[發明專利]基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬系統及方法

在審

• 申請號: 201810104562.9
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108364417A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 倪建軍;史秋實;唐偉;朱金秀
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G07G1/00
• 分類號: G07G1/00;G07G1/06;G06Q20/20;G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬系統，其特征在于，包括托盤、攝像頭、電腦、觸摸屏和刷卡機，其中，

托盤內部設置有重力傳感器和單片機，重力傳感器與單片機相連，用于判斷當前餐盤是否置于托盤上，重力傳感器將數據傳輸給單片機，單片機與攝像頭相連，控制攝像頭工作；

攝像頭，設置于托盤的正上方，用于采集菜品圖像信息；

電腦，分別與攝像頭、觸摸屏和刷卡機連接，用于處理攝像頭傳輸的數據并識別出待測菜品的名稱，利用預存的菜品和價格對應模板計算出待測菜品的總價格；

觸摸屏，用于接受電腦傳輸的數據，顯示菜品的名稱和價格；

刷卡機，用于接受電腦傳輸的數據，顯示待測菜品總價格并實現刷卡付費。

2.根據權利要求1所述的基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬系統，其特征在于，托盤上標明餐盤放置位置，餐盤為固定尺寸，餐盤用于放置裝有菜品的圓形菜碟。

3.基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在托盤中放入菜品模板，攝像頭將菜品模板圖像傳輸到電腦中進行預處理得到無噪聲的菜品模板圖像；

(2)利用霍夫圓分割出菜品模板圖像中菜品信息區域的像素點；

(3)在托盤中放入待測菜品，攝像頭將待測菜品圖像傳輸到電腦中進行預處理得到無噪聲的待測菜品圖像；

(4)利用霍夫圓分割待測菜品圖像，得到多個只含有單一菜品信息的圖像；

(5)獲取單一菜品信息圖像中各個像素點的HSV值，通過分段歸類將顏色相近的像素點歸為一組，利用歐氏距離算法將每個菜品信息圖像與菜品模板進行匹配；

(6)根據步驟(5)的結果得出與單一菜品信息圖像最匹配的菜品模板，匯總后輸出待測菜品的匹配結果，利用預存的菜品和價格對應模板計算出待測菜品的總價格；

(7)電腦將待測菜品的名稱和價格數據傳輸給觸摸屏進行顯示，將待測菜品的總價格數據傳輸給刷卡機實現刷卡付費。

4.根據權利要求3所述的基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬方法，其特征在于，所述步驟(1)中的對菜品模板圖像進行的預處理是將圖像模糊化，對攝像頭中得到的菜品模板圖像進行縮放，將像素變為設定尺寸；采用中值濾波法去除菜品模板圖像的噪聲，得到無噪聲的菜品模板圖像。

5.根據權利要求3所述的基于霍夫圓與顏色歐式距離法的智能結賬方法，其特征在于，所述步驟(2)中利用霍夫圓分割出菜品模板圖像中菜品信息區域的像素點，具體步驟如下：

21)獲取霍夫圓圓心：對菜品模板圖像利用Canny邊緣檢測算法進行邊緣檢測，得到邊緣二值圖；再對菜品模板原始圖像利用Sobel算子計算出所有像素的鄰域梯度值；初始化圓心數組N(x,y)，即令所有的N(x,y)＝0，x為圓心的橫坐標，y為圓心的縱坐標；遍歷Canny邊緣二值圖中所有非零像素點，繪出梯度方向的直線，將直線經過的所有的點(x,y)所對應的圓心數組N(x,y)的值加1；統計所有非零的圓心數組N(x,y)，對圓心數組N(x,y)從大到小排序,得到圓心數組N(x,y)值最大的圓心(x,y)，即為所需圓心(x,y)；

22)針對得到的圓心(x,y)計算霍夫圓半徑：首先計算Canny邊緣二值圖中所有非零點距離圓心的距離；將距離從小到大排序，設定閾值，設定若干半徑值，將處于設定半徑值閾值范圍內的距離歸類到設定半徑值中；初始化半徑長度r和對應的半徑數組N(r)，即令所有的半徑數組N(r)＝0，r為所有設定的半徑長度；遍歷Canny邊緣二值圖中的非零像素點，計算到圓心(x,y)的距離d，判斷距離d所屬的半徑r,并將對應的半徑數組N(r)的值加1，對半徑數組N(r)從大到小排序,得到半徑數組N(r)值最大的半徑r，即為所需半徑值r；

23)圖像分割：以圓心(x,y)為正方形的中心，半徑值r的設定倍數為正方形邊長在原菜品模板圖像上得到一個水平的正方形區域，將正方形區域中的像素點分割出來得到最終的菜品模板圖像。