[发明专利]基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账系统及方法

权利要求书

1.基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账系统，其特征在于，包括托盘、摄像头、电脑、触摸屏和刷卡机，其中，

托盘内部设置有重力传感器和单片机，重力传感器与单片机相连，用于判断当前餐盘是否置于托盘上，重力传感器将数据传输给单片机，单片机与摄像头相连，控制摄像头工作；

摄像头，设置于托盘的正上方，用于采集菜品图像信息；

电脑，分别与摄像头、触摸屏和刷卡机连接，用于处理摄像头传输的数据并识别出待测菜品的名称，利用预存的菜品和价格对应模板计算出待测菜品的总价格；

触摸屏，用于接受电脑传输的数据，显示菜品的名称和价格；

刷卡机，用于接受电脑传输的数据，显示待测菜品总价格并实现刷卡付费。

2.根据权利要求1所述的基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账系统，其特征在于，托盘上标明餐盘放置位置，餐盘为固定尺寸，餐盘用于放置装有菜品的圆形菜碟。

3.基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在托盘中放入菜品模板，摄像头将菜品模板图像传输到电脑中进行预处理得到无噪声的菜品模板图像；

(2)利用霍夫圆分割出菜品模板图像中菜品信息区域的像素点；

(3)在托盘中放入待测菜品，摄像头将待测菜品图像传输到电脑中进行预处理得到无噪声的待测菜品图像；

(4)利用霍夫圆分割待测菜品图像，得到多个只含有单一菜品信息的图像；

(5)获取单一菜品信息图像中各个像素点的HSV值，通过分段归类将颜色相近的像素点归为一组，利用欧氏距离算法将每个菜品信息图像与菜品模板进行匹配；

(6)根据步骤(5)的结果得出与单一菜品信息图像最匹配的菜品模板，汇总后输出待测菜品的匹配结果，利用预存的菜品和价格对应模板计算出待测菜品的总价格；

(7)电脑将待测菜品的名称和价格数据传输给触摸屏进行显示，将待测菜品的总价格数据传输给刷卡机实现刷卡付费。

4.根据权利要求3所述的基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账方法，其特征在于，所述步骤(1)中的对菜品模板图像进行的预处理是将图像模糊化，对摄像头中得到的菜品模板图像进行缩放，将像素变为设定尺寸；采用中值滤波法去除菜品模板图像的噪声，得到无噪声的菜品模板图像。

5.根据权利要求3所述的基于霍夫圆与颜色欧式距离法的智能结账方法，其特征在于，所述步骤(2)中利用霍夫圆分割出菜品模板图像中菜品信息区域的像素点，具体步骤如下：

21)获取霍夫圆圆心：对菜品模板图像利用Canny边缘检测算法进行边缘检测，得到边缘二值图；再对菜品模板原始图像利用Sobel算子计算出所有像素的邻域梯度值；初始化圆心数组N(x,y)，即令所有的N(x,y)＝0，x为圆心的横坐标，y为圆心的纵坐标；遍历Canny边缘二值图中所有非零像素点，绘出梯度方向的直线，将直线经过的所有的点(x,y)所对应的圆心数组N(x,y)的值加1；统计所有非零的圆心数组N(x,y)，对圆心数组N(x,y)从大到小排序,得到圆心数组N(x,y)值最大的圆心(x,y)，即为所需圆心(x,y)；

22)针对得到的圆心(x,y)计算霍夫圆半径：首先计算Canny边缘二值图中所有非零点距离圆心的距离；将距离从小到大排序，设定阈值，设定若干半径值，将处于设定半径值阈值范围内的距离归类到设定半径值中；初始化半径长度r和对应的半径数组N(r)，即令所有的半径数组N(r)＝0，r为所有设定的半径长度；遍历Canny边缘二值图中的非零像素点，计算到圆心(x,y)的距离d，判断距离d所属的半径r,并将对应的半径数组N(r)的值加1，对半径数组N(r)从大到小排序,得到半径数组N(r)值最大的半径r，即为所需半径值r；

23)图像分割：以圆心(x,y)为正方形的中心，半径值r的设定倍数为正方形边长在原菜品模板图像上得到一个水平的正方形区域，将正方形区域中的像素点分割出来得到最终的菜品模板图像。