一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法技术

本发明专利技术提出了一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法。首先，采集静态棋盘图像，进行棋盘坐标标定，建立实物棋盘与虚拟棋盘之间的坐标变换关系；然后，依据棋子在棋盘图像中的位置、名称、颜色等特征信息，建立描述棋盘综合特征的状态信息表；其次，设定棋盘状态变化检测双向基准线，用于棋盘变化动态检测；再次，获取棋盘实时变化图像，确定变化棋子属性及初始及目标位置，实时更新状态信息表；最后，结合象棋比赛规则，实现比赛过程的虚拟直播，包括语音讲解、虚拟联动及比赛回放。使用本发明专利技术可以实现中国象棋比赛的现场虚拟直播，该方法具有可靠性高、适应性强、使用方便等优点，本发明专利技术也可应用于围棋、五子棋等多种棋类比赛直播。

An intelligent virtual live broadcast method for Chinese chess game based on machine vision

The invention provides an intelligent virtual live broadcast method for Chinese chess game based on machine vision. First, the static of chessboard chessboard image acquisition, coordinate calibration, establishes the coordinate transformation relation between real and virtual chess board; then, on the basis of pieces on the chessboard image in the location, name, color feature information, establish state information table board features; secondly, setting board status change detection for two-way datum line. A dynamic change detection; thirdly, obtain board real-time change image, determine the change of pawn attributes and initial and target location, real-time update state information table; finally, combined with the chess rules of the game, the realization of the virtual live game process, including voice explanation, virtual interaction and replay. The invention can realize the live virtual broadcast of Chinese chess matches, and the method has the advantages of high reliability, strong adaptability, convenient use, etc. the invention can also be applied to the game of chess such as go, Gobang and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法
本专利技术属于图像识别与智能信息处理领域，特别涉及一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法。
技术介绍
蕴含了中华民族传统文化的中国象棋是人们热衷的一种体育竞技项目。通过查询，发现现有大型象棋比赛的直播解说，是主持人在一块竖立的磁性棋盘上手动复现选手对弈棋局并加以解说，没有实现比赛的自动智能直播。本专利技术的设计目的是提出一种基于机器视觉的中国象棋智能虚拟直播方法，实现象棋比赛的智能化虚拟直播。现有技术中，有以下参考文献：文献《手持移动终端平台上的围棋比赛图像识别研究》(付世斌，南京大学，2012)提出了一种基于投影方法的围棋棋盘识别算法，通过一种基于Android系统的棋盘识别软件自动统计出黑白棋子个数和比赛结果；文献《基于视觉的中国象棋棋子识别定位技术》(王殿君，清华大学学报(自然科学版).2013，53(8))提出了一种基于视觉的中国象棋棋子识别定位技术，采用视觉传感器结合图像处理的方法来识别棋盘和棋子，并通过计算机向机械臂发出运动指令完成走棋过程；文献《基于视觉的象棋棋盘识别》(杜俊俐，张景飞，黄心汉，计算机工程与应用.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先采集实物棋盘图像，进行棋盘坐标标定，建立实物棋盘图像与虚拟棋盘图像之间的多项式变换模型；2)其次依据棋子在实物棋盘图像中的位置、名称和颜色特征信息，建立描述虚拟棋盘综合特征的状态信息表；3)再次设定实物棋盘状态变化检测双向基准线，用于实物棋盘操作变化动态检测；4)然后获取实物棋盘实时变化图像，确定变化棋子属性及初始位置与目标位置，精确识别棋子状态变化，并实时更新状态信息表；5)最后结合象棋比赛规则，实现比赛过程的高清虚拟直播，包括语音讲解、虚拟联动及比赛回放。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先采集实物棋盘图像，进行棋盘坐标标定，建立实物棋盘图像与虚拟棋盘图像之间的多项式变换模型；2)其次依据棋子在实物棋盘图像中的位置、名称和颜色特征信息，建立描述虚拟棋盘综合特征的状态信息表；3)再次设定实物棋盘状态变化检测双向基准线，用于实物棋盘操作变化动态检测；4)然后获取实物棋盘实时变化图像，确定变化棋子属性及初始位置与目标位置，精确识别棋子状态变化，并实时更新状态信息表；5)最后结合象棋比赛规则，实现比赛过程的高清虚拟直播，包括语音讲解、虚拟联动及比赛回放。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的中国象棋比赛智能虚拟直播方法，其特征在于，步骤1)中，棋盘坐标标定时，依据实物棋盘图像几何畸变类型，建立实物棋盘图像与虚拟棋盘图像之间的多项式变换模型，采用去均值归一化积算法进行匹配运算，实现特征点的鲁棒精确定位；基于最小二乘最优估计方法，求解多项式变换模型的参数，实现虚拟棋盘图像的快速有效标定；其中，实物棋盘图像几何畸变类型为：式(1)中x,y表示校正前图像任一点坐标，u,v表示校正后图像的对应点坐标，aij，bij表示多项式的系数，n为畸变模型阶数；采用基于最小二乘法的最优估计解算模型参数；设f(u,v)原图像，f(x,y)是畸变的图像，两者的坐标之间存在的非线性变换Ta，即：(x,y)＝Ta[(u,v)](2)采用三次二元变换式来进行几何畸变校正，(x,y)与(u，v)的关系式为:采用多选控制点对而后按最小二乘法求解系数，使拟合误差平方和ε为最小，也就是使式(4)最小：令：式中，L为选取的控制点对的个数，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)为两组由10个方程组成的线性方程组，每个方程组包含10个未知数，则通过分别求解上述二式，即可求出aij，bij，再将其代回式(3)就可实现两个坐标系之间的变换；其中T为10阶方阵，a、b、X、Y为10维向量；

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小冈，齐乃新，唐小佩，李维鹏，任世杰，杨杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61