[发明专利]一种基于视频识别技术的围棋自动记谱方法

权利要求书

1.一种基于视频识别技术的围棋自动记谱方法，其特征在于，包括以下总体步骤：

步骤一、初始化，先通过摄像头获取一帧包含整个空白棋盘以及附加的四角定位标志的原始图像作为原始帧；初始化帧差与前帧差为0，参考帧为原始帧；

步骤二、棋盘定位，采用回字形定位标识的四角定位方法，在对原始帧进行棋盘定位，获得围棋棋盘361个点在图像中的具体位置坐标；

棋盘定位是四角定位标志以回字形图标作为定位标识，具体包括如下步骤：

步骤201、通过摄像头获取一帧包含整个空白棋盘以及附加的四角定位标志的图像；

步骤202、将取出的图像转换成灰度图，再使用最大类间方差法找到图片的一个设定阈值将图片二值化处理；

步骤203、初步筛选；在二值化处理过的图像矩阵中，逐行筛选每个像素点；筛选该像素点是否在上下左右四个方向上半个格子的距离内颜色变化为黑白黑白；将所有符合要求的像素点记录在同图像一样大小的0矩阵内；若有相邻像素点符合要求，则将该像素点作为中心点记录；

步骤204、验证标志；将初步筛选后的像素点逐一验证其黑色、白色、黑色的连通区域；看其是否符合回形标志大小的范围，若满足则记录为定位标志；

步骤205、判断获得的定位标志是否为4个；若是则找到的4个标志在图像中的坐标，即为围棋棋盘在图片中四个角落的位置；

步骤206、根据棋盘四个角落位置及棋盘横纵间隔标准，计算棋盘中361个点的具体坐标；

步骤三、取帧计算，将摄像头获取的视频根据以每秒10帧的速度取出，逐一的进行图像处理，采用矩阵式判断帧差方法，判断棋盘落子点变化状态；

取帧计算具体包括：

步骤301、将取出的一帧，进行平滑去燥，再将该帧与参考帧做帧差；参考帧为上一次记录棋谱后更新的帧，如若参考帧为空，则参考帧为原始帧；

步骤302、判断帧差与前帧差，帧差为第一步所做帧差，前帧差为上一次计算时第一步所做帧差；若帧差小于15，前帧差大于15，则表示该帧稳定，前一帧不稳定，则为关键帧；带着该帧进入第三步计算；否则返回第一步，再取一帧进行新的循环；

步骤303、将第二步过滤过来的帧与参考帧做比较，判断共有几处点发生变化；

步骤304、判断发生变化的共有几处点，若无变化或者变化处大于等于18处则认为无变化或者手部遮挡，返回第一步，继续取帧计算；若有发生变化且小于18处，则继续进入第五步判断棋谱；

步骤305、逐一对各个变化点进行处理，对所有变化点处理结束后，查看棋谱有无变化；若棋谱发生变化，则更新当前帧为参考帧，返回第一步，继续取帧计算；若棋谱并未发生变化，则直接返回第一步，继续取帧计算；

所述步骤302中两幅图的帧差的具体做法如下，

(1)首先将两幅图根据总体步骤的步骤二所得的四角坐标进行切图，将棋盘切割出来；

(2)将两幅图分别转换成为灰度图，转换为单通道矩阵；

(3)将两矩阵做差得到新的矩阵；

(4)将新的矩阵做高斯平滑，再将其进行二值化处理；

(5)以为元素结构矩阵，将得到的二值化矩阵进行灰度膨胀和灰度腐蚀，得到帧差矩阵；

(6)统计帧差矩阵内非零元素的个数即为帧差；

所述步骤303具体做法如下，

(1)首先将两幅图根据总体步骤的步骤二所得的四角坐标进行切图，将棋盘切割出来；

(2)将两幅图分别转换成为灰度图，转换为单通道矩阵；

(3)将两矩阵做差得到新的矩阵；

(4)将新的矩阵做高斯平滑，再将其进行二值化处理；

(5)以为元素结构矩阵，将得到的二值化矩阵进行灰度膨胀和灰度腐蚀，得到帧差矩阵；

(6)鉴定通过步骤二得到的361个点的坐标有无变化，记录共有几处点发生变化，并记录是某几个点发生变化；

步骤四、生成棋谱文件，结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频识别技术的围棋自动记谱方法，其特征在于，所述步骤305具体做法如下：

通过步骤二得到的棋盘的四角所在位置；由于围棋棋盘是由横纵18*18个小正方形组合在一起构成的；计算出每个小正方形边长为a；若某个点发生变化，则以变化点坐标为中心，取出一正方形小图片，令该正方形边长为1.8a；将小图片转换成灰度图，再在小图片内运用霍夫取圆，查看是否能取到圆；

如果未取到圆，查看现有棋谱内，该变化点是否有棋子；若有棋子，则在棋谱中记录棋子，计算下一变化点；若没有棋子，则直接计算下一变化点；

如果取到圆，则判断圆心与该正方形小图片的中心距离是否小于圆半径，若不小于则判定该变化点处无子，若小于则判定该变化点处有子；

若判定无子，查看现有棋谱内，该变化点是否有棋子；若有棋子，则在棋谱中记录棋子，计算下一变化点；若没有棋子，则直接计算下一变化点；

若判定有子，查看现有棋谱内，该变化点是否有棋子；若棋谱内有棋子，则直接计算下一变化点；若棋谱内该变化点没有棋子，需要判定子的颜色，再在棋谱中记录落子，同时记录颜色，计算下一变化点。