquisition zone (1),
the thermal detector (14) being positioned between the camera (12) and the three-dimensional depth sensor (16),
the first optical axis (A1), the second optical axis (A2) and the third optical axis (A3) being parallel to each other,
the first optical axis (A1) and the third optical axis (A3) being spaced by a distance ( d ) of between 5 and 20 centimeters.
- une zone d’acquisition (1) adaptée à recevoir le produit alimentaire (5, 6),
- un système (10) d’acquisition d’une pluralité d’images de chaque produit alimentaire (5, 6) selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, et
- un système de traitement (24) configuré pour recevoir en entrée les trois images couleurs générées par l’unité de traitement (15) et pour fournir en sortie une donnée d’identification de chaque produit alimentaire (5, 6) présent dans la zone d’acquisition (1).Identification system (S) of at least one food product (5, 6), the identification system (S) comprising:
- an acquisition zone (1) adapted to receive the food product (5, 6),
- a system (10) for acquiring a plurality of images of each food product (5, 6) according to any one of claims 7 to 11, and
- a processing system (24) configured to receive as input the three color images generated by the processing unit (15) and to provide as output identification data for each food product (5, 6) present in the zone acquisition (1).
- acquisition d’une image couleur de la zone d’acquisition (1),
- acquisition d’une image thermique (Ith) de la zone d’acquisition (1),
- acquisition d’une image de relief (Idpth) de la zone d’acquisition (1), et
- génération de trois images finales, chaque images finales étant formées de l’image couleur, de l’image thermique (Ith) et de l’image du relief (Idpth) de la zone d’acquisition (1).Acquisition method (Acq) of a plurality of images of at least one food product (5, 6) placed in an acquisition zone (1), the acquisition method (Acq) comprising steps of:
- acquisition of a color image of the acquisition zone (1),
- acquisition of a thermal image (I th ) of the acquisition zone (1),
- acquisition of a relief image (I dpth ) of the acquisition zone (1), and
- generation of three final images, each final image being formed of the color image, the thermal image (I th ) and the relief image (I dpth ) of the acquisition zone (1).
- acquisition d’une pluralité d’images de chaque produit alimentaire (5, 6) selon un procédé d’acquisition (Acq) selon la revendication 16, et
- identification de chaque produit alimentaire (5, 6) par fourniture d’une donnée d’identification de chaque produit alimentaire (5, 6) présent dans la zone d’acquisition (1).Method for identifying (Id) of at least one food product (5, 6) placed in an acquisition zone (1), the identification method (Id) comprising steps of:
- acquisition of a plurality of images of each food product (5, 6) according to an acquisition method (Acq) according to claim 16, and
- identification of each food product (5, 6) by providing identification data for each food product (5, 6) present in the acquisition zone (1).
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