[发明专利]数独图像的处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种数独图像的处理方法及系统，所述方法包括：数据采集步骤：采集数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9相关的图片，构造初始数据集；数据集构造步骤：对初始数据集中的图片进行处理，构造对应的0‑9数字图像的数据集；模型训练步骤：构建并训练用于识别的KNN模型；图像处理步骤：读取待处理的数独图像，对数独图像进行处理，保存为一张新的数独图片；数字识别步骤：识别数独图片上的数字；数独求解步骤：根据数独规则填充数字，输出填充结果。本发明能够自动对数独图像进行处理、识别、解算，解决了目前计算机自动演算数独图像题目的关键问题，提高了数独图像演算的效率，降低成本，为数独图像的有效应用提供保障。

技术领域

本发明涉及数独图像处理和机器学习领域，尤其涉及一种数独图像的处理方法及系统。

背景技术

数独是源自18世纪瑞士的一种数学游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字，推理出所有剩余空格的数字，并满足每一行、每一列、每一个粗线宫(3*3)内的数字均含1-9，不重复。数独盘面是个九宫，每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件，利用逻辑和推理，在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次，所以又称“九宫格”。

传统数独中，玩家使用纸、笔进行演算。随着计算机的普及，除人工演算外，发展出使用计算机进行自动演算的新路径。目前网络上存在大量的数独题目，然而，其中相当比例的数独题目采用图片的形式进行表达，如图1所示。

在依托计算机自动解题时，计算机无法识别数独图像的结构和内容，从而需要人工首先将其进行结构化表达，然后由计算机依据特定算法(如回溯法)进行分析和计算。图2展现了一种常见的数独求解器。该求解器依赖人工输入数字来构造结构化的数独题目，而无法解决数独图像的求解。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种数独图像的处理方法及系统，以解决目前计算机自动演算数独图像题目的关键问题，提高数独图像演算的效率，降低成本，为数独图像的有效应用提供保障。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种数独图像的处理方法，包括：

数据采集步骤：采集数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9相关的图片，按每个数字建立相应的文件夹，构造初始数据集；

数据集构造步骤：对初始数据集中的图片进行处理，根据处理后的图片构造对应的0-9数字图像的数据集；

模型训练步骤：构建并训练用于识别数独图像中数字的KNN模型；

图像处理步骤：读取待处理的数独图像，对数独图像进行处理，从处理后的图像中截取81个单元网格，提取出单元网格的特征，在单元网格中截取特征所在区域，计算该区域的宽和高，如果面积小于预设阈值，则抛弃，否则保留；将该区域进行边界填充，得到指定大小的数组；将这些数组进行拼接，并保存为一张新的数独图片；

数字识别步骤：使用训练好的KNN模型识别图像处理步骤中保存的数独图片上的数字，并记录其位置；

数独求解步骤：寻找需要填充数字的单元网格，根据数独规则填充数字，输出填充结果。

相应地，本发明实施例还提供了一种数独图像的处理系统，包括：

数据采集模块：采集数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9相关的图片，按每个数字建立相应的文件夹，构造初始数据集；

数据集构造模块：对初始数据集中的图片进行处理，根据处理后的图片构造对应的0-9数字图像的数据集；

模型训练模块：构建并训练用于识别数独图像中数字的KNN模型；