[发明专利]四连棋棋盘图像处理方法、系统及人机对弈系统

权利要求书

1.一种四连棋棋盘图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将获取到包含棋盘和背景的整体图像由BGR颜色空间转换到HSV颜色空间，对S通道的整体图像进行滤波处理，分割出只包含棋盘的二值图像和所述二值图像的棋盘轮廓，所述棋盘轮廓即感兴趣区域；

2）对所述感兴趣区域进行子区域划分，每一个所述子区域对应一个棋格；

3）在所述整体图像的H通道对棋子的任一颜色进行固定阈值分割，获取所述子区域内有灰度值的所有轮廓，在任一子区域内，若阈值分割出来的轮廓面积大于所述子区域面积的一半，则判定该子区域对应的棋格内有该颜色棋子；

4）利用下述方法将棋盘局势转换为二维矩阵：若棋格内的棋子颜色为第一色，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为i；若棋格内的棋子颜色为第二色，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为j；若棋格内没有棋子，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为0；

5）利用所述二维矩阵计算最佳下棋位置。

2.根据权利要求1所述的四连棋棋盘图像处理方法，其特征在于，步骤5）之后，还包括：将所述最佳下棋位置发送给智能机器人。

3.根据权利要求1所述的四连棋棋盘图像处理方法，其特征在于，步骤1）中，采用高斯滤波方法对所述整体图像进行滤波处理，然后用固定阈值的分割方法获取只包含棋盘的二值图像，用形态学的膨胀和腐蚀算法对所述二值图像进行处理，获取二值图像中的棋盘轮廓。

4.根据权利要求1所述的四连棋棋盘图像处理方法，其特征在于，步骤5）中，采用minimax算法对二维矩阵进行判断，计算出最佳下棋位置。

5.一种四连棋棋盘图像处理系统，其特征在于，包括：

预处理单元：用于将获取到的包含棋盘和背景的整体图像由BGR颜色空间转换到HSV颜色空间，对S通道的整体图像进行滤波处理，分割出只包含棋盘的二值图像和所述二值图像的棋盘轮廓，所述棋盘轮廓即感兴趣区域；

子区域划分单元：用于对所述预处理单元输出的感兴趣区域进行子区域划分，每一个所述子区域对应一个棋格；

分割单元：用于在所述整体图像的H通道对棋子的任一颜色进行固定阈值分割，获取所述子区域内有灰度值的所有轮廓，在任一子区域内，若阈值分割出来的轮廓面积大于所述子区域面积的一半，则判定该子区域对应的棋格内有该颜色棋子；

二维矩阵获取单元：用于利用下述方法将棋盘局势转换为二维矩阵：若棋格内的棋子颜色为第一色，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为i；若棋格内的棋子颜色为第二色，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为j；若棋格内没有棋子，则将该棋格对应的二维矩阵的元素设置为0；

计算单元：用于根据所述二维矩阵获取单元输出的二维矩阵计算最佳下棋位置。

6.根据权利要求5所述的四连棋棋盘图像处理系统，其特征在于，所述预处理单元包括：

转换单元：用于将获取到的包含棋盘和背景的整体图像由BGR颜色空间转换到HSV颜色空间；

滤波单元：用于对转换单元输出的HSV颜色空间S通道的整体图像进行滤波处理；

二值图像获取单元：用于根据滤波单元输出的滤波后的整体图像，用固定阈值的分割方法获取只包含棋盘的二值图像；

棋盘轮廓获取单元：用于根据所述二值图像获取单元输出的二值图像，利用形态学的膨胀和腐蚀算法对所述二值图像进行处理，获取二值图像的棋盘轮廓，即感兴趣区域。

7.根据权利要求5或6所述的四连棋棋盘图像处理系统，其特征在于，还包括通信单元，用于将所述计算单元输出的最佳下棋位置发送给智能机器人。

8.一种人机对弈系统，其特征在于，包括智能机器人和权利要求7所述的四连棋棋盘图像处理系统；所述智能机器人的手臂上安装有用于采集整体图像的摄像头；智能机器人控制系统在接收到通信单元发送的最佳下棋位置后，控制智能机器人手臂抓取并放置棋子到所述最佳下棋位置。

9.一种人机对弈系统，其特征在于，包括智能机器人、摄像头和权利要求7所述的四连棋棋盘图像处理系统；所述摄像头采集包含棋盘和背景的整体图像，并将所述整体图像传输给预处理单元；所述智能机器人的控制系统在接收到通信单元发送的最佳下棋位置后，控制智能机器人手臂抓取并放置棋子到所述最佳下棋位置。