一種基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法，其通過攝像頭固定拍攝圍棋棋盤，由圖像處理裝置從攝像頭獲取包含圍棋棋盤的圖像數(shù)據(jù)，并執(zhí)行圍棋記譜處理，擺脫了人工記錄的繁瑣，同時(shí)也消除了人工記譜過程中人為因素可能帶來的干擾；該圍棋記譜處理方法完全通過圖像處理來實(shí)現(xiàn)圍棋棋譜狀態(tài)的識(shí)別和記譜，不需要針對(duì)圍棋棋盤和棋子作特殊處理，也不需要昂貴的棋盤、棋子設(shè)施，能夠在任意的圍棋棋局場合中得以普遍適用；不僅如此，其記譜處理過程采用的圖像處理技術(shù)計(jì)算處理都較為簡單，并且在很多細(xì)節(jié)處理流程上作了針對(duì)性的簡化，有助于減少整體處理的數(shù)據(jù)處理量，使得其記譜工作在保證了較高準(zhǔn)確性的情況下還能夠達(dá)到很好的實(shí)時(shí)性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及屬于圖像處理和模式識(shí)別
，具體涉及。
技術(shù)介紹
現(xiàn)在的圍棋記譜工作主要靠人工完成，存在諸多弊端。特別是圍棋培訓(xùn)和圍棋比賽中，參與人數(shù)眾多，需要大量的人工進(jìn)行記譜，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，自動(dòng)記譜裝置，及其方法顯得尤為必要。專利CN101850178A公開了一種基于圖像識(shí)別的自動(dòng)計(jì)時(shí)記譜的圍棋棋具。該器具包括:位于該圍棋棋具上表面的棋盤面板和固定在該棋盤面板上方的攝像頭，位于該圍棋棋具內(nèi)部的中央處理器和非易失性存儲(chǔ)器，以及電源。該專利通過按鍵觸發(fā)圖像采集，并對(duì)觸發(fā)時(shí)間和圖像進(jìn)行輸出。但實(shí)際上，該專利僅僅保存原始圖像，并沒有對(duì)圖像中的棋譜進(jìn)行識(shí)別，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)盤等與記譜相關(guān)的更多復(fù)雜功能，因此實(shí)際記譜工作依然需要依靠人工完成，難以避免人工記譜過程中人為因素可能帶來的干擾。專利CN104225908A公開了一種具有復(fù)盤功能的RFID圍棋棋盤。該棋盤包括:若干RFID棋子，該些RFID棋子包括黑白兩種，每顆棋子內(nèi)部包含一 RFID近場標(biāo)簽；棋盤外殼，包含安裝控制電路的防護(hù)殼體、棋盤支架及19X19的棋盤盤面，以及361個(gè)近場天線；通過近場天線對(duì)RFID棋子的讀取，進(jìn)行識(shí)別棋譜，從而實(shí)現(xiàn)圍棋自動(dòng)復(fù)盤功能。該專利需要361個(gè)近場天線的電路及其處理器，其復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)決定了該棋盤造價(jià)成本較高，影響大規(guī)模推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本專利技術(shù)的目的在于提供，用于通過圖像識(shí)別處理自動(dòng)完成對(duì)圍棋棋盤的記譜工作，擺脫了人工記錄的繁瑣，同時(shí)也消除了人工記譜過程中人為因素可能帶來的干擾，并且不需要昂貴的棋盤設(shè)施，記譜工作在保證了較高準(zhǔn)確性的情況下還能夠達(dá)到很好的實(shí)時(shí)性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的一個(gè)技術(shù)方案是: ，通過攝像頭固定拍攝圍棋棋盤，由圖像處理裝置從攝像頭獲取包含圍棋棋盤的圖像數(shù)據(jù)，并執(zhí)行圍棋記譜處理；所述圖像處理裝置執(zhí)行圍棋記譜處理的流程包括如下步驟: 1)預(yù)先從攝像頭獲取包含空白圍棋棋盤完整圖像的一幀棋盤原始圖像； 2)通過圖像識(shí)別處理，確定棋盤原始圖像中圍棋棋盤的各個(gè)星位的圖像位置坐標(biāo)，并確定圍棋棋盤的天元位置的圖像位置坐標(biāo)； 3)根據(jù)棋盤原始圖像中圍棋棋盤的各個(gè)星位的坐標(biāo)間隔距離以及天元位置的圖像位置坐標(biāo)，確定攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的每個(gè)棋盤格的縱向像素長度和橫向像素寬度，以及圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)； 4)從攝像頭獲取包含圍棋棋盤圖像的一幀棋盤狀態(tài)圖像； 5)將攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)設(shè)定為當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)，通過圖像識(shí)別處理，分別判斷當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置為原棋盤狀態(tài)還是非原棋盤狀態(tài)；所述原棋盤狀態(tài)是指落子點(diǎn)位置處于沒有棋子且未被遮擋狀態(tài)，所述非原棋盤狀態(tài)是指落子點(diǎn)位置處于有棋子或者被遮擋狀態(tài)； 6)分別對(duì)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的各個(gè)非原棋盤狀態(tài)的落子點(diǎn)位置進(jìn)行黑棋子狀態(tài)、白棋子狀態(tài)和被遮擋狀態(tài)的識(shí)別區(qū)分； 7)統(tǒng)計(jì)判斷當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤包含的被遮擋狀態(tài)的落子點(diǎn)數(shù)量是否達(dá)到預(yù)設(shè)的被遮擋落子點(diǎn)限值；若是，則判定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像不滿足棋盤記譜更新條件，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟9;否則，則判定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像滿足棋盤記譜更新條件，執(zhí)行步驟8 ； 8)根據(jù)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置各自的棋子狀態(tài)，生成圍棋棋譜，然后執(zhí)行步驟9);生成圍棋棋譜的原則為: 對(duì)于圍棋棋盤中原棋盤狀態(tài)的落子點(diǎn)，記錄為無棋子狀態(tài)；對(duì)于圍棋棋盤中白棋子和黑棋子狀態(tài)的落子點(diǎn)記錄其當(dāng)前的落子點(diǎn)棋子狀態(tài)；對(duì)于圍棋棋盤中被遮擋狀態(tài)的落子點(diǎn)，讀取前一次生成的圍棋棋譜中相應(yīng)落子點(diǎn)位置的棋子狀態(tài)并加以記錄；從而記錄確定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置各自的棋子狀態(tài)，依據(jù)當(dāng)前記錄的各落子點(diǎn)的棋子狀態(tài)，生成圍棋棋譜； 9)返回執(zhí)行步驟4); 10)重復(fù)循環(huán)執(zhí)行步驟4)~9)，直至圍棋記譜處理結(jié)束。上述基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法中，具體而言，所述步驟2具體為: 21)對(duì)獲取到的棋盤原始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像； 22)對(duì)二值化圖像進(jìn)行膨脹和腐蝕處理； 23)將膨脹、腐蝕后的二值化圖像中的9個(gè)黑色圓點(diǎn)位置確定為棋盤原始圖像的9個(gè)星位，其中最中間一個(gè)星位即確定為天元位置；由此，確定棋盤原始圖像中各個(gè)星位和天元位置的圖像位置坐標(biāo)。上述基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法中，具體而言，所述步驟3具體為: 31)統(tǒng)計(jì)棋盤原始圖像中每橫向相鄰兩個(gè)星位的圖像坐標(biāo)間隔距離和每縱向相鄰兩個(gè)星位的圖像坐標(biāo)間隔距離，計(jì)算圍棋棋盤中每個(gè)棋盤格的縱向像素長度和橫向像素寬度: Gw=EHl/6/nH; Gh=EVi/6/nY； 其中，6?表示棋盤格的橫向像素寬度，Gh表示棋盤格的縱向像素長度；EHl表示棋盤原始圖像中各對(duì)縱向相鄰兩個(gè)星位的圖像坐標(biāo)間隔距離的和值，Evi表示棋盤原始圖像中各對(duì)橫向相鄰兩個(gè)星位的圖像坐標(biāo)間隔距離的和值；nH表示棋盤原始圖像中縱向相鄰兩個(gè)星位的成對(duì)數(shù)，nv表示棋盤原始圖像中橫向相鄰兩個(gè)星位的成對(duì)數(shù)； 32)以棋盤原始圖像中天元位置為中心，根據(jù)棋盤格的縱向像素長度和橫向像素寬度，確定圍棋棋盤中各個(gè)棋盤格的圖像位置坐標(biāo)； 33)將圍棋棋盤中各個(gè)棋盤格的交叉點(diǎn)位置判定為落子點(diǎn)的位置，從而確定攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的各個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)。上述基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法中，具體而言，所述步驟5具體為: 51)將攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)設(shè)定為當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)，并對(duì)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像進(jìn)行二值化處理，得到當(dāng)前幀二值化圖像； 52)對(duì)于當(dāng)前幀二值化圖像中圍棋棋盤上非邊界位置的落子點(diǎn)，分別檢測每個(gè)落子點(diǎn)的上、下、左、右位置處是否均存在黑色線條；若均存在，則判定該落子點(diǎn)為原棋盤狀態(tài)；否貝1J，判定該落子點(diǎn)為非原棋盤狀態(tài)； 對(duì)于當(dāng)前幀二值化圖像中圍棋棋盤上邊界位置的落子點(diǎn)，分別檢測每個(gè)落子點(diǎn)的上、下、左、右位置中的非邊界方向位置處是否均存在黑色線條；若均存在，則判定該落子點(diǎn)為原棋盤狀態(tài)；否則，判定該落子點(diǎn)為非原棋盤狀態(tài)； 由此確定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置為原棋盤狀態(tài)還是非原棋盤狀態(tài)。上述基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法中，具體而言，所述步驟6具體為: 61)對(duì)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像進(jìn)行灰度化處理，得到當(dāng)前幀灰度圖像； 62)對(duì)于當(dāng)前幀灰度圖像中圍棋棋盤的一個(gè)非原棋盤狀態(tài)的落子點(diǎn)，獲取該落子點(diǎn)的區(qū)域圖像；所述落子點(diǎn)的區(qū)域圖像范圍，是以落子點(diǎn)為中心、向左和向右各延伸半個(gè)棋盤格橫向像素寬度、且向上和向下各延伸半個(gè)棋盤格縱向像素長度所覆蓋的區(qū)域圖像； 62)采用霍夫變換識(shí)別出該落子點(diǎn)的區(qū)域圖像中是否存在圓形；若不存在，則判定該落子點(diǎn)位置為被遮擋狀態(tài)；若存在，則繼續(xù)執(zhí)行步驟63); 63)判斷落子點(diǎn)的區(qū)域圖像中所存在的圓形是否同時(shí)滿足如下兩個(gè)條件: ①、圓形的半徑(；滿足:Gav/3<Cr<4Gav/5 ; ②、圓形的圓心位置與當(dāng)前落子點(diǎn)的間距滿足:Dra本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于圖像識(shí)別的圍棋記譜處理方法，其特征在于，通過攝像頭固定拍攝圍棋棋盤，由圖像處理裝置從攝像頭獲取包含圍棋棋盤的圖像數(shù)據(jù)，并執(zhí)行圍棋記譜處理；所述圖像處理裝置執(zhí)行圍棋記譜處理的流程包括如下步驟：1）預(yù)先從攝像頭獲取包含空白圍棋棋盤完整圖像的一幀棋盤原始圖像；2）通過圖像識(shí)別處理，確定棋盤原始圖像中圍棋棋盤的各個(gè)星位的圖像位置坐標(biāo)，并確定圍棋棋盤的天元位置的圖像位置坐標(biāo)；3）根據(jù)棋盤原始圖像中圍棋棋盤的各個(gè)星位的坐標(biāo)間隔距離以及天元位置的圖像位置坐標(biāo)，確定攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的每個(gè)棋盤格的縱向像素長度和橫向像素寬度，以及圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)；4）從攝像頭獲取包含圍棋棋盤圖像的一幀棋盤狀態(tài)圖像；5）將攝像頭拍攝圖像畫面中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)設(shè)定為當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)的圖像位置坐標(biāo)，通過圖像識(shí)別處理，分別判斷當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置為原棋盤狀態(tài)還是非原棋盤狀態(tài)；所述原棋盤狀態(tài)是指落子點(diǎn)位置處于沒有棋子且未被遮擋狀態(tài)，所述非原棋盤狀態(tài)是指落子點(diǎn)位置處于有棋子或者被遮擋狀態(tài)；6）分別對(duì)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的各個(gè)非原棋盤狀態(tài)的落子點(diǎn)位置進(jìn)行黑棋子狀態(tài)、白棋子狀態(tài)和被遮擋狀態(tài)的識(shí)別區(qū)分；7）統(tǒng)計(jì)判斷當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤包含的被遮擋狀態(tài)的落子點(diǎn)數(shù)量是否達(dá)到預(yù)設(shè)的被遮擋落子點(diǎn)限值；若是，則判定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像不滿足棋盤記譜更新條件，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟9；否則，則判定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像滿足棋盤記譜更新條件，執(zhí)行步驟8；8）根據(jù)當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置各自的棋子狀態(tài)，生成圍棋棋譜，然后執(zhí)行步驟9）；生成圍棋棋譜的原則為：對(duì)于圍棋棋盤中原棋盤狀態(tài)的落子點(diǎn)，記錄為無棋子狀態(tài)；對(duì)于圍棋棋盤中白棋子和黑棋子狀態(tài)的落子點(diǎn)記錄其當(dāng)前的落子點(diǎn)棋子狀態(tài)；對(duì)于圍棋棋盤中被遮擋狀態(tài)的落子點(diǎn)，讀取前一次生成的圍棋棋譜中相應(yīng)落子點(diǎn)位置的棋子狀態(tài)并加以記錄；從而記錄確定當(dāng)前一幀棋盤狀態(tài)圖像中圍棋棋盤的361個(gè)落子點(diǎn)位置各自的棋子狀態(tài)，依據(jù)當(dāng)前記錄的各落子點(diǎn)的棋子狀態(tài)，生成圍棋棋譜；9）返回執(zhí)行步驟4）；10）重復(fù)循環(huán)執(zhí)行步驟4）~9），直至圍棋記譜處理結(jié)束。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡曉力，廖銀偉，唐云建，韓鵬，周凡，熊伶俐，
申請(專利權(quán))人：周凡，
類型：發(fā)明
國別省市：重慶;85