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。