[发明专利]基于计算机视觉的中式菜肴识别装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种中式菜肴的自动检测识别装置，特别涉及一种基于计算机视觉的中式菜肴识别装置。

背景技术

在一些酒店、餐馆和食堂等餐饮行业场所，就餐人员数量较多，结算收银员工作压力很大，迫切需要能够实现菜肴自动识别和自动结算的系统。目前，市场上已经存在的餐厅自助结算系统产品(如杭州雄伟科技开发有限公司的“智盘系统”)以及以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统(专利申请号CN201210175894.9)和基于图像识别技术的食堂支付系统及方法(专利申请号201210512810.6)等相关产品和技术，利用碗碟内部自带的智能卡，或者利用计算机视觉技术基于碗碟图像特征进行碗碟盛装菜肴食物的识别分析。现有相关产品和技术存在缺点包括：自带智能卡的碗碟价格较贵，不宜推广；需要打菜人员记住不同类型碗碟和价格的对应关系，且价格种类较少等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供基于计算机视觉的中式菜肴识别装置，可用于餐馆和食堂等餐饮行业场所，为实现中式菜肴相关的自动结算提供条件。

为实现本发明所述目的，本发明提供一种基于计算机视觉的中式菜肴识别装置，该识别装置包括：视觉采集装置和计算机系统。

本发明的视觉采集装置安装于收银台面上方恰当高度，碗碟直接放在台面上或者放在托盘上经过该视觉采集装置下方，台面、托盘和碗碟的颜色要求有较大差异。中式菜肴经过视觉采集装置下方时，视觉采集装置采集包含若干盛装中式菜肴的碗碟的连续视频图像，并将所获得的视频图像传送给计算机系统。

计算机系统设有视频数据接收软件模块、菜肴识别软件模块和显示输出软件模块，并执行如下步骤：

a)视频数据接收软件模块接收由视觉采集装置传送来的包含中式菜肴的连续视频，供显示软件模块和菜肴识别软件模块使用，并可根据需要对视频进行存储；

b)菜肴识别软件模块对视频图像进行图像预处理、子图像裁切、特征提取和特征分类，从而基于中式菜肴的图像信息完成中式菜肴的辨识，并将识别结果传送给显示输出软件模块；

c)显示输出软件模块对采集的视频进行按要求显示，并汇总、显示菜肴识别结果信息，并把识别结果发送给其他系统或装置。

所述菜肴识别软件模块包括图像预处理子模块、子图像裁切子模块、特征提取子模块和特征分类子模块等四大功能子模块，具体工作过程为：

1)从视频数据接收软件模块读取的视频图像首先由图像预处理子模块进行滤波去噪和图像复原等预处理，并将预处理之后的视频图像传送给子图像裁切子模块；

2)子图像裁切子模块执行子图像裁切处理过程，首先裁切尽可能小的包含内有菜肴的碗碟的子图像，再在该子图像中裁切不包含碗碟的菜肴子图像，该处理过程基于碗碟、菜肴和背景图像的颜色差异确定菜肴碗碟的子图像；

3)特征提取子模块利用图像变换算法对子图像裁切子模块传送的各幅菜肴子图像进行特征变换，得到各幅菜肴子图像的低维特征向量，并将其传送给特征分类子模块；

4)特征分类子模块采用模式识别领域的分类算法进行子图像的特征分类，根据分类结果判断各特征向量所对应的子图像中菜肴的种类，并将识别结果传送给显示输出软件模块；

本发明是一种基于计算机视觉的中式菜肴识别装置，这种识别装置根据计算机视觉的原理实现盛装于碗碟的中式菜肴的自动识别，碗碟内部不需要安装高成本的智能卡，也不需要不同颜色和形状碗碟来区别不同价格菜肴，具有成本低、速度快的特点，为实现中式菜肴相关的自动结算提供条件。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明各模块和子模块之间的连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括两个组成部分：视觉采集装置和计算机系统1。视觉采集装置包含CCD图像传感器3和图像采集接口模块2。视觉采集装置采集中CCD图像传感器3采集到包含若干盛装中式菜肴的碗碟的连续视频图像信号，通过图像采集接口模块2进行信号转换后，将所获得的视频图像传送给计算机系统1。本具体实施例中，计算机系统1是普通工控机，图像采集接口模块2为PCI图像采集卡，CCD图像传感器3为工业CCD相机。