一种基于图像处理技术的围棋比赛结果分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理技术的围棋比赛结果分析方法，包括以下步骤：步骤一，棋盘图像的预处理：根据采集的图像，通过空间变换和灰度级插值，去除采集图像中除棋盘以外的其它物体；步骤二，棋盘图像中黑白棋子的分割：将校正后的图像，设置合适的阈值，分别分割出黑白棋子图像；步骤三，黑白棋子的检测与结果判定：将分割出的黑白棋子图像分别经过开运算、投影、画线、检测线与线交点处的棋盘的属性、空白处棋子填补、结果判定等操作来完成比赛结果的判定。本发明专利技术在不增加额外装置的情况下，通过软件方法进行图像处理，快速、准确地判定比赛结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像数据处理和识别领域，特别是。
技术介绍
在围棋类比赛中，对于采用普通棋盘和实体的棋子比赛结果的统计基本上仍然采用传统的人工数棋子的方法，不仅耗费时间较长，准确度很多时候也不能保证。在计算机视觉技术日益普及的今天，采用机器辅助判读是一种更优的方法。本专利技术首先用数码相机(或摄像头)对围棋比赛后的棋盘进行图像采集，再用数字图像处理技术进行机器判读。这样做不仅可以大大缩减判读时间，还可以保证结果的准确度。本专利技术中利用计算机技术和数字图像处理技术自动分割黑棋和白棋，定位黑白棋子的位置，快速得到对弈的结果。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供，从而使得在人们下围棋的时候能够快速准确的统计出棋盘的棋子的状态以及比赛结果。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了，包括以下步骤步骤一，棋盘图像的预处理根据采集的图像，通过空间变换和灰度级插值，去除采集图像中除棋盘以外的其它物体；步骤二，棋盘图像中黑白棋子的分割将校正后的图像，设置合适的阈值，分别分割出黑白棋子图像；步骤三，黑白棋子的检测与结果判定将分割出的黑白棋子图像分别经过开运算、投影、画线、检测线与线交点处的棋盘的属性、空白处棋子填补、结果判定等操作来完成比赛结果的判定。本专利技术在不增加额外装置的情况下，通过软件方法进行图像处理，快速、准确地判定比赛结果。本专利技术中，优选地，所述步骤一包括以下步骤步骤(11)，在采集的图像中，标记出棋盘的四个角的坐标点，因为在下面的几何变换中需要使用这四个坐标点进行仿射变换；步骤(12)，图像进行几何变换，由于棋盘图像在采集时，难免会有变形，所以使用几何变换将整个棋盘图像进行空间变换和灰度级插值，去除采集棋盘图像中除棋盘部分的其余部分，得到规则的矩形图像。本专利技术中，优选地，所述步骤二包括以下步骤步骤(21)，在采集的围棋棋盘图像中，经过几何变换后，图像中只会出现三种物体，黑色棋子、白色棋子和底色为黄色的棋盘，可以通过直方图直接阈值分割方法分割出黑色棋子。对校正后的图像计算灰度直方图，然后通过一维邻域平滑滤波器(下文将介绍)进行滤波，滤波后的灰度直方图会出现峰谷值，第一个峰与第二个峰之间的谷点之前是黑色棋子出现的概率，第一个谷点之后的是棋盘和白色棋子，所以只需要找到灰度直方图曲线中第一个峰值与第二个峰值之间的谷值即为黑色棋子的分割阈值，将此值作为分割黑色棋子的阈值，并且二值化，将灰度图像中的黑色棋子赋值为255，其余的图像赋值为O。步骤(22)，因为在实际采集的图像中，经过灰度化之后棋盘灰度值与白色棋子的灰度值有交叉，这样通过灰度阈值分割就不能将白色棋子与棋盘分开。经过研究黑色、白色与黄色棋子的红绿蓝三分量的值发现，黑色的红绿蓝三分量的值都比较小，白色的红绿蓝三分量的值都比较大，黄色的红绿蓝三分量中红绿分量的值比较大，蓝色分量的值比较小。黑色、白色、黄色棋子中它们的蓝色分量相差比较大，只有白色棋子的蓝色分量比较大，黑色与黄色棋子的蓝色分量都比较小，所以只需要提取出彩色图像中的蓝色分量，然后设置适当的阈值，即可以将白色棋子与棋盘分开。在选择阈值时，同样采用自动阈值提取。画出校正后图像蓝色分量的灰度直方图，然后通过一维邻域平滑滤波器进行滤波，滤波后的灰 度直方图会出现峰谷值，第一个峰是蓝色分量中黑色棋子出现的概率，第二个峰是棋盘出现的概率，第三个峰是和白色棋子出现的概率。所以求取第二个峰值与第三个峰值之间的谷值即是分割白色棋子的阈值。将此值作为分割白色棋子的阈值，并且二值化，将灰度图像中的白色棋子赋值为255，其余的图像赋值为O。本专利技术中，优选地，所述步骤三包括以下步骤步骤(31)，对分割出的黑白棋子图像分别作开运算，这样可以消除图像中在分割时由于阈值选择不准确而出现的细小噪声，还可以平滑物体的边界；步骤(32)，将开运算后的图像进行相加，然后做一次腐蚀操作，腐蚀操作的作用是消除物体边界点，这样便于在投影时方便的找出极值点；步骤(33)，将腐蚀后的图像使用图像投影的方法，分别在水平和垂直方向上做投影，并记录其值；步骤(34)，根据记录的水平和垂直方向投影的值，画出投影曲线，经过一维邻域平滑滤波器后求出极值，这些极值就对应着棋盘中的棋盘线的位置，因为棋盘的大小是19X19的，所以求出的极值也分别是19条；步骤(35)，根据检测到的棋盘线，检测黑白棋子位置，在检测棋子位置时使用MXM的窗口去检测棋子，M表示窗口大小，M取3，在得到黑白棋子位置后使用围棋棋子填补规则空到黑或白，空被填补为黑或白、黑或白到空，空被填补为黑或白、白到空到白，空被填补为白、黑到空到黑，空被填补为黑，使用以上规则将相应的空白处填补为黑或白棋。步骤(36)，统计填补后黑白棋子的个数，然后根据比赛规则判定比赛结果。本专利技术的原理是根据采集的图像，首先分别分割出黑色棋子与白色棋子图像，其次将分割图像分别进行开运算操作，将开运算之后的图像相加再做一次腐蚀，然后将腐蚀后的图像进行投影，检测出棋盘的19X19的棋盘线，在线的交点处检测黑白棋子的，根据检测的黑白棋子根据围棋填补规则进行填补棋子，填补后统计黑白棋子个数，使用围棋判决规则判定比赛结果。有益效果本专利技术通过软件方法进行图像处理，在对棋盘进行采集后，即可快速准确的检测出棋盘中每格状态。本专利技术在统计围棋比赛结果、以及围棋策略的分析有广泛的应用前景。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和或其他方面的优点将会变得更加清楚。图I是几何校正示意图。图2是本专利技术分割黑色棋子的过程图。 图3是本专利技术分割白色棋子的过程图。图4是本专利技术黑白棋子检测与结果判定的流程5是本专利技术方法简化流程图。具体实施例方式本专利技术，核心思路是利用采集的图像进行黑白棋子分割，分别分割出黑白棋子图像，其次将分割图像分别进行开运算操作，将开运算之后的图像相加再做一次腐蚀，然后根据分割出的图像进行水平和垂直方向的投影，画出棋盘中的线，然后在线的交点处寻找棋子，然后记录下棋子的状态，然后根据算法，统计围棋比赛结果。如图5所示，本专利技术公开了，包括以下步骤步骤一，棋盘图像的预处理通过空间变换和灰度级插值，去除采集图像中除棋盘以外的其它物体；所述步骤一包括以下步骤步骤11，在采集的图像中，标记出棋盘的四个角的坐标点；步骤12，根据标记的坐标点，通过几何变换去掉采集的图像中除棋盘以外的其它物体，并变换为一个矩形图像。步骤12，对棋盘图像预处理；对采集的图像进行预处理，对图像进行预处理使其使其能够适应算法的要求显得尤为必要，本专利技术中涉及到的图像预处理包括空间变换和灰度级插值。几何变换是图像中点与点的空间映射关系，可将图像中一点变换到图像中任意位置，保持变换前后两幅图像间局部特征相似即源图像上局部特征的连续性与相通性不变。基于双线性变换的几何变换令G(x, y) = F(x/ , J1 ) =F(ax' +by' +ex' J1 +d, ex' +fj' +gx' J1 +h)(I)式(I)中G(x，y)表示变换后的图像，F(x' , y')表示原始图像即X = ax' +by' +ex' J1 +d (2)y = ex' +fy' +gx' J1 +h (3)式(2)、(3)中x, y表示变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理技术的围棋比赛结果分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，棋盘图像的预处理：根据采集的图像，通过空间变换和灰度级插值，去除采集图像中除棋盘以外的其它物体；步骤二，棋盘图像中黑白棋子的分割：将校正后的图像，设置合适的阈值，分别分割出黑白棋子图像步骤三，黑白棋子的检测与结果判定：将分割出的黑白棋子图像分别经过开运算、投影、画线、检测线与线交点处的棋盘的属性、空白处棋子填补、结果判定等操作来完成比赛结果的判定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰，邵真天，何雨兰，朱毅，付世斌，沈庆宏，都思丹，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：