JP7250275B2 - Meal identification systems and identification programs - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 (1)展示会における発表 展示会名 2019モバックショウ(第26回国際製パン製菓関連産業展) 開催日 平成31年2月20日~同年2月23日 開催場所 幕張メッセApplication of
この発明は、食事識別システムと識別プログラムに関する。 The present invention relates to meal identification systems and identification programs.
特許文献1(JP2009-176209A)は、食器の種類が判明すれば単価も定まるとの前提で、食器の識別により食事料金の精算を行うことを提案している。この技術では、ステレオカメラにより食器を撮像することにより、食器を識別する。食器毎に単価があらかじめ定まっているので、識別した食器に対応する単価を加算すると、食事の料金が得られる。 Patent document 1 (JP2009-176209A) proposes to settle the meal charge by identifying the tableware on the premise that the unit price is determined if the type of tableware is identified. In this technology, the tableware is identified by imaging the tableware with a stereo camera. Since the unit price is predetermined for each piece of tableware, the charge for the meal can be obtained by adding the unit price corresponding to the identified tableware.
出願人は、距離画像とカラー画像とから、食器の種類を識別し、食器の種類に基づいて食事の候補の種類を制限し、カラー画像から食事を識別することを提案した(特許文献2:JP2018-147416A)。 The applicant proposed to identify the type of tableware from the distance image and the color image, limit the types of meal candidates based on the type of tableware, and identify the meal from the color image (Patent Document 2: JP2018-147416A).
ところで食堂、カフェテリア等の利用者が、1枚の皿にあるいは1個の食器に、揚げ物、ご飯ものなど、複数の食事を選んで乗せることがある。利用者が任意に選んだ複数の食事を切り分け、食事毎に画像識別することは難しい。なおこの場合、食器を識別しても、食事の識別はできない。従って、利用者が複数種類の食事を選んで1個の食器に載せる形式の場合、食事の識別は困難になる。 By the way, a user of a restaurant, cafeteria, etc., may select and place a plurality of meals such as fried foods and rice dishes on one plate or one tableware. It is difficult to separate a plurality of meals arbitrarily selected by the user and identify images for each meal. In this case, even if the tableware is identified, the meal cannot be identified. Therefore, when the user selects a plurality of types of meals and puts them on one tableware, it is difficult to identify the meals.
この発明の課題は、食事の識別において、利用者が選んだ複数種類の食事が1個の食器に載っている場合にも対応できるようにすることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to be able to cope with the case where a plurality of types of meals selected by a user are placed on one tableware in identification of meals.
この発明の食事識別システムでは、
トレイ内のカラー画像あるいは白黒画像を撮像する第1のカメラと、
トレイ内の深度画像を撮像する深度カメラと、
食器の輪郭を表す複数の特徴点から成り、各特徴点は、食器の中心からの距離と食器の中心と交わる線分からの方位と深度のデータを有する食器モデルを、複数個記憶するメモリと、
食器モデルの中心を深度画像に対し移動させるスキャン処理部と、
スキャン処理部により移動中の複数の位置において、食器モデルの特徴点の深度と深度画像での対応する点の深度とを、特徴点毎に比較することにより、食器モデルと深度画像とのマッチング度合いを評価し、かつマッチング度合いが所定の条件を充たす際に、食器モデルに従って食器の種類を識別する評価部と、
識別した食器の種類に基づいて食事の候補を選択し、選択した食事の候補と、前記カラー画像あるいは白黒画像とから食事の種類を識別する食事識別部と、
食事の識別結果を表示するタッチパネル付きのモニタと、
ヒューマンインターフェースとを備えている。
In the meal identification system of this invention,
a first camera that captures a color image or a black and white image in the tray;
a depth camera that captures depth images in the tray;
a memory for storing a plurality of tableware models comprising a plurality of feature points representing the outline of the tableware, each feature point having data of the direction and depth of the distance from the center of the tableware and the line segment intersecting the center of the tableware;
a scan processing unit that moves the center of the tableware model with respect to the depth image;
The degree of matching between the tableware model and the depth image is obtained by comparing the depth of the feature points of the tableware model and the depth of the corresponding points in the depth image for each feature point at multiple positions during movement by the scanning processing unit. and an evaluation unit that identifies the type of tableware according to the tableware model when the degree of matching satisfies a predetermined condition;
a meal identification unit that selects a meal candidate based on the identified type of tableware and identifies the meal type from the selected meal candidate and the color image or the black and white image;
a monitor with a touch panel that displays the meal identification results;
It has a human interface.
この発明の食事識別プログラムは、第1のカメラからのカラー画像あるいは白黒画像と、深度カメラからの食器の深度画像と、タッチパネル付きのモニタを用い、コンピュータにより食事の種類を識別する。
この発明では、前記コンピュータを、
食器の輪郭を表す複数の特徴点から成り、各特徴点は、食器の中心からの距離と食器の中心と交わる線分からの方位と深度のデータを有する食器モデルを、複数個記憶するメモリと、
食器モデルの中心を深度画像に対し移動させるスキャン処理部と、
スキャン処理部により移動中の複数の位置において、食器モデルの特徴点の深度と深度画像での対応する点の深度とを、特徴点毎に比較することにより、食器モデルと深度画像とのマッチング度合いを評価し、かつマッチング度合いが所定の条件を充たす際に、食器モデルに従って食器の種類を識別する評価部と、
識別した食器の種類に基づいて食事の候補を選択し、選択した食事の候補と、前記カラー画像あるいは白黒画像とから食事の種類を識別する食事識別部として動作させる。
The meal identification program of the present invention uses a color image or black and white image from the first camera, a depth image of tableware from the depth camera, and a monitor with a touch panel to identify the type of meal by a computer.
In the present invention, the computer is
a memory for storing a plurality of tableware models comprising a plurality of feature points representing the outline of the tableware, each feature point having data of the direction and depth of the distance from the center of the tableware and the line segment intersecting the center of the tableware;
a scan processing unit that moves the center of the tableware model with respect to the depth image;
The degree of matching between the tableware model and the depth image is obtained by comparing the depth of the feature points of the tableware model and the depth of the corresponding points in the depth image for each feature point at multiple positions during movement by the scanning processing unit. and an evaluation unit that identifies the type of tableware according to the tableware model when the degree of matching satisfies a predetermined condition;
It operates as a meal identifying section that selects meal candidates based on the identified types of tableware and identifies the meal types from the selected meal candidates and the color image or black and white image.
この発明では、モニタとヒューマンインターフェースとにより、
・ 食器内の食事の数を追加するための追加ボタンを食器の付近に表示し、
・ 追加ボタンにユーザがタッチすると、識別した食器の種類に基づいて食事の候補のメニューを表示し、
・ 表示したメニューからユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器内の食事の数と種類を訂正する。
In this invention, the monitor and the human interface provide
・ Display an add button near the dish to add the number of meals in the dish,
- When the user touches the add button, a menu of meal candidates is displayed based on the identified types of tableware,
• Correct the number and type of meals in the dish based on the type of meal entered by the user from the displayed menu.
この発明では、食器モデルの中心を深度画像に対し移動させながら、食器モデルと深度画像とのマッチング度合いを評価する。食器モデルに対応する食器がその位置にあれば、複数の特徴点に渡って特徴点の深度と深度画像での深度は一致し、そうでなければ、食器モデルと深度画像とで深度が一致しない。この発明は、複数の特徴点の一部が隠れても、残る特徴点でマッチングできるので、食器が重なり輪郭が一部隠れる場合の食事識別に適している。 In this invention, the degree of matching between the tableware model and the depth image is evaluated while moving the center of the tableware model with respect to the depth image. If the tableware corresponding to the tableware model is at that position, the depth of the feature point and the depth in the depth image match over multiple feature points, otherwise the depth does not match between the tableware model and the depth image. . Since the present invention can perform matching using the remaining feature points even if some of the feature points are hidden, it is suitable for food identification when tableware overlaps and the outline is partially hidden.
食器の種類を識別すると食事の候補が定まり、食事の画像を用いて食事を識別できる。しかし1個の食器に複数の食事が載っている場合、正確な識別は困難である。そこで食器内の食事の数を追加するための追加ボタンを食器の付近に表示し、追加ボタンにユーザがタッチすると、食事の候補のメニューを表示し、ユーザの入力をアシストする。そしてユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器内の食事の数と種類を訂正する。このようにすると、1個の食器に複数の食事が載っている場合でも、食事の種類と数を決定できる。 By identifying the type of tableware, meal candidates are determined, and meals can be identified using images of the meals. However, accurate identification is difficult when multiple meals are placed on a single tableware. Therefore, an add button for adding the number of meals in the tableware is displayed near the tableware, and when the user touches the add button, a menu of meal candidates is displayed to assist the user's input. Then, based on the type of meal entered by the user, the number and type of meals in the dish are corrected. In this way, even if a single tableware contains a plurality of meals, the type and number of meals can be determined.
好ましくは、前記モニタと前記ヒューマンインターフェースとにより、
・ トレイ内でかつ食器外の食事を追加するための第2の追加ボタンを表示し、
・ 第2の追加ボタンにユーザがタッチすると、食事の候補の第2のメニューを表示し、
・ 第2のメニューからユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器外の食事の数と種類を訂正する。このようにすると、食器外に置かれた食事の種類と数も決定できる。
Preferably, by the monitor and the human interface,
- display a second add button for adding in-tray and out-of-dish meals;
- when the user touches the second add button, a second menu of meal candidates is displayed;
• Correct the number and type of off-the-shelf meals based on the type of meal entered by the user from the second menu. In this way, the type and number of meals placed outside the dish can also be determined.
好ましくは、食器モデルは、回転不要または1/n回転で不変(nは1以上の自然数)の属性を備え、かつ食器モデルの属性が1/n回転で不変の場合、スキャン処理部により食器モデルの中心を移動させることと同時に、食器モデルを中心回りに1/n回転させる回転制御部をさらに備えている。 Preferably, the tableware model has an attribute that does not require rotation or does not change with 1/n rotation (n is a natural number of 1 or more), and if the attribute of the tableware model does not change with 1/n rotation, the scanning processing unit A rotation control unit is further provided for moving the center of the tableware model and rotating the tableware model by 1/n around the center.
食器モデルの形状が円形で無い場合、食器モデルの向きによって、マッチングの度合いが変化する。しかし正方形の食器モデルであれば、90°回転させると食器モデルは元に戻る。また長方形の食器モデルであれば、180°回転させると食器モデルは元に戻る。そこで食器モデルに回転不要(円形)、1/n回転で不変との属性を持たせ、この属性に従って食器の向きを変化させると、食器モデルと食器とで向きが異なっていてもマッチング度合いを評価できる。 If the shape of the tableware model is not circular, the degree of matching changes depending on the orientation of the tableware model. However, if the tableware model is square, the tableware model returns to its original state when rotated by 90°. Also, if the tableware model is rectangular, the tableware model will return to its original state if it is rotated 180°. Therefore, if the tableware model is given an attribute that does not require rotation (circular) and does not change with 1/n rotation, and the orientation of the tableware is changed according to this attribute, the degree of matching is evaluated even if the orientation of the tableware model and the tableware is different. can.
好ましくは、食器モデルとして、特徴点の数が多くかつ少なくとも食器の種類毎に設けられた詳細モデルと、特徴点の数が少なくかつモデルの数が詳細モデルの数よりも少ない簡易モデルとの、少なくとも2種類のモデルを設ける。ここで1個の簡易モデルに1個~複数個の詳細モデルを対応させる。評価部は、簡易モデルでのマッチング度合いが所定の条件を充たす際に、対応する1個~複数個の詳細モデルとのマッチング度合いを評価する。 Preferably, as tableware models, a detailed model having a large number of feature points and provided at least for each type of tableware, and a simple model having a small number of feature points and having a smaller number of models than the number of detailed models, At least two types of models are provided. Here, one simple model is associated with one to a plurality of detailed models. The evaluation unit evaluates the degree of matching with one to a plurality of corresponding detailed models when the degree of matching in the simple model satisfies a predetermined condition.
最初から詳細モデルを適用すると、マッチング度合いの評価に時間がかかる。これに対して最初に簡易モデルを適用し、有望な場合に詳細モデルを適用すると、評価を高速で行える。特に1個の簡易モデルに複数個の詳細モデルが対応すると、簡易モデルのマッチング度合いが高い際に、複数個の詳細モデルを順に評価できる。すると簡易モデルを適用する回数を減らし、処理をより高速で行える。勿論、1個の詳細モデルのみに対応する簡易モデルがあっても良い。 If the detailed model is applied from the beginning, it takes time to evaluate the degree of matching. On the other hand, if the simple model is applied first and the detailed model is applied when it is promising, the evaluation can be performed at high speed. In particular, when a plurality of detailed models correspond to one simple model, the plurality of detailed models can be evaluated in order when the degree of matching of the simple model is high. This reduces the number of times the simple model is applied and allows faster processing. Of course, there may be a simple model corresponding to only one detailed model.
好ましくは、背が高い食器モデルから背の低い食器モデルへの順に食器モデルを用いる。背が高い食器は輪郭が隠れにくく、識別が容易である。容易に識別できる食器から順に特定し、残る食器はその後に識別する。
Preferably, the tableware models are used in order from taller tableware models to shorter tableware models. Tall tableware is difficult to hide and easy to identify. The easily identifiable dishes are identified in order, and the remaining dishes are identified after that.
以下に最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。 A preferred embodiment is shown below. The scope of the present invention should be determined according to the understanding of those skilled in the art based on the description of the claims, taking into consideration the description of the specification and well-known techniques in this field.
図1~図12に実施例を示す。図1は食事識別システム2の構成を示し、テーブルの上面01に置かれたトレイ02上の食事を識別する。なおこの明細書で、食事は「○○うどん」、「鳥の唐揚げ」、「鮭おにぎり」、「サツマイモの天ぷら」など、識別の単位となる食品あるいは食品の集まりを意味する。食事は、食器W1~W3等に載せられているものと、おにぎりなどトレイ02上に直接載せられているものを想定する。
Examples are shown in FIGS. 1 to 12. FIG. FIG. 1 shows the configuration of a
撮像装置3は例えばカラーカメラ4と深度カメラ5とを備えている。カラーカメラ4からのカラー画像と、深度カメラ5からの深度画像を、入力インターフェース6を介して、食事識別システム2に入力し、カラー画像をメモリ7に記憶する。深度画像はノイズを伴う場合が多いので、好ましくは平滑化部9により深度を平滑化し、メモリ8に記憶する。ノイズが小さい場合、平滑化せずに深度画像をメモリ8に記憶させても良い。またノイズが大きい場合でも、平滑化せずに深度画像を記憶し、読み出す都度平滑化しても良い。
The
シーケンサー10~評価部14は、食器モデルを用いて深度画像上に食器に割り当てる。なおインターフェース6~後述のヒューマンインターフェース30,インターフェース36は、図示しないコンピュータのCPUとメモリに記憶した食事識別プログラムとにより実現できる。食器モデルに関して、簡易モデルをメモリ16に、詳細モデルをメモリ17に記憶し、簡易モデルが定まると詳細モデルが1個~複数個定まる。詳細モデルの数は識別する食器の種類の数以上で、簡易モデルの数は詳細モデルの数よりも少なく、例えば食器の種類よりも少ない。メモリ18は、作業データの記憶、識別結果の記憶等に用いる。
The
シーケンサー10は適用する簡易モデルの順序を定め、一般に背が高い食器モデルから適用する。背が高い食器モデルは、輪郭が隠れにくく、識別が容易である。同じ背の高さの食器モデルが複数ある場合、識別が容易な大きな食器モデルから適用しても、ルールを定めず任意の順序で適用しても良い。
The
スキャン制御部11は、深度画像に対し食器モデルの中心を移動させ、深度画像を食器モデルによりスキャンする。また食器モデルが円形でなく、中心回りの回転により特徴点の配置が変化する場合、スキャンと同時に、回転制御部12により食器モデルをその中心回りに回転させる。食器モデルの中心の位置毎に(スキャンでの1回の移動毎に)、1回転までの範囲で全回転角分、食器モデルを回転させても良い。またスキャン時間を短縮するため、簡易モデルのマッチングでは、食器の中心が次の位置へ移動する毎に、所定角度ずつ回転させても良い。
The
評価部14は、食器のモデルの位置(食器モデルの中心位置)毎に、また回転させる場合には位置と回転角とのペア毎に、食器モデルの各特徴点での深度と、深度画像での対応点の深度とを比較し、これらの誤差を求める。なお深度画像での対応点は、食器モデルの特徴点と画像上の位置が一致する点である。そして例えば誤差の2乗和を求め、食器モデルでの特徴点の総数などで割って、マッチング度合いとする。深度画像での対応点が他の食器により覆われていると推定できる場合、あるいは食器モデルでの対応点が深度画像の視野から外れている場合、食器モデルでの特徴点の総数よりも、比較可能な特徴点の数が少なくなる。このような場合、上記の2乗和を、実際に使用した特徴点の数で割っても良い。マッチング度合いは、2乗和に限らず、誤差の絶対値の和など、適宜の方法で評価できる。
The
食器W1~W3の種類を識別すると、食事識別部20は食器内の食事の種類あるいは種類に加えて量を識別する。食事識別のアルゴリズムは、例えば特許文献2に記載のものを用いる。識別した食事の種類をヒューマンインターフェース30を介してタッチパネル型のモニタ32に表示し、ユーザ(トレイを運んできた利用者、カフェテラスの店員等)による入力を受付ける。これは、1つの食器に複数の食事が盛られている場合、食事の識別が難しいこと、及びラップされたおにぎりなど、食器W1~W3上ではなく、トレイ02上に直接置かれた食事があることのためである。ユーザの入力により訂正した識別結果を、出力インターフェース36を介して、レジ装置38等へ出力する。
Upon identifying the type of dishes W1-W3, the
図2は実施例全体のアルゴリズムを示し、ステップ1でトレイ02の深度画像とカラー画像を撮像する。なおカラー画像の代わりに白黒画像を用いても良い。ステップ2で食器の種類を識別し、ステップ3で食器内の食事を識別する。ステップ4で、モニタ32とヒューマンインターフェース30を介して食事の種類を入力し、識別結果を訂正する。
FIG. 2 shows the overall algorithm of the embodiment,
図3,図4に食器識別アルゴリズムを示す。背が高い食器モデルから低い食器モデルへの順にスキャンし、他の食器の陰になりにくいためマッチングが容易な食器からマッチングする。また食器モデルが円形で無い場合、回転させながらスキャンする(ステップ21)。マッチングでは、深度画像からの輪郭抽出(食器の切り分け)は行わず、また深度画像から欠落領域を推定する(輪郭が閉じるように延長する)等の処理も行わない。特徴点の一部が深度画像から欠落していても、残る特徴点で識別できる。経験によると、特徴点の50%以上が深度画像内に見えていると、識別に成功した。このように、特徴点の欠落に対する頑健性が高い。 3 and 4 show tableware identification algorithms. The tableware models are scanned in order from the tallest tableware model to the lowest tableware model, and matching is performed from the tableware that is easy to match because it is less likely to be shaded by other tableware. If the tableware model is not circular, it is scanned while being rotated (step 21). The matching does not perform contour extraction from the depth image (cutting the tableware), nor does processing such as estimating the missing region from the depth image (extending to close the contour). Even if some of the feature points are missing from the depth image, they can be identified with the remaining feature points. Experience has shown that identification is successful if more than 50% of the feature points are visible in the depth image. In this way, robustness against lack of feature points is high.
そして簡易モデルがマッチングすると、詳細モデルに切り替える。この時、狭い範囲で詳細モデルの中心位置と向きを変化させ、正確なマッチングを行う(ステップ22)。マッチングに成功すると、食器の種類を決定し、例えばワーキングデータに食器の種類と位置及び向きのデータを記憶させる。好ましくは、食器が覆っているエリアをマスクし、以降の食器の識別で、このエリア内の特徴点は利用しないようにする(ステップ23)。そして食器の種類と位置及び向きを出力する(ステップ24)。 Then, when the simple model matches, it switches to the detailed model. At this time, the center position and orientation of the detailed model are changed within a narrow range to perform accurate matching (step 22). If the matching is successful, the type of tableware is determined, for example, the type of tableware and the position and orientation data are stored in the working data. Preferably, the area covered by the dish is masked so that subsequent identification of the dish does not utilize feature points within this area (step 23). Then, the type, position and orientation of the tableware are output (step 24).
図5はトレイ02上の食器W1~W5を示し、実線と破線とで挟んだ範囲が輪郭である。食器W1が最も背が高く、他の食器により特徴点が隠れていない。食器W1~W5には円形(W1、W3~W5)、角形(W2)などの形状があり、輪郭から食器の中心へ移動すると急激に高さが低下するもの(W4)と、肉厚である等のため高さの低下が小さいもの(W1,W3)がある。何れもの食器も、輪郭よりも外側で高さが急激に低下する。
FIG. 5 shows the tableware W1 to W5 on the
食器モデルの例を図6~図8に示す。食器モデルは、モデルの中心Cと複数の特徴点Pとから成り、簡易モデルと詳細モデルの双方に用いる特徴点を記号●で示し、P1~P4等の符号を用いた。○で示し番号の無い符号Pで示す特徴点Pは、詳細モデルでのみ使用する。中心Cから例えば最初の特徴点P1へ向かう線分S1から、例えば反時計回りに特徴点Pの方位θを定め、各特徴点は、中心Cからの距離rと、方位θと、深度dとを備えている。また特徴点から中心Cへの方向を内側、中心Cとは反対への方向を外側とする。特徴点の外側で深度は急増する。特徴点から中心への方向に沿って、輪郭が平坦か急峻かを示すため、例えば特徴点から中心へ一定の距離移動した際の深度の変化分(輪郭の勾配)などのデータを、特徴点に追加しても良い。 Examples of tableware models are shown in FIGS. The tableware model consists of a model center C and a plurality of feature points P. The feature points used for both the simple model and the detailed model are indicated by the symbols ●, and symbols such as P1 to P4 are used. A feature point P indicated by a circle and an unnumbered symbol P is used only in the detailed model. The orientation θ of the feature point P is determined, for example, counterclockwise from a line segment S1 extending from the center C to the first feature point P1, and each feature point has a distance r from the center C, an orientation θ, and a depth d. It has Also, the direction from the feature point to the center C is defined as the inner side, and the direction opposite to the center C is defined as the outer side. The depth increases sharply outside the feature points. In order to indicate whether the contour is flat or steep along the direction from the feature point to the center, data such as the change in depth (contour gradient) when moving a certain distance from the feature point to the center is stored at the feature point. may be added to
図6の食器モデルは円形で、回転不要の属性を有する。図7の食器モデルは1/4回転すると回転前の形状と一致するので、1/4回転の属性を有し、図8では1/2回転の属性を有する。1回転しないと回転前の形状に戻らない場合、回転に関する属性は1回転である。 The tableware model in FIG. 6 is circular and has an attribute that does not require rotation. The tableware model in FIG. 7 has the attribute of 1/4 rotation because it matches the shape before rotation when rotated 1/4, and has the attribute of 1/2 rotation in FIG. If it does not return to its pre-rotation shape without one rotation, the attribute related to rotation is one rotation.
食器モデルとのマッチングでは、中心Cを移動させて深度画像をスキャンし、回転が必要な属性の場合、所定の角度範囲で食器モデルを中心C回りに回転させる。中心の位置と回転角のペア毎に、特徴点に対応する深度画像上の点の深度を読み出し、特徴点の深度との誤差を評価する。そして誤差を積算し、用いた特徴点の数などで正規化すると、マッチング度合いが得られる。 In matching with the tableware model, the center C is moved and the depth image is scanned, and in the case of an attribute that requires rotation, the tableware model is rotated around the center C within a predetermined angle range. For each pair of center position and rotation angle, the depth of the point on the depth image corresponding to the feature point is read, and the error with the depth of the feature point is evaluated. The degree of matching is obtained by accumulating the errors and normalizing them by the number of feature points used.
簡易モデルが所定値以上のマッチング度合いを示す場合、詳細モデルとのマッチングを行う。なお簡易モデルが定まると、詳細モデルは1個~複数個定まる。また簡易モデルに比べ、詳細モデルでは中心の1回の移動距離及び1回の回転角を小さくし、より正確なマッチングを行う。ただし中心を移動させる範囲、及び食器モデルを回転させる角度範囲は、簡易モデルのマッチングで得られた値の付近に制限する。そしてマッチング度合いが最高でかつ所定値以上の食器モデルが正しいものとする。 If the simple model shows a degree of matching equal to or greater than a predetermined value, matching with the detailed model is performed. Note that once the simple model is determined, one to a plurality of detailed models are determined. In addition, compared to the simple model, the detailed model reduces the distance of movement of the center once and the angle of rotation of the center once, thereby performing more accurate matching. However, the range in which the center is moved and the angle range in which the tableware model is rotated are limited to the values obtained by matching the simple model. Then, the tableware model with the highest degree of matching and a predetermined value or more is assumed to be correct.
図9は5個の食器の内で、3個までマッチングに成功した状態を示す。食器モデルの背の高さを特徴点の深度の平均値等に基づいて定める。背が高い食器は輪郭が隠れにくいので、モデルとのマッチングも容易で、図9では最も背が高い大皿からマッチングを開始している。図9で、右下の食器とその下部に示した食器モデルとをマッチングするものとする。食器モデルを配置すると、特徴点P3の対応点は大皿に隠れていると推定できる。そこで特徴点P3をマッチングから除外することが好ましい。同様に、深度画像の視野から外れていると推定できる特徴点があれば、マッチングから除外することが好ましい。 FIG. 9 shows a state in which matching has been successful up to three out of five pieces of tableware. The height of the tableware model is determined based on the average depth of the feature points. Tall tableware is less likely to hide its outline, so matching with the model is easy. In FIG. 9, matching is started from the tallest platter. In FIG. 9, it is assumed that the tableware on the lower right is matched with the tableware model shown below. By arranging the tableware model, it can be estimated that the corresponding point of the feature point P3 is hidden behind the large plate. Therefore, it is preferable to exclude the feature point P3 from matching. Similarly, any feature points that can be presumed to be out of the field of view of the depth image are preferably excluded from matching.
図10は食器内の食事の識別アルゴリズムを示す。食器の種類毎に食事の種類の候補を食事識別部20に登録しておき、食事の候補を抽出する(ステップ31)。食器モデルでの底面を越えるものを食事とし、深度画像から食事の輪郭を抽出する(ステップ32)。これによって食事の候補をさらに限定し、かつ食事の量と食事の数(例えば1皿内の天ぷらなどの数)を推定できる。深度画像とカラー画像から食事の特徴量を抽出し(ステップ33)、特徴量から食事の種類を識別する(ステップ34)。
FIG. 10 shows a meal identification algorithm in a dish. Meal type candidates are registered in the
しかしながら、食事の識別にはエラーが有り得る。特に1つの食器に複数の食事が載せられている場合は、個々の食事の抽出が困難なことと、食事が互いに重なって食事全体の画像を得にくいことなどのため、食事識別の精度が低下する。そこで図11のアルゴリズムを用い、図12のようにして、識別結果を編集あるいは訂正する。用いるハードウェアは、図1のタッチパネル付きのモニタ32とヒューマンインターフェース30である。
However, meal identification can be error-prone. In particular, when multiple meals are placed on a single tableware, it is difficult to extract individual meals, and it is difficult to obtain an image of the entire meal because the meals overlap each other, which reduces the accuracy of meal identification. do. Therefore, using the algorithm of FIG. 11, the identification result is edited or corrected as shown in FIG. The hardware used is the
図12の左上のようにモニタに識別結果を表示し、例えば食事の画像の付近、識別した食事名を表示する。登録ボタン40は識別結果を確定させるためのボタン、+ボタン41~43は食事を追加するためのボタンで、食器に対応するように表示する。+ボタン41は食器W1に、+ボタン43は食器W2に対応する。全ての食器に+ボタンを表示しても良く、逆に一部の食器には+ボタンを表示しなくても良い。また+ボタン42は食器外の食事、図の場合トレイ02の左上のおにぎりなどを入力するためのボタンである。
As shown in the upper left of FIG. 12, the identification result is displayed on the monitor, for example, the identified meal name is displayed near the image of the meal. A
皿W1内に「かぼちゃ」(天ぷら)と表示し、丼W2内に「塩豚うどん」と識別結果を表示し、皿W1の識別結果は誤っている。そこでユーザは訂正が必要なエリアを図の破線のように指示し、+ボタン41にタッチし、食事の個数を増すことを入力する(ステップ41)。なお食事の個数を追加せずに、識別結果を「かぼちゃ」から「げそ」等に訂正する場合、+ボタン41にタッチせず、訂正しようとする食事を指定する。また訂正しようとするエリアあるいは食事を指定する代わりに、単に皿W1内の任意の点にタッチし、皿W1に関する識別結果を訂正することを指定しても良い。
"Pumpkin" (tempura) is displayed in the plate W1, and "Salted Pork Udon" is displayed in the bowl W2, and the identification result of the plate W1 is incorrect. Therefore, the user designates the area that needs to be corrected as indicated by the dashed line in the drawing, touches the +
+ボタン41がタッチされたことに対応し、モニタにメニュー44を表示し、皿W1内の食事の候補画像を表示する(ステップ42)。メニューが多く、一度に表示できない場合、メニューの上部に「天ぷら」「おでん」など、メニューの種類を表示し、どの種類のメニューを表示するか、ユーザに入力してもらう。図では「天ぷら」のメニューを表示し、天ぷらの画像と名前を種類毎に表示する。
In response to the touch of the +
ユーザはメニュー44から天ぷらの種類と数を入力し(ステップ43)、例えば皿W1の食事を「さつまいも」と「コロッケ」と訂正し、決定ボタン45にタッチし、訂正結果を決定する(ステップ44)。
The user inputs the type and number of tempura from the menu 44 (step 43), corrects the meal on the plate W1 to, for example, "sweet potato" and "croquette", and touches the
トレイ02には食器W1,W2に載っていない食事がある(ステップ45)ので、該当個所を例えば図12の左下の破線のように指定し、+ボタン42にタッチする(ステップ46)。ここでの該当個所は入力結果を表示する場所であり、入力したい食事の付近でなくても良い。
Since there is food on the
食事の候補のメニュー46をモニタに表示し、メニューの種類が多い場合、「ご飯」、「その他」などのカテゴリー毎にメニューを切り替え、ここでは「ご飯」をユーザが選択したとする。またメニュー46には食事の画像(図示を省略)を食事名と共に表示する(ステップ47)。ユーザは、メニュー46の食事の画像あるいは食事名にタッチすることにより、食事を追加あるいは編集する(ステップ48)。入力した食事の種類を例えば「梅おにぎり」と「鮭おにぎり」のように表示し、入力が完了するとユーザは決定ボタン45にタッチし、入力内容を決定する(ステップ49)。
A
以上のように入力を完了すると、図12の右下のように食事名が食事の画像の付近に表示され、ユーザが登録ボタン40にタッチすると、識別及びユーザが入力した食事のリストに基づいて、食事料金の精算、あるいは患者毎の食事内容の記録等が行われる。
When the input is completed as described above, the meal name is displayed near the image of the meal as shown in the lower right of FIG. , settlement of meal charges, recording of meal contents for each patient, and the like are performed.
01 テーブルの上面
02 トレイ
2 食器識別システム
3 撮像装置
4 カラーカメラ
5 深度カメラ
6 入力インターフェース
7,8 メモリ
9 平滑化部
10 シーケンサー
11 スキャン制御部
12 回転制御部
14 評価部
16~18 メモリ
20 食事識別部
32 モニタ
36 出力インターフェース
38 レジ装置
40 登録ボタン
41~43 +ボタン
44,46 メニュー表示
45 決定ボタン
C 食器の中心
P 特徴点
S1 線分
θ 方位
W 食器
01 Top surface of table 02
C Center of tableware P Characteristic point S1 Line segment θ Orientation W Tableware
Claims (3)
トレイ内のカラー画像あるいは白黒画像を撮像する第1のカメラと、
トレイ内の深度画像を撮像する深度カメラと、
食器の輪郭を表す複数の特徴点から成り、各特徴点は、食器の中心からの距離と食器の中心と交わる線分からの方位と深度のデータを有する食器モデルを、複数個記憶するメモリと、
食器モデルの中心を深度画像に対し移動させるスキャン処理部と、
スキャン処理部により移動中の複数の位置において、食器モデルの特徴点の深度と深度画像での対応する点の深度とを、特徴点毎に比較することにより、食器モデルと深度画像とのマッチング度合いを評価し、かつマッチング度合いが所定の条件を充たす際に、食器モデルに従って食器の種類を識別する評価部と、
識別した食器の種類に基づいて食事の候補を選択し、選択した食事の候補と、前記カラー画像あるいは白黒画像とから食事の種類を識別する食事識別部と、
食事の識別結果を表示するタッチパネル付きのモニタと、
ヒューマンインターフェースとを備え、
モニタとヒューマンインターフェースとにより、
食器内の食事の数を追加するための追加ボタンを食器の付近に表示し、
追加ボタンにユーザがタッチすると、識別した食器の種類に基づいて複数の食事の候補から成るメニューを表示し、
表示したメニューからユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器内の食事の数と種類を訂正する、食事識別システム。 A meal identification system for identifying meal types, comprising:
a first camera that captures a color image or a black and white image in the tray;
a depth camera that captures depth images in the tray;
a memory for storing a plurality of tableware models each comprising a plurality of feature points representing the outline of the tableware, each feature point having data on the distance from the center of the tableware and the orientation and depth of the line segment intersecting the center of the tableware;
a scan processing unit that moves the center of the tableware model with respect to the depth image;
The degree of matching between the tableware model and the depth image is obtained by comparing the depth of the feature points of the tableware model and the depth of the corresponding points in the depth image for each feature point at multiple positions during movement by the scanning processing unit. and an evaluation unit that identifies the type of tableware according to the tableware model when the degree of matching satisfies a predetermined condition;
a meal identification unit that selects a meal candidate based on the identified type of tableware and identifies the meal type from the selected meal candidate and the color image or the black and white image;
a monitor with a touch panel that displays the meal identification results;
with a human interface,
With monitor and human interface,
Display an add button near the dish to add the number of meals in the dish,
when the user touches the add button, displaying a menu of multiple meal candidates based on the identified type of tableware;
A meal identification system that corrects the number and type of meals in a dish based on the type of meal entered by the user from the displayed menu.
トレイ内でかつ食器外の食事を追加するための第2の追加ボタンを表示し、
第2の追加ボタンにユーザがタッチすると、食事の候補の第2のメニューを表示し、
第2のメニューからユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器外の食事の数と種類を訂正する、請求項1の食事識別システム。 With the monitor and the human interface,
displaying a second add button for adding in-tray and out-of-dish meals;
When the user touches the second add button, a second menu of meal candidates is displayed;
2. The meal identification system of claim 1, wherein the number and type of off-the-shelf meals are corrected based on the type of meal entered by the user from the second menu.
前記コンピュータを、
食器の輪郭を表す複数の特徴点から成り、各特徴点は、食器の中心からの距離と食器の中心と交わる線分からの方位と深度のデータを有する食器モデルを、複数個記憶するメモリと、
食器モデルの中心を深度画像に対し移動させるスキャン処理部と、
スキャン処理部により移動中の複数の位置において、食器モデルの特徴点の深度と深度画像での対応する点の深度とを、特徴点毎に比較することにより、食器モデルと深度画像とのマッチング度合いを評価し、かつマッチング度合いが所定の条件を充たす際に、食器モデルに従って食器の種類を識別する評価部と、
識別した食器の種類に基づいて食事の候補を選択し、選択した食事の候補と、前記カラー画像あるいは白黒画像とから食事の種類を識別する食事識別部として動作させると共に、
前記コンピュータにより、
前記モニタに、食器内の食事の数を追加するための追加ボタンを食器の付近に表示し、 前記追加ボタンにユーザがタッチすると、識別した食器の種類に基づいて複数の食事の候補から成るメニューをモニタに表示し、
モニタに表示したメニューからユーザが入力した食事の種類に基づいて、食器内の食事の数と種類を訂正する、食事識別プログラム。
A meal identification program that uses a color image or black and white image from a first camera, a depth image of tableware from a depth camera, and a monitor with a touch panel to identify the type of meal by a computer,
said computer,
a memory for storing a plurality of tableware models comprising a plurality of feature points representing the outline of the tableware, each feature point having data of the direction and depth of the distance from the center of the tableware and the line segment intersecting the center of the tableware;
a scan processing unit that moves the center of the tableware model with respect to the depth image;
The degree of matching between the tableware model and the depth image is obtained by comparing the depth of the feature points of the tableware model and the depth of the corresponding points in the depth image for each feature point at multiple positions during movement by the scanning processing unit. and an evaluation unit that identifies the type of tableware according to the tableware model when the degree of matching satisfies a predetermined condition;
selects a candidate meal based on the type of tableware identified, operates as a meal identification unit that identifies the type of meal from the selected candidate meal and the color image or black and white image;
By said computer,
Displaying on the monitor an add button near the dish for adding the number of meals in the dish, wherein when a user touches the add button, a menu consisting of a plurality of meal candidates based on the identified dish type. is displayed on the monitor,
A meal identification program that corrects the number and type of meals in a dish based on the type of meal entered by the user from a menu displayed on a monitor.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015088046A (en) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社東芝 | Image display device, image display method, and program |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015088046A (en) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社東芝 | Image display device, image display method, and program |
| JP2016066384A (en) | 2016-01-22 | 2016-04-28 | 東芝テック株式会社 | Product recognition apparatus and product recognition program |
| JP2018147416A (en) | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 株式会社ブレイン | Meal identification system, identification method and identification program |
| JP2017139019A (en) | 2017-05-01 | 2017-08-10 | 東芝テック株式会社 | Information processing device, and program |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Masakazu MORIMOTO et al.,"A Meal Menu Recognition System using RGB-D Sensor",2016 5th International Conference on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV),米国,IEEE,2016年05月13日,pp.671-674 |
| 小川雄大、前田雄介,"画像処理による食器計数を利用した食洗機用の食器配置支援",ロボティクスメカトロニクス講演会2018講演会論文集,日本,一般社団法人日本機械学会,2018年06月01日,pp.1-4 |
| 斉藤 文彦,"局所輪郭形状特徴相関に基づく回転対応画像照合",画像電子学会誌,日本,画像電子学会,2005年11月25日,Vol.34, No.6,pp.753-759 |
| 本郷 保夫,"画像処理応用システム入門 第9回",計測技術,日本,日本工業出版株式会社,2006年03月05日,Vol.34, No.4,pp.51-57 |
| 森本 雅和,"食品の画像認識システム -パンの画像認識レジの開発と展開",システム/制御/情報,日本,一般社団法人システム制御情報学会,2018年09月15日,Vol.62, No.9,pp.32-37 |
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