[發明專利]一種基于機器視覺的中國象棋比賽智能虛擬直播方法

有效

• 申請號: 201710614340.7
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107392157B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊小岡;齊乃新;唐小佩;李維鵬;任世杰;楊杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/36;G06K9/40;G06K9/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于機器視覺的中國象棋比賽智能虛擬直播方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)首先采集實物棋盤圖像，進行棋盤坐標標定，建立實物棋盤圖像與虛擬棋盤圖像之間的多項式變換模型；

2)其次依據棋子在實物棋盤圖像中的位置、名稱和顏色特征信息，建立描述虛擬棋盤綜合特征的狀態信息表；

3)再次設定實物棋盤狀態變化檢測雙向基準線，用于實物棋盤操作變化動態檢測；

4)然后獲取實物棋盤實時變化圖像，確定變化棋子屬性及初始位置與目標位置，精確識別棋子狀態變化，并實時更新狀態信息表；

5)最后結合象棋比賽規則，實現比賽過程的高清虛擬直播，包括語音講解、虛擬聯動及比賽回放。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的中國象棋比賽智能虛擬直播方法，其特征在于，步驟1)中，棋盤坐標標定時，依據實物棋盤圖像幾何畸變類型，建立實物棋盤圖像與虛擬棋盤圖像之間的多項式變換模型，采用去均值歸一化積算法進行匹配運算，實現特征點的魯棒精確定位；基于最小二乘最優估計方法，求解多項式變換模型的參數，實現虛擬棋盤圖像的快速有效標定；

其中，實物棋盤圖像幾何畸變類型為：

式(1)中x,y表示校正前圖像任一點坐標，u,v表示校正后圖像的對應點坐標，a_ij，b_ij表示多項式的系數，n為畸變模型階數；

采用基于最小二乘法的最優估計解算模型參數；設f(u,v)是原圖像，f(x,y)是畸變的圖像，兩者的坐標之間存在的非線性變換Ta，即：

(x,y)＝Ta[(u,v)] (2)

采用三次二元變換式來進行幾何畸變校正，(x,y)與(u，v)的關系式為:

采用多選控制點對而后按最小二乘法求解系數，使擬合誤差平方和ε為最小，也就是使式(4)最?。?/p>

令：

式中，L為選取的控制點對的個數，其中s＝0,1,2,3；t＝0,1,...,3-s；

由此得到：

同理可得：

式(6)和式(7)為兩組由10個方程組成的線性方程組，每個方程組包含10個未知數，則通過分別求解上述二式，即可求出a_ij，b_ij，再將其代回式(3)就可實現兩個坐標系之間的變換；

其中Ta為10階方陣，a、b、X、Y為10維向量；

a＝[a₀₀,a₀₁,a₀₂,a₀₃,a₁₀,a₁₁,a₁₂,a₂₀,a₂₁,a₃₀]^T (9)

b＝[b₀₀,b₀₁,b₀₂,b₀₃,b₁₀,b₁₁,b₁₂,b₂₀,b₂₁,b₃₀]^T (10)

3.根據權利要求2所述的一種基于機器視覺的中國象棋比賽智能虛擬直播方法，其特征在于，具體實現方法如下：

101)首先采集實物棋盤靜態圖像，獲取特征模板圖像；

102)然后手動標定在虛擬棋盤上設定的九個標定點，采用去均值歸一化積相關算法進行匹配運算，得到虛擬棋盤與實物棋盤特征點對應關系；

103)代入多項式變換模型，利用最小二乘法求解出坐標標定參數；

104)依據坐標標定參數，將虛擬棋盤中的90個坐標點逆推到實物棋盤圖像中，完成標定。