JP6341124B2 - オブジェクト認識装置および認識結果提示方法 - Google Patents
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Description
請求項3は、所定領域に載置された複数の物体を撮影手段により撮影することで取得した画像に基づいて、該撮影された個々の物体の載置位置を特定するとともに該載置位置が特定された物体の種別を認識する物体認識手段と、前記撮影手段により撮影された複数の物体の内で、物体の載置位置が前記物体認識手段により特定できたにもかかわらず該載置位置が特定された物体の種別が認識できなかった第1物体に対しては、該第1物体の表面に、物体の種別が認識できなかったことを示すマーク情報が投影されるように、且つ前記所定領域に載置された物体を避けた位置に認識不可のメッセージ情報が投影されるように発光手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮影手段により撮影された物体の種別が認識できた第2物体に対しては、当該第2物体の近傍位置に当該第2物体の種別と金額とを示す文字情報が投影されるように制御する、ことを特徴とする。
この商品登録装置1は、オブジェクト認識装置として機能およびPOSレジスタ端末としての機能を備え、物体(商品)の種別やその物体(商品)の個数等の情報をオブジェクト認識により取得し、合計代金等を表示したり、販売情報を登録したりする。
タッチディスプレイ12は、例えば液晶表示装置であるディスプレイ12A(図2参照)の表面にタッチパネル12B(図2参照)が積層されたものであり、オペレータ側である図面手前を向いている。このタッチディスプレイ12は、オペレータに対して撮影画像や各種情報(商品名、金額など)を表示するとともに、オペレータによるタッチ操作入力を受け付ける。
プリンタ14は、商品の会計時に会計の内容(商品名、金額など)をレシートに印字する。
撮影領域151は、撮影台16における撮影装置15によって撮影可能な領域である。
また、トレー3は、光を透過するように半透明になっている。そして、トレー3に載った状態の商品を撮影装置15により撮影する際には、照明装置から照射光が照射されるとともに、トレー3の下からは、バックライト光源17によりバックライトが上向きに照射される。これにより、商品の周囲に形成される影を可及的に排除し得る。
これにより、商品登録装置1のオペレータや顧客が、認識エラーとなった商品(物体)を一瞥で特定することができる。
図2は、本実施形態に係る商品登録装置1(オブジェクト認識装置)のハードウェア構成を示す図である。
商品登録装置1は、図1において示した構成以外に、CPU(Central Processing Unit)20、RAM(Random Access Memory)21、ROM(Read Only Memory)22、記憶部23を備えている。なお、各構成は、内部バスや各入出力回路(不図示)を介して互いに通信可能に接続されている。
RAM21は、CPU20によって使用される一時記憶手段である。CPU20が実行するプログラムに係る画像データ等を一時的に記憶する。
ROM22は、不揮発性の記憶手段であり、CPU20によって実行されるプログラム等を記憶する。
ディスプレイ12Aは、CPU20によって制御され、オペレータに対して商品等の撮影画像や商品の会計に関する情報(商品名、金額など)を表示する。
タッチパネル12Bは、ディスプレイ12Aにより表示した情報に対するオペレータのタッチ操作入力を受け付ける。
プリンタ14は、例えば、熱転写プリンタであり、レシートを印字する。具体的には、プリンタ14は、商品の会計時にCPU20の指示により、会計の内容をレシートに印字する。
また、発光装置30は、液晶プロジェクタや、スポット光を発するLEDライト等であってもよく、その場合に、認識エラーとなった商品を赤色の可視光で照射する等により、商品登録装置1のオペレータおよび顧客に対し、その商品が認識エラーであったことを認知させる。
商品登録装置1のCPU20は、ROM22に格納されたプログラムを実行することにより、処理部10の各機能を具現化する。処理部10は、撮影装置15(撮影手段)によって撮影された物体について、その物体(商品)の種別を撮影画像に基づき認識(オブジェクト認識)する。そして、処理部10は、その物体(商品)を認識するとともに、撮影領域151内におけるその物体(商品)の載置位置を特定する。そして、処理部10は、特定された載置位置を発光により指し示すとともに、その認識結果を発光装置30の発光状態により提示する。具体的には、処理部10は、発光装置30(発光手段)が発する可視光により、その物体(商品)の位置に対応付けて認識結果を提示する。この処理部10は、画像記憶部110、オブジェクト認識処理部120(物体認識手段)、認識結果提示部130(認識結果提示手段)、認識結果表示部140、入力取得部150、販売情報登録部160、情報出力部170を備える。
このオブジェクト認識処理部120は、物体・位置検出部121と、類似度演算部122と、類似度判断部123とを含んで構成される。
柳井啓司,「一般物体認識の現状と今後」,[online]、情報処理学会論文誌,2007年11月15日,Vol.48,No.SIG16、1-24頁,[平成27年3月6日検索],インターネット<URL:http://mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf>
Jamie Shottonら,“Semantic Texton Forests for Image Categorization and Segmentation”, Computer Vision and Pattern Recognition, 2008. CVPR 2008. IEEE Conference on,[平成27年3月6日検索],インターネット<URL:http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.145.3036&rep=rep1&type=pdf>
(1)分離画像に対応する商品が一意に特定された。
(2)分離画像に対応する商品の候補が1つ以上存在する。
(3)分離画像に対応する商品が無いと決定する。
条件Yは、充足すれば上記(2)と判断するための条件である。条件Yは、例えば、「類似度60%以上の商品が1つ以上あること」である。具体的には、例えば、ある分離画像の物体について、類似度の一番大きい商品が類似度80%の商品Aで、二番目が類似度75%の商品Bで、三番目が類似度65%の商品Cで、四番目が類似度55%の商品Dであったとする。このとき条件Yを満たすので、分離画像に対応する候補として類似度60%以上の対象である商品A,B,Cが存在する。
具体的には、認識結果提示部130は、例えば、類似度判断部123による類似度の判断が、上記(2)または(3)である、つまり、上記(1)以外である、と判断した分離画像については、対応する商品が一意に特定できない(以下、この判断を「認識エラー」と称する。)とし、その認識エラーとなった商品の位置情報(特定された載置位置)をRAM21から取得して、発光装置30が発光する可視光により、認識結果をその物体(商品)の位置に対応付けて提示する。
また、認識結果提示部130は、類似度判断部123による類似度の判断が、上記(1)である、つまり、対応する商品が一意に特定された(以下、この判断を「認識OK」と称する。)と判断した分離画像については、その認識OKとなった商品の位置情報(特定された載置位置)をRAM21から取得して、発光装置30が発光する可視光により、認識結果をその物体(商品)の位置に対応付けて提示する。
また、認識結果提示部130は、認識OKと判断された物体(ここでは、物体a、物体b2、物体b3)については、緑色の「〇」印のレーザ光を照射する。そして、認識結果提示部130は、商品マスタ情報100(図4)を参照して、認識OKの物体について、「商品名」および「単価」の情報を取得し、その認識OKの物体(物体a、物体b2、物体b3)の顧客側からみた近傍に、それぞれの「商品名」と「単価」とをレーザ光で照射する。
つまり、認識結果提示部130は、オブジェクト認識処理部120が認識エラーと判断した物体の載置位置に向けて発光装置30により所定の文字情報となる可視光を発光させ、オブジェクト認識処理部120が認識OKと判断した物体の載置位置に向けて発光装置30により上記所定の文字とは異なる文字情報となる可視光を発光させる。
また、認識結果提示部130は、オブジェクト認識処理部120が認識エラーと判断した物体の載置位置に向けて発光装置30により所定の色の光を発生させ、オブジェクト認識処理部120が認識OKと判断した物体の載置位置に向けて発光装置30により上記所定の色とは異なる色の光を発光させる。
また、レーザ光の照射は、認識エラーを示すレーザ光(例えば、「×」印)、または、認識OKを示すレーザ光(例えば、「〇」印)だけでもよい。つまり、認識結果の文字情報を併せて照射しなくてもよい。
さらに、レーザ光の照射は、認識エラーを示すレーザ光を赤色のレーザ光とし、認識OKを示すレーザ光を緑色のレーザ光として説明したが、それぞれ別の色でもよいし、認識結果を記号等(例えば、「×」印、「〇」印)で示す場合には、同一色であっても構わない。
なお、記号情報に色情報や文字情報を加えた方が、商品登録装置1のオペレータおよび顧客は、より早く確実に、つまり、レーザ光が照射された際に一瞥して、認識エラーの物体(商品)を特定することができる。
この場合に、認識結果提示部130は、認識エラーと判断された物体に対して、例えば、赤色の可視光(スポット光)の照射とともに、認識OKと判断された物体に対して、緑色の可視光(スポット光)を照射するようにしてもよい。
また、認識結果提示部130は、認識エラーと判断された物体に対する照射を行わず、認識OKとなった物体に対してのみ、可視光(スポット光)の照射を行うようにしてもよい。
このようにしても、商品登録装置1のオペレータおよび顧客は、認識エラーとなった物体がいずれの物体であるかを一瞥して特定することができる。
また、認識結果表示部140は、類似度判断部123が上記(2)および(3)(認識エラー)と判断した分離画像を、例えば、赤色の枠線とともにディスプレイ12Aや顧客用ディスプレイ11に表示することで、その商品が一意に特定されなかったことを表示する。
また、認識結果提示部130が認識エラーとなった物体(商品)等への可視光の照射を行うことにより、一意に特定できなかった商品を商品登録装置1のオペレータや顧客が確認した後、認識結果表示部140は、前記した条件Yを満たした商品の商品名および代表画像を商品マスタ情報100から読み出し、類似度演算部122が算出した類似度の高いものから、選択候補の商品として、ディスプレイ12Aに表示させるようにしてもよい。
さらに、認識結果表示部140は、すべての商品が一意に特定されたと判断した場合に、オペレータが販売情報として登録する商品を確定するための確定ボタンを表示する。
商品販売登録情報200には、例えば、その販売日時に対応付けて、商品ID、商品名、商品単価、販売個数、売上金額等が登録される。
次に、商品登録装置1の処理の流れを説明する。
図8は、本実施形態に係る商品登録装置1のオブジェクト認識を含む商品登録処理の流れを示すフローチャートである。
商品登録装置1は、撮影台16の撮影領域151を撮影装置15によって、常時撮影し続ける。または、顧客がトレー3を撮影台16に載せ、オペレータがタッチディスプレイ12上の撮影ボタンをタッチすることにより、商品登録装置1の処理部10が撮影装置15からの画像を取り込み、一連の処理を開始する。
また、ここでは、商品登録装置1に備わる発光装置30は、レーザ光を用いたプロジェクタ(レーザプロジェクタ)であり、文字や記号をレーザ光で商品やトレー3上に提示できるものとする。
具体的には、ステップS2において、オブジェクト認識処理部120の物体・位置検出部121は、画像記憶部110が取り込んだフレーム画像について、輪郭線(エッジ)抽出等することにより商品の候補となる画像を背景から分離し、分離画像を生成する。また、物体・位置検出部121は、分離した画像(検出した物体)について、撮影領域151内における位置情報を検出(載置位置を特定)し、検出した物体に対応付けてRAM21(図2参照)に記憶しておく。
まず、オブジェクト認識処理部120の類似度演算部122は、取得した物体認識画像(分離画像)について、形状、大きさ、色合い等の特徴量を演算し、記憶部23内の商品マスタ情報100(図4参照)の特徴量と比較することにより類似度を算出する(ステップS4)。
ここで、オブジェクト認識処理部120(類似度判断部123)は、その類似度の算出の結果、認識OKか否かを判断する(ステップS5)。具体的には、オブジェクト認識処理部120は、認識エラーとなった場合(例えば、上記(2)または(3)の場合)(ステップS5→No)、つまり、類似度判断部123が対応する商品を一意に特定できなかったとき、ステップS6に進む。また、オブジェクト認識処理部120は、そのオブジェクト認識が認識OKとなった場合(例えば、上記(1)の場合)(ステップS5→Yes)、つまり、類似度判断部123が対応する商品が一意に特定できたとき、ステップS7に進む。
なお、このステップS3〜S8の処理により、商品登録装置1のオペレータおよび顧客は、認識エラーとなった商品がトレー3上のどの商品かを特定することができる。
認識結果表示部140は、撮影ボタンが押し下げられた情報を取得した場合には(ステップS10→Yes)、ステップS1に戻る。一方、認識結果表示部140は、撮影ボタンが押し下げされた情報を取得しない場合には(ステップS10→No)、次のステップS11に進む。
認識結果表示部140は、確定ボタンが押し下げられた情報を取得した場合には(ステップS11→Yes)、次にステップS12に進む。一方、認識結果表示部140は、所定の時間経過しても、確定ボタンが押し下げられた情報を取得できなかった場合には(ステップS11→No)、ステップS1に戻る。
さらに、商品登録装置1がレーザ光を用いて、認識OKの商品について商品名および単価を提示する場合には、顧客用ディスプレイ11を不要とすることもできる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。
(a) 上記して説明した本実施形態に係る商品登録装置1(オブジェクト認識装置)においては、図1に示すように、トレー3の上部に設けられた発光装置30から可視光を発するものとして説明した。
しかしながら、商品登録装置1は、発光装置30を撮影台16の内部に収容し、トレー3の下から可視光(スポット光)を上向きに照射するようにしてもよい。トレー3は、光を透過するように半透明にしておき、例えば、認識エラーとなった物体(商品)の位置にスポット光を照射することにより、その認識エラーとなった物体(商品)を、オペレータや顧客が特定できるようにする。
また、トレー3上に載せる必要のない商品(例えば、青果物や野菜等)のオブジェクト認識をする場合には、撮影台16の内部に、LEDディスプレイや液晶ディスプレイ等を配置し、認識エラーとなった商品を特定できる画面(例えば、認識エラーとなった商品の位置を特定できる画面)をディスプレイに表示させるようにしてもよい。このようにすることによっても、認識エラーとなった物体(商品)を、オペレータや顧客が特定することができる。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
複数の物体の種別毎に、該物体を特定する基準となる特徴量が記憶された記憶手段と、
所定領域に載置された物体を撮影手段により撮影して、該撮影された物体の載置位置を特定するとともに、前記特徴量を参照することにより該撮影された物体の種別を認識する物体認識手段と、
前記撮影手段により撮影された物体の種別が前記物体認識手段により認識できたか否かの認識結果を、前記特定された載置位置を発光により指し示す発光手段の発光状態により提示する認識結果提示手段と、
を備えることを特徴とするオブジェクト認識装置。
<請求項2>
前記認識結果提示手段は、前記物体認識手段により物体の種別が認識できなかった場合に該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けて前記発光手段から可視光を発光させ、前記物体認識手段により物体の種別が認識できた場合には該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けての前記発光手段からの可視光の発光を留保することを特徴とする請求項1に記載のオブジェクト認識装置。
<請求項3>
前記認識結果提示手段は、前記物体認識手段により物体の種別が認識できなかった場合に該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けて前記発光手段から所定の色の光を発光させ、前記物体認識手段により物体の種別が認識できた場合には該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けて前記発光手段から前記所定の色とは異なる色の光を発光させることを特徴とする請求項1に記載のオブジェクト認識装置。
<請求項4>
前記認識結果提示手段は、前記物体認識手段により物体の種別が認識できなかった場合に該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けて前記発光手段から所定の文字情報となるように可視光を発光させ、前記物体認識手段により物体の種別が認識できた場合には該物体に対応付けて特定された前記載置位置に向けて前記発光手段から前記所定の文字情報とは異なる文字情報となるように可視光を発光させることを特徴とする請求項1に記載のオブジェクト認識装置。
<請求項5>
複数の物体の種別毎に、該物体を特定する基準となる特徴量を記憶手段に記憶させるステップと、
所定領域に載置された物体を撮影手段により撮影して、該撮影された物体の載置位置を特定するとともに、前記特徴量を参照することにより該撮影された物体の種別を認識する物体認識ステップと、
前記撮影手段により撮影された物体の種別が前記物体認識ステップで認識できたか否かの認識結果を、前記特定された載置位置を発光により指し示す発光手段の発光状態により提示する認識結果提示ステップと、
を有することを特徴とする認識結果提示方法。
10 処理部
11 顧客用ディスプレイ
12 タッチディスプレイ
12A ディスプレイ
12B タッチパネル
13 キャッシュドロワ
14 プリンタ
15 撮影装置(撮影手段)
16 撮影台
17 バックライト光源
20 CPU
21 RAM
22 ROM
23 記憶部(記憶手段)
30 発光装置(発光手段)
100 商品マスタ情報
110 映像記憶部
120 オブジェクト認識処理部(物体認識手段)
121 物体・位置検出部
122 類似度演算部
123 類似度判断部
130 認識結果提示部(認識結果提示手段)
140 認識結果表示部
150 入力取得部
160 販売情報登録部
170 情報出力部
200 商品販売登録情報
Claims (5)
- 所定領域に載置された物体を撮影手段により撮影することで取得した画像に基づいて、該撮影された物体の載置位置を特定するとともに該載置位置が特定された物体の種別を認識する物体認識手段と、
前記撮影手段により撮影された物体の載置位置が前記物体認識手段により特定できたにもかかわらず該載置位置が特定された物体の種別が認識できなかった場合に、該種別が認識できなかった物体の表面に物体の種別が認識できなかったことを示す情報が投影されるように発光手段を制御し、前記種別が認識できなかった物体に対しては、更に当該物体に対する再度の撮影による前記物体認識手段による認識を良好にするスポット光を、当該物体の載置位置の範囲をターゲットにして照射するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするオブジェクト認識装置。 - 前記制御手段は、前記情報が所定のマークとして投影されるように、前記発光手段としてのレーザ光を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のオブジェクト認識装置。 - 所定領域に載置された複数の物体を撮影手段により撮影することで取得した画像に基づいて、該撮影された個々の物体の載置位置を特定するとともに該載置位置が特定された物体の種別を認識する物体認識手段と、
前記撮影手段により撮影された複数の物体の内で、物体の載置位置が前記物体認識手段により特定できたにもかかわらず該載置位置が特定された物体の種別が認識できなかった第1物体に対しては、該第1物体の表面に、物体の種別が認識できなかったことを示すマーク情報が投影されるように、且つ前記所定領域に載置された物体を避けた位置に認識不可のメッセージ情報が投影されるように発光手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記撮影手段により撮影された物体の種別が認識できた第2物体に対しては、当該第2物体の近傍位置に当該第2物体の種別と金額とを示す文字情報が投影されるように制御する、
ことを特徴とするオブジェクト認識装置。 - 所定領域に載置された物体を撮影手段により撮影することで取得した画像に基づいて、該撮影された物体の載置位置を特定するとともに該載置位置が特定された物体の種別を認識する物体認識ステップと、
前記撮影手段により撮影された物体の載置位置が前記物体認識手段により特定できたにもかかわらず該載置位置が特定された物体の種別が認識できなかった場合に、該種別が認識できなかった物体の表面に物体の種別が認識できなかったことを示す情報が投影されるように発光手段を制御し、前記種別が認識できなかった物体に対しては、更に当該物体に対する再度の撮影による前記物体認識手段による認識を良好にするスポット光を、当該物体の載置位置の範囲をターゲットにして照射するよう制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする認識結果提示方法。 - 所定領域に載置された複数の物体を撮影手段により撮影することで取得した画像に基づいて、該撮影された個々の物体の載置位置を特定するとともに該載置位置が特定された物体の種別を認識する物体認識ステップと、
前記撮影手段により撮影された複数の物体の内で、物体の載置位置が前記物体認識ステップにより特定できたにもかかわらず該載置位置が特定された物体の種別が認識できなかった第1物体に対しては、該第1物体の表面に、物体の種別が認識できなかったことを示すマーク情報が投影されるように、且つ前記所定領域に載置された物体を避けた位置に認識不可のメッセージ情報が投影されるように発光手段を制御する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップは、前記撮影手段により撮影された物体の種別が認識できた第2物体に対しては、当該第2物体の近傍位置に当該第2物体の種別と金額とを示す文字情報が投影されるように制御する、
ことを特徴とする認識結果提示方法。
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