JP7213387B1 - 照合装置、照合システム、照合プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(照合システムの概要)
コンビニエンスストアやスーパー等の店舗では、その従業員等が、商品に付されている値札に記載の売価が正しいか否かを確認する作業を行う。図1に示される本実施形態の照合システム10は、このような確認作業を行う際に用いられるものである。図1に示されるように、照合システム10は、端末装置20と、サーバ装置30とを備えている。端末装置20及びサーバ装置30はネットワーク回線Nを介して相互に通信可能に接続されている。
図2に示されるように、端末装置20は、ハードウェア的な構成として、プロセッサ11、記憶装置12、通信装置13、入力装置14、出力装置15、及び撮像装置16等を有している。プロセッサ11はCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphical Processing Unit)等である。記憶装置12は、例えばメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、及びSSD(Solid State Drive)の少なくとも一つにより構成される。通信装置13は有線通信又は無線通信を行う。入力装置14は、ユーザの入力操作を受け付ける装置であり、例えばキーボード、タッチパネル、マウス、マイクの少なくとも一つにより構成される。出力装置15は、情報の出力を行う装置であり、例えばディスプレイ、タッチパネル、及びスピーカの少なくとも一つにより構成される。撮像装置16はカメラ等である。
(端末装置20の機能的な構成)
図3に示されるように、端末装置20は、その機能的な構成として、撮像部21と、表示部22と、記憶部23と、通信部24と、制御部25とを備えている。
通信部24は、図1に示されるネットワーク回線Nを介してサーバ装置30と各種通信を行う。通信部24は、例えば記憶部23に予め記憶されているプログラムを図2に示されるプロセッサ11が実行して通信装置13を制御することにより実現可能である。
画像データ取得部250は、撮像部21により生成される画像データを取得するとともに、取得した画像データを値札検出部251や表示制御部257等に送信する。画像データ取得部250による画像データの取得、及び画像データ取得部250から値札検出部251等への画像データの送信は所定の周期で行われる。
値札検出部251は、画像データ取得部250から所定の周期で送信される画像データに対して所定の画像処理を施すことにより、画像データ内に含まれている値札要素を検出する。値札要素は、値札に関連する要素であって、例えば値札本体要素、商品名要素、価格要素、及びバーコード要素と、それらの画像内の座標、幅、高さ等の領域情報とを含む。値札本体要素は値札全体を示すものである。商品名要素、価格要素、及びバーコード要素は、値札に文字やコード等で記載されている商品名、価格、及びバーコードを示すものである。商品名要素、価格要素、及びバーコード要素は、値札本体に付帯されている値札付帯要素に相当する。
図4は、値札検出部251により実行される値札要素検出処理の手順を示したものである。なお、図4に示される処理は、画像データ取得部250から値札検出部251に画像データが送信される都度、値札検出部251により実行される。
一方、値札検出部251は、各値札51~53において商品名、価格、及びバーコードが表示されている領域を検出する。例えば、値札検出部251は、画像データ50から、分類クラスが「商品名」である領域として、図5に二点鎖線で示されるような3つの領域PN1~PN3、すなわち3つの値札51~53のそれぞれにおいて商品名が存在している領域PN1~PN3を検出する。また、値札検出部251は、画像データ50から、分類クラスが「価格」である領域として、図5に二点鎖線で示されるような3つの領域PP1~PP3、すなわち3つの値札51~53のそれぞれにおいて価格が存在している領域PP1~PP3を検出する。さらに、値札検出部251は、画像データ50から、分類クラスが「バーコード」である領域として、図5に二点鎖線で示されるような3つの領域BC1~BC4、すなわち3つの値札51~53のそれぞれにおいてバーコードが存在している領域BC1~BC3と、値札51~53とは別にバーコードが存在している領域BC4とを検出する。領域BC4に存在するバーコードは、商品54に直接印字されているバーコードである。
値札検出部251は、値札本体領域PT1~PT4を値札本体要素として特定するとともに、商品名領域PN1~PN3を商品名要素として特定する。また、値札検出部251は、価格領域PP1~PP3を価格要素として特定するとともに、バーコード領域BC1~BC4をバーコード要素として特定する。以下では、便宜上、値札本体領域PT1~PT4を「値札本体要素PT1~PT4」とも称し、商品名領域PN1~PN3を「商品名要素PN1~PN3」とも称する。また、価格領域PP1~PP3を「価格要素PP1~PP3」とも称し、バーコード領域BC1~BC4を「バーコード要素BC1~BC4」とも称する。
具体的には、値札は一般的に平板状に形成されているため、その値札本体要素の奥行きのヒストグラムは図6(A)に示されるような単峰性の傾向を示す。したがって、未確認の値札本体要素の奥行きのヒストグラムが単峰性の傾向を示していれば、その未確認の値札本体要素は、実際の値札から検出された要素である可能性が高い。これに対して、未確認の値札要素の奥行きのヒストグラムが図6(B)に示されるような多峰性の傾向を示している場合、その未確認の値札要素は、例えば図5の領域PT4に示されるように、実際の値札とは別の物体から検出された要素である可能性が高い。
図4に示されるように、値札検出部251は、ステップS13の処理に続いて、値札要素の奥行きのヒストグラムが多峰性の傾向を示しているか否かを判断する(ステップS14)。値札検出部251は、値札要素の奥行きのヒストグラムが多峰性の傾向を示している場合(ステップS14:YES)、すなわちその値札要素が実際の値札から検出された可能性が低い場合には、その値札要素を排除した後(ステップS15)、ステップS11の処理に戻る。一方、値札検出部251は、値札要素の奥行きのヒストグラムが多峰性の傾向を示していない場合(ステップS14:NO)、すなわちその値札要素が実際の値札から検出された要素である可能性が高い場合には、その値札要素を排除することなく、ステップS11の処理に戻る。ステップS15の処理で排除された値札要素、及びステップS14の処理で否定的な判定が行われることにより排除されなかった値札要素は、以降、確認済みの値札要素として扱われる。
値札構造化部252は、値札検出部251により検出された値札要素を値札ごとに構造化する。なお、値札検出部251により検出された値札要素には、図4に示されるステップS15の処理で排除された値札要素は含まれておらず、ステップS14の処理で否定的な判定が行われた値札要素のみが含まれている。
図7に示されるように、値札構造化部252は、まず、値札検出部251により検出された値札要素のうち、分類クラスが「値札本体」である値札要素を全て抽出する(ステップS20)。例えば、値札検出部251が、図5に示されるような画像データ50に対して図4に示される処理を実行した場合、値札本体要素PT1~PT3を検出する一方、値札本体要素PT4を排除する。そのため、値札構造化部252は、分類クラスが「値札本体」である値札要素として、値札本体要素PT1~PT3を抽出する。
(値札追跡部の構成)
値札追跡部253は、照合部256により既に照合が完了している照合済み値札が存在する場合、画像データ取得部250により今回取得された画像データにおける照合済み値札の位置を追跡する。例えば、値札追跡部253は、画像データ取得部250により前回取得された画像データ内における照合済み値札の位置の情報を取得した上で、前回の画像データと今回の画像データとからカルマンフィルタやパーティクルフィルタ等を用いて2つの画像データ間の照合済み値札の動きを推定することにより、今回取得された画像データにおける照合済み値札の位置を推定する。なお、値札追跡部253は、前回取得された1つの画像データに代えて、前回までに取得された複数の画像データを用いてもよい。以下では、値札追跡部253により追跡することができた値札を「追跡成功値札」と称する。
(照合対象判定部の構成)
照合対象判定部254は、値札構造化部252により構造化された値札のうち、既に照合が完了している値札を照合対象から除外することにより、照合処理の負担を軽減する。
図9に示されるように、照合対象判定部254は、まず、今回の画像データにおいて値札構造化部252により構造化された値札から、予め照合が不要であると判定されている値札を除外する(ステップS30)。例えば、照合対象判定部254は、構造化値札の構成と、予め登録されている照合の不要な値札の構成とを比較して、構造化値札の構成が照合の不要な値札の構成と一致する場合には、その構造化値札を照合対象から除外する。結果的に、照合対象判定部254がステップS30の処理を実行することにより、構造化値札のうち、照合の必要な値札のみが残る。
値札要素認識部255は、今回の画像データで検出された構造化値札のうち、照合対象判定部254により照合済み値札であると判定された構造化値札及び追跡成功値札を除く値札、すなわち未照合の構造化値札及び追跡成功値札に含まれる情報を認識する。以下では、未照合の構造化値札及び追跡成功値札をまとめて「未照合値札」と称する。
図13に示されるように、値札要素認識部255は、まず、未照合値札の画像データを取得する(ステップS50)。続いて、値札要素認識部255は、未照合値札に価格要素が含まれているか否かを判断する(ステップS51)。値札要素認識部255は、未照合値札に価格要素が含まれている場合には(ステップS51:YES)、未照合値札の画像データから価格要素の領域に対応した画像データを切り抜くとともに(ステップS52)、切り抜いた画像データから価格情報を認識する(ステップS53)。例えば、値札要素認識部255は、切り抜いた画像データに対してOCR(Optical Character Recognition)処理等の文字認識処理を施すことにより、画像データに含まれている文字情報を抽出する。具体的には、値札要素認識部255は、図5に示される構造化値札A1が未照合値札に相当し、当該構造化値札A1に図5に示されるような価格要素PP1が含まれている場合には、価格要素PP1から「398円」という文字情報を抽出する。値札要素認識部255は、ステップS53の処理を実行した場合、あるいは未照合値札に価格要素が含まれていない場合には(ステップS51:NO)、ステップS60の処理に進む。
照合部256は、値札要素認識部255により認識成功の値札として登録された未照合値札が存在する場合、その未照合値札に対応するバーコード情報及び商品名情報の少なくとも一方及び価格情報を値札要素認識部255から取得する。
表示制御部257は表示部22の表示出力を制御する。具体的には、表示制御部257は、画像データ取得部250により撮像部21から逐次取得される画像データを時系列画像として表示部22に表示する。
次に、図15及び図16を参照して、本実施形態の制御部25の動作例について総括する。
図15に示されるように、制御部25では、まず、画像データ取得部250が撮像部21から今回の画像データを取得した後(ステップS70)、値札検出部251が画像データに対して図4に示される値札要素検出処理を実行することにより(ステップS71)、画像データから値札要素を検出する。続いて、値札構造化部252が図7に示される値札要素構造化処理を実行することにより(ステップS72)、ステップS71の処理で検出された値札要素を構造化する。
以上説明した本実施形態の照合システム10によれば以下の作用及び効果を得ることが可能である。
端末装置20は、撮像部21と、表示部22と、値札検出部251と、照合部256とを備える。撮像部21は、値札が含まれる画像データを撮像により取得可能である。表示部22は、撮像部21により逐次取得される画像データを時系列画像として表示可能である。値札検出部251は画像データから値札要素を検出する。照合部256は、値札要素に含まれる情報と、商品マスタデータベース31に登録されている情報とを照合する。表示部22は、時系列画像において値札と照合部256の照合結果とを対応付けて表示する。
この構成によれば、ユーザは、表示部22に表示される時系列画像を見ることにより値札の照合結果を容易に確認することができる。そのため、ユーザの確認作業の工数を低減することが可能である。
この構成によれば、値札要素を1つのまとまりとして構造化することができるため、より高い精度で値札を検出することが可能となる。
この構成によれば、既に照合が完了している値札が今回の画像データ内に存在する際に、その値札を照合部256が再度照合することを回避できる。そのため、照合部256の処理負担を軽減することが可能である。
この構成によれば、追跡値札を利用することにより、構造化値札のうち、既に照合済みの値札を照合の対象から容易に除外することができる。また、追跡値札を用いない場合、時系列画像のフレームごとに構造化値札を検出する必要がある。この場合、構造化値札に関してはフレーム毎に検出されることが望ましいが、例えば機械学習モデルの検出精度により構造化値札を適切に検出できない場合がある。このような場合、時系列画像のフレーム間で構造化値札の検出及び非検出が連続して発生することになるため、値札の検出結果及び照合結果の表示及び非表示が連続して発生する、いわゆる画面のちらつきが発生する可能性がある。この点、本実施形態のように追跡値札を用いれば、何らかの理由により構造化値札を検出することができなかった場合でも、その非検出の構造化値札を追跡値札で補うことができる。結果的に、値札の検出結果及び照合結果を安定して表示させることができるため、上記の画面のちらつきの発生を抑制することが可能である。
この構成によれば、より高い精度で、且つより容易に値札要素を構造化することが可能である。
この構成によれば、値札要素の奥行きの分布情報に基づいて、構造化すべきでない外乱の要素を排除しつつ、値札要素を構造化することが可能となる。
この構成によれば、ユーザは価格の照合結果を視覚的に把握することが可能であるため、よりスムーズに確認作業を進めることが可能となる。
機械学習モデル等により画像データ内の値札要素を検出する場合、画像データ内に含まれる値札要素を適切に検出できない可能性がある。本変形例では、このような場合にユーザが画像データ内の値札要素の領域を指定することにより、値札要素を手動で特定することが可能となっている。本変形例の具体的な構成は以下の通りである。
入力情報取得部258は、入力部26に入力された値札要素の指定領域の情報を取得すると共に、取得した値札要素の指定領域の情報を値札検出部251に送信する。値札検出部251は、入力情報取得部258から送信される値札要素の指定領域の情報に基づいて、画像データ内の値札要素の領域を特定しつつ、当該領域に含まれる値札要素を検出する。
画像データ内に含まれる値札要素を検出することができた場合であっても、値札要素認識部255により認識された値札要素の情報が誤っている可能性がある。本変形例では、このような場合にユーザが値札要素の情報を手動で指定することが可能となっている。なお、本変形例の構成は第1変形例の構成と類似であるため、以下では相違点を中心に説明する。
制御部25の学習部259は、入力部26に入力される文字情報や数値情報に基づいて、画像データからの値札要素の検出を学習する。具体的には、学習部259は、入力部26に入力される文字情報や数値情報に基づいて、値札要素認識部255により実行される文字認識処理を再学習する。
図3に破線で示されるように、本変形例の端末装置20は、その機能的な構成として、通知部27を更に備えている。通知部27は、音によりユーザに各種通知を行う機能を有するものであって、図2に示される出力装置15により実現可能である。通知部27から出力される音には、音声やブザー音等が含まれる。
この構成によれば、ユーザは、表示部22の表示とは別に、通知部27から出力される音により照合結果を確認することができるため、更に容易に照合結果を認識することが可能となる。
図3に破線で示されるように、本変形例の制御部25は作業時間記録部261を更に備えている。作業時間記録部261は、ユーザが値札の情報と商品マスタデータベース31の登録情報とを照合する作業を開始した時点から、当該作業が終了した時点までの作業時間を記録する。例えば、作業時間記録部261は、表示部22に表示される作業開始のボタンをユーザが操作した時点から、表示部22に表示される作業終了のボタンをユーザが操作した時点までの経過時間を作業時間として記録する。
この構成によれば、確認作業の工数をユーザが容易に確認することが可能であるため、利便性を高めることが可能である。
本変形例の表示制御部257は、照合部256の照合結果において、価格要素及びバーコード要素から取得可能な価格情報と、商品マスタデータベース31に登録されている価格情報とが一致しない場合、商品マスタデータベース31に登録されている正しい価格の情報を表示部22に表示する。
(他の実施形態)
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・撮像部21により取得される画像データは、RGBD画像に限らず、例えば色情報のみを含むRGB画像であってもよい。この場合、制御部25は、画像データの奥行きに関する処理を省略可能である。具体的には、図4に示される値札要素検出処理では、ステップS11~S15の処理が省略可能である。図7に示される値札要素構造化処理では、ステップS26及びS27の処理が省略可能である。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
Claims (19)
- 値札が含まれる画像データを撮像により取得可能な撮像部と、
前記撮像部により逐次取得される前記画像データを時系列画像として表示可能な表示部と、
前記画像データから、値札に関連する要素である値札要素を検出する値札検出部と、
前記値札要素に含まれる情報と、商品マスタデータベースに登録されている情報とを照合する照合部と、を備え、
前記表示部は、前記時系列画像において前記値札と前記照合部の照合結果とを対応付けて表示する
照合装置。 - 前記値札検出部により検出された前記値札要素を前記値札ごとに構造化する値札構造化部を更に備え、
前記照合部は、前記値札構造化部により構造化された前記値札に含まれる情報と、前記商品マスタデータベースに登録されている情報とを照合する
請求項1に記載の照合装置。 - 前記照合部は、前記照合が完了した値札を照合済み値札として登録し、
前記値札構造化部により構造化された値札のうち、前記照合済み値札に対応する値札を前記照合の対象から除外する照合対象判定部を更に備える
請求項2に記載の照合装置。 - 前記時系列画像において前記照合済み値札を追跡値札として追跡する値札追跡部を更に備え、
前記照合対象判定部は、前記値札追跡部により追跡された追跡値札と、前記構造化された値札とが同一のものであると判定した場合、当該構造化された値札を前記照合の対象から除外する
請求項3に記載の照合装置。 - 前記値札検出部は、前記値札要素として、値札本体の要素と、前記値札本体に付されている要素である値札付帯要素とを検出し、
前記値札構造化部は、前記値札の種別に対応した、予め設定されている前記値札のレイアウト情報に基づいて、前記値札本体の要素における前記値札付帯要素の領域を特定しつつ前記値札要素の構造化を行う
請求項2に記載の照合装置。 - 前記値札構造化部は、前記値札検出部により検出される前記値札要素の奥行きの分布情報に基づいて、前記値札要素を構造化の対象として用いるか否かを判定する
請求項5に記載の照合装置。 - 前記値札付帯要素には、価格要素、バーコード要素、及び商品名要素の少なくとも一つが含まれている
請求項5又は6に記載の照合装置。 - 前記画像データ内の値札要素の領域を手動で指定可能な入力部を更に備え、
前記値札検出部は、前記入力部により指定された前記値札要素の領域の情報に基づいて前記画像データ内の前記値札の領域を特定する
請求項1に記載の照合装置。 - 前記値札要素の領域の情報に基づいて前記画像データからの前記値札要素の検出を学習する学習部を更に備える
請求項8に記載の照合装置。 - 前記値札要素に含まれる情報を手動で入力可能な入力部を更に備え、
前記照合部は、前記値札要素の情報に基づいて前記照合を更に行う
請求項1に記載の照合装置。 - 前記値札要素の情報に基づいて、前記画像データからの前記値札要素の検出を学習する学習部を更に備える
請求項10に記載の照合装置。 - 前記表示部は、前記照合部の照合結果に応じた色を表示する
請求項1に記載の照合装置。 - 前記表示部は、
前記値札要素から取得可能な価格情報と、前記商品マスタデータベースに登録されている価格情報とが一致している状況を第1の状況とし、
前記値札要素から取得可能な価格情報が、前記商品マスタデータベースに登録されている価格情報よりも安い状況を第2の状況とし、
前記値札要素から取得可能な価格情報が、前記商品マスタデータベースに登録されている価格情報よりも高い状況を第3の状況とするとき、
前記第1の状況、前記第2の状況、及び前記第3の状況のそれぞれで異なる色を表示する
請求項12に記載の照合装置。 - 前記照合部の照合結果を前記表示部への表示とは異なる方法で通知する通知部を更に備える
請求項1に記載の照合装置。 - 前記通知部は、前記表示部への表示とは異なる方法として、前記照合部の照合結果を音で通知するものである
請求項14に記載の照合装置。 - ユーザが前記値札の情報と前記商品マスタデータベースの登録情報とを照合する作業を開始した時点から、当該作業が終了した時点までの作業時間を記録する作業時間記録部を更に備え、
前記表示部は、前記作業時間記録部により記録された前記作業時間を表示する
請求項1に記載の照合装置。 - 前記表示部は、前記値札要素に含まれる価格の情報と、前記商品マスタデータベースに登録されている価格の情報とが一致していない場合、前記商品マスタデータベースに登録されている価格を表示する
請求項1に記載の照合装置。 - 値札が含まれる画像データを撮像により取得可能な撮像部と、
前記撮像部により逐次取得される前記画像データを時系列画像として表示可能な表示部と、
前記画像データから、値札に関連する要素である値札要素を検出する値札検出部と、
前記値札要素に含まれる情報と、商品マスタデータベースに登録されている情報とを照合する照合部と、を備え、
前記表示部は、前記時系列画像において前記値札と前記照合部の照合結果とを対応付けて表示する
照合システム。 - コンピュータを、
値札が含まれる画像データを撮像部から取得する画像データ取得部と、
前記撮像部により逐次取得される前記画像データを時系列画像として表示部に表示させる表示制御部と、
前記画像データから、値札に関連する要素である値札要素を検出する値札検出部と、
前記値札要素に含まれる情報と、商品マスタデータベースに登録されている情報とを照合する照合部と、として機能させ、
前記表示制御部は、前記時系列画像において前記値札と前記照合部の照合結果とを対応付けて前記表示部に表示させる
照合プログラム。
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