具备人工智能赋能食品计算的智能冰箱
系统与控制
2025-09-10 v1 计算机视觉与模式识别
软件工程
系统与控制
摘要
物联网（IoT）在实现无缝连接与智能家居自动化方面发挥着关键作用，尤其在食品管理领域。通过将物联网与计算机视觉相结合，该智能冰箱采用 ESP32-CAM 构建监控子系统，通过实时食品检测、库存跟踪和温度监控来提升食品管理效率。这有助于减少浪费、改善采购规划并优化家庭消费。在高密度库存条件下，拍摄局部或分层图像会使目标检测复杂化，因为重叠物品和遮挡视图会阻碍准确识别与计数。此外，多层设置中不同角度和模糊的细节降低了算法可靠性，常导致计数错误或分类错误。我们提出的系统分为三个核心模块：数据预处理、目标检测与管理以及基于网页的可视化。针对过度自信预测导致的模型校准不良问题，我们实现了一种 focal loss 变体，以缓解多类别分类中的过度自信与自信不足。该方法通过温度缩放引入自适应的逐类误差校准，并评估了各方法间预测概率的分布。结果表明，稳健的函数校准在不同光照条件和可扩展性挑战下显著提升了检测可靠性。进一步的分析展示了一种面向用户的现代食品管理实用方法，通过减少浪费和更明智的消费推进可持续生活目标。
引用
@article{arxiv.2509.07400,
title = {A smart fridge with AI-enabled food computing},
author = {Khue Nong Thuc and Khoa Tran Nguyen Anh and Tai Nguyen Huy and Du Nguyen Hao Hong and Khanh Dinh Ba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.07400},
year = {2025}
}