基于条形码标识的盲人超市导购方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种残疾人辅助设备技术领域的基于条形码标识的盲人超市导购方法和装置。所述装置包括条形码标识，超市环境信息读入单元，条形码识别单元和声音合成输出单元，具体方案是：在超市中设置大、中、小三档型号的条形码，通过超市环境信息读入单元采集使用者视野范围内的图像，检测并解码其中的条形码，利用条形码对应的码文信息和位置信息编码立体声，从耳机输出给盲人。帮助他们了解超市商品分区、货物摆放和单个物品的名称、品牌、价格。本发明专利技术主要应用于辅助盲人自主进行超市购物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种检测
的导盲方法及装置，具体的说，涉及的是 一种基于条形码标识的盲人超市导购方法和装置。
技术介绍
人类获取的外界信息有将近80%依赖于视觉，其他20%来源于听觉和触觉，但 是对于盲人，由于失去了视觉这个重要的信息获取渠道，他们的生活和工作受到 了很大的限制。为了提高盲人的生活质量，减少失明造成的不便，科学家们考虑 用感觉替代的方法，将一些重要的信息通过听觉或者触觉渠道传递给盲人。盲杖和导盲犬一定程度上改善了盲人的生活质量，但是它们都只能为盲人提 供基本的行走引导，很难帮助盲人寻找所需物品，而且不能够以语音等人性化、 快速具体的方式为盲人提供环境信息。于是，在超市购物对于盲人来说是一个几 乎不可能实现的活动。如果能设计系统，通过语音提示的方法，在超市中为盲人 实时提供周围一定距离内的商品信息，将使盲人自主超市购物成为可能。目前国内对于听觉代替视觉的研究还处在起步阶段，经对现有技术文献的检 索发现，中国基于认知和目标辨识的视觉替代方法，专利申请号200710039631.4，该技术可以检测物体在环境中的类别和位置信息，并可将这些 信息转化为声音信号，从而实现视觉对听觉的代替。但是这项技术对于物体的检 测没有针对性，算法复杂不具有实时性，而且没有办法为盲人提供商品分区和货 物类型等能帮助盲人快速找到物品的信息。最关键的是，超市货架的环境复杂、 物品繁多、种类各异，物体识别的算法准度和可靠性没有保证。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于条形码标识的盲人超市导购方 法及装置，能识别以约定方式布置在超市中的条形码，并把条形码的信息转变为 对应的听觉信号，从而辅助盲人了解超市货物的基本分区和货架上物品的详细信 息，完成超市导购的目的。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术所涉及的基于条形码标识的盲人超市导购方法，包括如下步骤 步骤一在超市中设置大型、中型、小型三种条形码，大型条形码对应生活 用品、食物等基本分区信息，贴于标牌上放置在超市中对应的区域；中型条形码 对应物品种类的信息，贴在放置对应物品的货架上；小型条形码对应每一种商品 的详细信息，贴在每一种商品的样品上，样品按照约定摆放在货架的设定位置； 步骤二盲人在超市入口处取得导购系统；步骤三超市环境信息读入导购系统中的摄像头读入盲人前方一定视野范 围内的场景信息，图像经过模数转换，以数字信号的形式表示，每一帧图像对应 表达了每一像素点灰度级信息的矩阵；步骤四条形码信息识别采用图像处理算法，经过滤波去噪声、纹理检测、 码文序列识别几个步骤识别出现在图像中的条形码，如果出现多个条形码，则按 照从左到右或者从上到下的顺序逐个识别，存贮在系统内存中；步骤五条形码质心获得读取到条形码后，同时可以获得条形码在图像矩 阵中的行列位置，分别在这两个方向上进行先加和后平均的坐标运算，获得条形 码的质心，同时记录条形码在图像中的尺寸；步骤六检测到的条形码对应的语音信息获取根据步骤四获得的条形码信 息，在系统数据库中査找对应的语音序列；根据步骤五中获取的条形码质心，获 取对应的三维立体声编码信号；步骤七视频信号转换成音频信号将步骤六中获取的语音序列和三维立体 声数据结合编码成盲人能辨识的三维声音信号，由耳机输出。所述步骤四、五、六都由嵌入式系统完成，步骤七中的声音转换也在嵌入式 系统中完成，然后耳机输出声音信号给盲人。本专利技术所涉及的基于条形码标识的盲人超市导购装置，包括条形码标识，超 市环境信息读入单元，条形码识别单元和声音合成输出单元。所述条形码标识包括三种类型，其中大型条形码对应生活用品、食物等基 本分区信息，贴于标牌上放置在超市中对应的区域；中型条形码对应物品种类的 信息，贴在放置对应物品的货架上；小型条形码对应每一种商品的详细信息，贴 在每一种商品的样品上，样品按照约定摆放在货架的设定位置；5所述超市环境信息读入单元读入盲人视野范围内的图像信息，图像经过模数 转换成为数字视频信号，每一帧图像对应表示为一个灰度级信息的矩阵。所述条形码识别单元接受来自视频信息采集单元传递来的连续图像，并通过 图像处理算法査找图像中存在的条形码，识别条形码编码的信息。同时，记录条 形码的位置和尺寸，通过求平均值的运算得到条形码的质心。所述声音转换单元接受来自条形码检测单元传来的运动物体的信息，通过巻 积算法将其转换为虚拟三维声音信号，由耳机输出，向盲人提示视野范围内的超 市环境信息。本专利技术中，所述条形码标识，在进行编码的时候设置了起始码文和终止码文， 以方便图像处理。本专利技术中，所述超市环境信息读入单元通过黑白摄像头完成超市环境信息 的读入。本专利技术中，所述条形码识别单元接受读入单元传来的信息之后，首先进行滤 波去噪声和阈值化处理，再进行纹理检测，对于每一列图像矩阵数据，当出现灰 度值跳变时，记录跳变斜率，当跳变斜率达到一定阈值时，作为条形码候选区域， 在候选区域中查找符合编码规则的起始码文和终止码文，同时具有起始码文和终 止码文特征的区域被标记为条形码区域，对于査找到的条形码，按照从左到右的 顺序识读码文序列，同时记录条形码的质心坐标和尺寸。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果首先，通用的盲人引导系统受到物体识别算法的限制，没有办法在复杂环境 中可靠稳定的识别物体，在超市等复杂环境中出现假阳性判别和漏检概率极大， 这里提出的条形码标记方法能够保证不出现任何假阳性判断，同时，漏检概率也 大大降低；其次，物体识别算法需要占用很大的运算资源，对嵌入式硬件设备具有极高 的要求，这导致硬件成本过高，而条形码识别算法简单容易实现，可以极大的压 縮超市盲人引导系统的造价，使得大面积推广成为可能；再次，超市环境具有一定的特殊性，某类型商品可能出现不同的品牌、包装、 价格。基于物体识别的通用系统没有办法判别上述信息，而条形码对应的语音内 容则能够为盲人提供单个商品的细节，更具有实用性；三档型号的条形码设置方案完善了系统对于盲人的引导，使用更加方便省时。附图说明图1为本专利技术实施例的结构框2为本专利技术实施例的使用状态图具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例中，所述装置由条形码标识，盲人随身携带的黑白摄像头(即作为超市环境信息读入单元)、条形码识别单元、声音转换输出单元组成，其中条形码识别单元、声音转换单元的功能均由DSP平台实现。另外，还有外围设备耳机。本实施例条形码标识包括在超市中设置的大型、中型、小型三种条形码。大型条形码对应生活用品、食物等基本分区信息，贴于标牌上放置在超市中对应的区域；中型条形码对应物品种类的信息，贴在放置对应物品的货架上；小型条形码对应每一种商品的详细信息，贴在每一种商品的样品上，样品按照约定摆放在货架的设定位置；条形码标识在进行编码的时候设置了起始码文和终止码文，以方便图像处理。超市环境信息读入单元读入盲人周围的环境信息，利用黑白摄像头拾取前方视野范围内的视频图像，将图像信息提供给条形码识别单元。条形码识别单元接受读入单元传来的信息之后，首先进行滤波去噪声和阈值化处理，再进行纹理检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于条形码识别的超市盲人导购方法，其特征在于包括如下步骤：　步骤一：在超市中设置大型、中型、小型三种条形码，大型条形码对应生活用品、食物基本分区信息，贴于标牌上放置在超市中对应的区域；中型条形码对应物品种类的信息，贴在放置对应物品的货架上；小型条形码对应每一种商品的详细信息，贴在每一种商品的样品上，样品按照约定摆放在货架的设定位置；步骤二：盲人在超市入口处取得导购系统；　步骤三：超市环境信息读入：导购系统中的摄像头读入盲人前方视野的场景信息，图像经过模数转换，以数字信号的形式表示，每一帧图像对应表达了每一像素点灰度级信息的矩阵；　步骤四：条形码信息识别：采用图像处理算法，经过滤波去噪声、纹理检测、码文序列识别几个步骤识别出现在图像中的条形码，如果出现多个条形码，则按照从左到右或者从上到下的顺序逐个识别，存贮在系统内存中；　步骤五：条形码质心获得：读取到条形码后，同时获得条形码在图像矩阵中的行列位置，分别在这两个方向上进行先加和后平均的坐标运算，获得条形码的质心，同时记录条形码在图像中的尺寸；　步骤六：检测到的条形码对应的语音信息获取：根据步骤四获得的条形码信息，在系统数据库中查找对应的语音序列；根据步骤五中获取的条形码质心，获取对应的三维立体声编码信号；　步骤七：视频信号转换成音频信号：将步骤六中获取的语音序列和三维立体声数据结合编码成盲人能辨识的三维声音信号，由耳机输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛金海，聂旻，童善保，罗兰，朱贻盛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]