基于圖像處理的智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

彭 云

摘 ?要：在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，采用智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)不僅可以降低超市或者賣(mài)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)成本，還可以全面提升購(gòu)物結(jié)算的準(zhǔn)確性、安全性以及可靠性。因此，本文將對(duì)基于圖像處理的智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行深入的探索分析。

關(guān)鍵詞：圖像處理;智能化系統(tǒng);無(wú)人收銀服務(wù);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、引言

智能化系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制技術(shù)的范疇，其將通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)兩者有機(jī)融為一體。 現(xiàn)階段，隨著我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，智能化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中，并且逐漸開(kāi)始向無(wú)人智能化系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。

現(xiàn)階段，大型商場(chǎng)以及超市等仍然以人工收銀的方式為主，賣(mài)場(chǎng)每年需要投入大量的人力物力用于收銀費(fèi)用支出，但是由于是人工方式，收銀的準(zhǔn)確性仍然有待提升。同時(shí)，其他自助式的收銀系統(tǒng)價(jià)格偏高且操作較為煩瑣，客戶(hù)操作起來(lái)無(wú)法得到有效的推廣。

智能化收銀臺(tái)通過(guò)將圖像處理技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)兩者有效融為一體。與傳統(tǒng)收銀臺(tái)相比，其具有付款二維碼以及能夠自動(dòng)計(jì)算商品總價(jià)格的功能，同時(shí)還具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，從而為客戶(hù)提供高效的、良好的購(gòu)物體驗(yàn)，可以大大節(jié)省人們購(gòu)物排隊(duì)等待的時(shí)間，為人們提供便捷化的服務(wù)。同時(shí)，其還可以有效降低商場(chǎng)和超市的運(yùn)營(yíng)成本，降低人力物力的投入。因此，本文將基于圖像處理的智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的探索分析。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)思路

基于圖像處理的智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)，主要設(shè)計(jì)思路包括以下幾方面的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)：第一，信息采集單元，主要是對(duì)商品的二維碼信息進(jìn)行信息采集和圖像處理。通過(guò)灰度處理和中值濾波處理的方式對(duì)該信息采集單元所采集的二維碼信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后可以準(zhǔn)確對(duì)該商品的進(jìn)行定位識(shí)別;信息采集單元將所收集到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至存儲(chǔ)單元中。同時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)于消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的商品進(jìn)行結(jié)算時(shí)，將會(huì)掃描該商品的單價(jià)，并且系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置傳輸帶將等待掃描的商品運(yùn)輸至掃描口等待掃描，當(dāng)掃描完成后，控制單元將會(huì)進(jìn)行資金結(jié)算處理以及完成現(xiàn)金找零的過(guò)程。在系統(tǒng)中，掃描單元、控制單元以及傳送帶三者之間緊密相連，具有一定的通信機(jī)制。掃描單元由若干個(gè)光電傳感器所構(gòu)成，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)單元可以對(duì)內(nèi)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)查詢(xún)、增加以及刪除等相關(guān)操作。控制單元可以對(duì)消費(fèi)者投入的資金進(jìn)行大小、真假的識(shí)別。

三、圖像處理

（一） 圖像獲取

該智能收銀系統(tǒng)內(nèi)置圖像傳感器、照相機(jī)以及掃描儀等裝置，這些裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)商品二維碼圖像進(jìn)行相應(yīng)的處理。為了能夠準(zhǔn)確識(shí)別二維碼，需要利用程序中的函數(shù)對(duì)該圖像進(jìn)行處理。

（二） 圖像灰度處理

一般情況下，攝像頭或者照相機(jī)獲得的圖像以24RGB的彩色圖像為主。當(dāng)獲取圖像后，需要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理，從而將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像?；叶葓D像的特征在于其RGB的三個(gè)分量是完全相同的，其是一種特殊的彩色圖像，像素的亮度均可以利用0至255范圍之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行表示。其中，黑色用0來(lái)表示，白色則用255來(lái)表示，中間的數(shù)值均表示灰度，數(shù)值越小，則表明灰度越高。將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像的重要目的在于有效降低計(jì)算機(jī)處理的計(jì)算量?；叶忍幚碇饕扇〉姆椒ㄊ羌訖?quán)平均法，即對(duì)賦予R、G、B三者不同的權(quán)重后進(jìn)行計(jì)算。

（三） 噪聲處理

當(dāng)采集圖像后，由于受到拍攝環(huán)境的影響將會(huì)存在著很多的噪聲，根據(jù)分類(lèi)，主要包括高斯噪聲、顆粒噪聲等構(gòu)成。因此，為了避免噪聲對(duì)圖像處理帶來(lái)顯著的影響，應(yīng)該對(duì)這些噪聲采取濾波處理的方式有效解決。因此，噪聲處理是圖像預(yù)處理過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。只有經(jīng)過(guò)正確的、合理的噪聲處理之后，才能夠完成后續(xù)的圖像邊緣處理、特征值提取以及圖像分割等環(huán)節(jié)。濾波處理主要包括中值濾波、均值濾波以及最小均方濾波等構(gòu)成。其中，中值濾波處理屬于非線性濾波處理方法，而均值濾波和最小方差濾波則屬于線性濾波處理方法。非線性濾波處理方法在某種程度上要優(yōu)于線性濾波處理方法，能夠有效解決圖像細(xì)節(jié)模糊的問(wèn)題。采用中值濾波處理方法進(jìn)行處理時(shí)能夠?qū)D像邊緣起到有效的保護(hù)作用。若二維碼邊緣出現(xiàn)模糊的情況，將會(huì)導(dǎo)致識(shí)別準(zhǔn)確性大大降低，因此，該性質(zhì)非常重要。

（四） 二維碼定位

一般情況下，圖像邊緣檢測(cè)主要采取Hough變換的方法進(jìn)行，從而定位二維碼所在的位置。該變換的主要原理是以曲線表達(dá)的方式將原有曲線轉(zhuǎn)換為空間中的一個(gè)點(diǎn)。

（五） 運(yùn)動(dòng)控制

自從PLC誕生以來(lái)，其已經(jīng)成為工業(yè)控制的產(chǎn)品之一，其不僅具備定時(shí)、計(jì)時(shí)以及邏輯運(yùn)算等功能，同時(shí)，還能夠起到有效的監(jiān)控和記錄的作用。在控制過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)源成控制、智能化控制以及過(guò)程控制等。PLC的高速發(fā)展能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性。在智能化收銀系統(tǒng)中使用PLC能夠?qū)崿F(xiàn)有效的運(yùn)動(dòng)控制。例如，投幣以及傳送帶均是由PLC進(jìn)行控制的。傳送帶在運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)商品傳送至等待區(qū)域等待結(jié)賬過(guò)程中，如果商品還未進(jìn)行結(jié)算，此時(shí)該區(qū)域的取貨口則是處于關(guān)閉狀態(tài)的，當(dāng)用戶(hù)投入錢(qián)幣后，此時(shí)門(mén)將會(huì)打開(kāi)，用戶(hù)可以取走相關(guān)物品。當(dāng)傳感器感應(yīng)到商品已經(jīng)全部被用戶(hù)取走之后，此時(shí)電磁鐵將會(huì)重新回到復(fù)位的狀態(tài)，門(mén)將會(huì)關(guān)閉。

投幣器的信號(hào)與PLC保持相連接，當(dāng)有硬幣投入到投幣區(qū)的時(shí)候，投幣器將會(huì)對(duì)投入的硬幣進(jìn)行識(shí)別，如果判斷錢(qián)幣合格后將會(huì)對(duì)此進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)，數(shù)字將會(huì)顯示在顯示器上面，完成后續(xù)的找零環(huán)節(jié)。退幣系統(tǒng)主要由硬幣卡槽、PLC等構(gòu)成，當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊找零按鈕后，將會(huì)根據(jù)之前所計(jì)算的商品總金額以及用戶(hù)投入錢(qián)幣的金額確定找零金額，然后發(fā)送對(duì)應(yīng)的脈沖波，帶動(dòng)硬幣卡槽至對(duì)應(yīng)的角度完成退幣這一功能。

四、結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)如此發(fā)達(dá)的時(shí)代背景下，商場(chǎng)以及超市中實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人收銀服務(wù)系統(tǒng)，不僅可以有效降低賣(mài)場(chǎng)的成本，同時(shí)，還能夠全面提高消費(fèi)者購(gòu)物結(jié)算的準(zhǔn)確度、安全性以及可靠性，有效縮短消費(fèi)者排隊(duì)等待的時(shí)間，隨著智能化水平的不斷提升，該系統(tǒng)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳霄敏，郭榮鑫.金融科技的“剁手”方式[J].現(xiàn)代商業(yè)銀行，2018（04）：48-49.

[2]周勇.無(wú)人便利店的前途[J].中國(guó)商界，2017（08）：48-49.

[3]嚴(yán)幫源，彭建.無(wú)人超市：關(guān)于誠(chéng)信的一次試驗(yàn)[J].中學(xué)生天地（C版），2015（09）：30.