結帳免排隊-電腦視覺自助結帳服務

工研院資通所 楊欣曄

運用電腦視覺技術發展的自助結帳服務,可減少顧客等待時間,未來商機不設限

現有便利商店結帳為透過條碼掃描器掃描商品條碼辨識商品,不過商品條碼有時因印刷不完整、模糊會造成無法掃描辨識。此時店員需自行判讀並手動輸入條碼以結帳,另外店員還須同時兼顧多項工作,如寄領包裹、代收繳款、影印傳真、咖啡飲品及熱食烹煮等,以上都會額外增加消費者排隊等候的時間。透過自助結帳(Self-Checkout)或無人結帳技術能夠帶給消費者更多便利性,使消費者免除排隊等候時間就能夠完成結帳。

自助智慧結帳將成趨勢

國外自助或無人結帳發展現況,多為結合條碼掃描器、深度學習、各種感應器、RFID,並應用於實體店面之智慧結帳。如2013年Walmart在美國門市大量導入自助刷條碼機台,2016年亞馬遜推出Amazon Go,整合多種感應器於貨架,達到取貨離店即可完成結帳。同年松下電器與日本超商Lawson合作,透過購物籃上的掃描器掃描置入購物籃的商品。2017年中國電商阿里巴巴推出淘咖啡(Taocafe),透過出口通道的感應器偵測購買的商品,並結合淘寶帳戶支付。而國內則由實體零售商主導,以提升客戶體驗並減少店員負擔為切入點。7-ELEVEN於今年在國內推出無人商店概念店(X-store),透過影像識別商品並顯示於POS螢幕上。全家今年也推出科技概念店,以優化工作流程為主要概念。

現有自助結帳技術各有優缺點

現有自助或無人結帳技術各有其優缺點,其比較整理如下圖。目前廣泛使用的自助結帳技術為顧客自行掃描商品條碼結帳,如阿里巴巴旗下的生鮮超市「盒馬鮮生」,可搭配商品秤重以確定沒有掃描錯誤。然而此方法有兩個問題:(1)顧客可能故意漏刷條碼或是用低價條碼等重代替高價物品;(2)若顧客不熟悉系統操作或商品條碼位置,將大幅增加掃描時間,影響消費體驗。而亞馬遜旗下品牌Amazon Go整合多種感應器如壓力、紅外線、深度等以偵測購買商品,藉由攝影機影像、Beacon追蹤顧客位置;另外阿里巴巴的淘咖啡選擇RFID結合人臉辨識,此種作法不須設置結帳櫃台,顧客自貨架上選取欲購買的商品後即可離開店面,消費體驗佳,但硬體設備建置與維護成本較高,而且部分感應器技術如深度、壓力等尚未成熟,商品被調換位置可能難以追蹤而有誤判的情形。天貓、京東未來商店則採用電腦視覺技術辨識商品,藉由結帳台的影像與運用深度學習模組學習商品特徵以辨識商品,此種作法硬體設備建置成本較低,且可直接相容於現有終端(POS)系統,不過辨識穩定性易受環境影響,且顧客可能未將全部商品置於結帳台上而造成物損。

現有自助/無人結帳技術比較

電腦視覺自助結帳技術應用

工研院所研發的電腦視覺自助結帳技術,是運用電腦視覺技術取代人工掃條碼的方式進行結帳。顧客只要將商品置於電腦視覺結帳機台上,機台將可自動辨識購買的品項、數量與價錢,並顯示於螢幕上,全程只需5秒鐘。這套系統除了以電腦視覺技術為核心外,也運用深度學習模組訓練機商品識別模型。研發過程中需考量商品在不同場域光源下的辨識準確度,以及部分飲品直立擺放時無法正確辨識的問題,並透過演算法與提醒訊號克服。例如:消費者一般習慣將飲品直立放置於結帳台上,但對於識別模型而言,飲品直立的辨識特徵太少而無法準確識別,此時需要結帳機台出現示意顧客將飲品倒放的提醒訊號;抑或消費者忘了將拿在手上的商品放置於結帳機台上時,透過攝影機影像偵測,也會以提醒訊號示意消費者將商品放上機台結帳。本技術可直接在零售業銷售點終端系統(POS)上擴充,硬體設備建置與維護成本較低。實用上,顧客靠近結帳台喚醒機器後,將選購商品放置於結帳台上,辨識完成後透過投影顯示在結帳檯面上,顯示支付金額於螢幕上,確認無誤後即可付款,過程中若有問題可尋求店員協助。

電腦視覺自助結帳流程

商品辨識未來商機不設限

電腦視覺自助結帳服務除了可改善消費者使用體驗外,其維護成本較低且能夠減少人力,達到零售業者期望降低成本的目的。而商品辨識技術除了自助結帳亦可擴展至其他應用上,例如:消費者可利用手機APP對感興趣的商品拍照後,透過商品辨識技術進行該商品的比價或展示相關資訊如成分、廣告等的服務;或是將商品辨識技術應用至無人貨架上,無人貨架去年在中國掀起一陣熱潮,由於上班族工作繁忙連吃飯時間都被壓縮,因此放置貨架在辦公室,讓員工可以就近購買零食、泡麵等商品,但由於物損過高使得投資商卻步。然而無人貨架若搭配上商品辨識技術,顧客自貨架取出商品後,透過攝影鏡頭可自動辨識購買商品,透過推播通知購買金額,並利用綁定的帳戶進行支付,將可以降低物損。

總結本文,電腦視覺自助結帳服務有別於傳統自助結帳服務,需顧客依序將商品一一刷過條碼後才得以結帳。顧客僅需將商品一次全放置於結帳台上等候辨識結果即可結帳。對於消費者而言,電腦視覺自助結帳服務操作容易,且搭配提醒訊號可引導消費者操作使用。對零售商而言,可節省人力成本。另外商品辨識技術也可擴展至其他多種應用上,如無人貨架、比價APP等。

文章轉載自工業技術研究院電腦與通訊月刊