基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別方法及識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像識(shí)別，尤其是涉及一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別方法及識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]橋牌是一種廣受歡迎的撲克游戲，它與圍棋、國際象棋一起并稱世界三大智力運(yùn)動(dòng)，在國際國內(nèi)上有很多的專業(yè)比賽。為了推廣橋牌，主辦方往往會(huì)將橋牌比賽過程放在網(wǎng)絡(luò)或電視上進(jìn)行直播，這就需要實(shí)時(shí)識(shí)別和記錄每位牌手的叫牌和出牌過程。
[0003]叫牌卡方式叫牌是目前橋牌運(yùn)動(dòng)中最主要的叫牌方式。叫牌卡片由5種不同的花色(黑桃、紅心、方塊、梅花和無將NT)，I?7的數(shù)字，加上一些特殊的符號(hào)牌，如“PASS”、“X”(加倍)、“XX”(再加倍)和“STOP”等構(gòu)成，牌手以出示叫牌卡的方式完成叫牌過程，圖1展示了比賽中的叫牌卡。叫牌卡叫牌過程的記錄，目前主要采用人工方式，即工作人員將牌手的叫牌過程信息，人工識(shí)別，手工錄入到系統(tǒng)。這種方式不僅耗費(fèi)大量的人力，而且還會(huì)因工作人員的失誤造成錯(cuò)誤。
[0004]針對(duì)傳統(tǒng)叫牌卡方式的缺點(diǎn)，已有采用其他裝置改進(jìn)叫牌方式的一些工作。專利“電子橋牌叫牌器”(中國專利CN2147022)由鍵盤和安裝在其上的局框鍵、級(jí)別鍵、花色鍵，以及局框電路、局框顯示器、叫品電路、叫品顯示器和開叫順序指示燈組成；采用機(jī)電一體化方式將上述組成部分連接成一薄形方箱，內(nèi)部為電路及其元件，表面為按鍵及顯示。專利“橋牌叫牌計(jì)分器”(中國專利CN2537435)由一個(gè)點(diǎn)陣式顯示器、四個(gè)牌手鍵盤和一個(gè)中央處理器組成；牌手通過專用鍵盤進(jìn)行叫牌，可自動(dòng)控制叫牌次序和叫牌計(jì)時(shí)。發(fā)明專利“一種橋牌智能叫牌與記分裝置”(中國專利CN100358602C)采用微處理器、可擦寫存儲(chǔ)器、串行通信接口、鍵盤、顯示器和發(fā)聲器等組成叫牌與計(jì)分裝置，牌手通過鍵盤進(jìn)行叫牌，能一定程度克服叫牌過程中的舞弊和越序叫牌等違規(guī)行為，并具有計(jì)時(shí)功能。
[0005]上述工作雖然在某些方面改進(jìn)了叫牌卡叫牌方式，但其共同缺點(diǎn)是都采用特定裝置進(jìn)行叫牌，改變了牌手的叫牌習(xí)慣，讓牌手不適應(yīng)。眾所周知，叫牌卡方式是最流行、牌手最喜歡的叫牌方式。此外，采用特定裝置，增加了比賽組織者的成本。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，特別是2006年深度學(xué)習(xí)(De印Learning)被提出后，圖像處理技術(shù)又得到了進(jìn)一步的發(fā)展，深度學(xué)習(xí)獲得了非常多成功的應(yīng)用。攝像頭采集橋牌比賽視頻，利用深度學(xué)習(xí)方法，實(shí)時(shí)自動(dòng)地識(shí)別牌手的叫牌和出牌過程，是完全可行的。該方法無需改變叫牌方式，牌手仍用傳統(tǒng)的叫牌卡卡方式叫牌，沒有不適應(yīng)問題。此外，該方法只需一個(gè)攝像頭，投入成本低。進(jìn)一步地，只要牌手叫牌和出牌的信息被正確識(shí)別，那么比賽的算分與計(jì)分即可自動(dòng)完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供可自動(dòng)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地識(shí)別牌手的叫牌信息，無需改變牌手的傳統(tǒng)叫牌習(xí)慣，實(shí)施成本低，且具有很好通用性的一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別方法及識(shí)別系統(tǒng)。
[0007]所述基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟:
[0008]I)利用攝像頭獲取叫牌過程的視頻數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)將視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至計(jì)算機(jī)；
[0009]2)應(yīng)用圖像處理技術(shù)定位推盤位置和放牌區(qū)；
[0010]3)接著建立深度信念網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行叫牌卡片識(shí)別。
[0011]在步驟I)中，所述利用攝像頭獲取叫牌過程的視頻數(shù)據(jù)的方法可為:利用攝像頭的SDK文件，應(yīng)用API采集到現(xiàn)場(chǎng)的原碼流并解碼為YUV420格式的視頻流，根據(jù)YUV轉(zhuǎn)為RGB的公式把YUV420視頻流轉(zhuǎn)化為一幀幀的RGB圖像。
[0012]在步驟2)中，所述應(yīng)用圖像處理技術(shù)定位推盤位置和放牌區(qū)的具體方法可為:推盤和放牌區(qū)的定位跟蹤是設(shè)計(jì)一圖案并貼在推盤上，通過識(shí)別該圖案建立極坐標(biāo)系，根據(jù)該圖案的初始化信息定位放牌區(qū)。
[0013]在步驟3)中，所述叫牌卡片識(shí)別的方法可為:利用深度信念網(wǎng)絡(luò)提取樣本的特征，并交給BP分類器建立分類模型；叫牌的順序和識(shí)別結(jié)果顯示是在運(yùn)行界面顯示每位牌手當(dāng)前叫牌卡片的中文和英文，每位牌手歷史叫牌的記錄。
[0014]基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)有:
[0015]攝像頭，攝像頭用于獲取自動(dòng)實(shí)時(shí)識(shí)別和記錄牌手叫牌過程的視頻信號(hào)；
[0016]方形桌，方形桌中間設(shè)有擋板，用于隔開同一比賽隊(duì)的兩家牌手；方形桌桌面正上方安置攝像頭，攝像頭離方形桌桌面的距離可為0.8?1.2m ;
[0017]推盤，推盤上貼有用于定位橋牌位置的若干個(gè)圖案，推盤上設(shè)有4個(gè)矩形框，所述矩形框用于每位玩家的放牌位置；推盤在方形桌上可移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)；推盤上設(shè)有放牌區(qū)，放牌區(qū)上分別貼上E、W、S、N四個(gè)字母的圖案，在推盤的內(nèi)部貼上1、2、3數(shù)字的圖案；
[0018]叫牌卡片，叫牌卡片設(shè)有5種不同的花色、I?7的數(shù)字、符號(hào)牌等，所述5種不同的花色可為黑桃、紅心、方塊、梅花和無將NT ;所述符號(hào)牌可采用“PASS”、“X”(加倍)、“XX”(再加倍)和“STOP”等；叫牌卡片放置在推盤上；
[0019]椅，為比賽牌手提供座位；
[0020]電腦，電腦通過網(wǎng)線與攝像頭視頻信號(hào)輸出端連接。
[0021]本發(fā)明由攝像頭視頻流獲取，推盤定位跟蹤，橋牌叫牌卡片識(shí)別等模塊組成。傳統(tǒng)叫牌卡方式的叫牌信息目前主要采用人工方式錄入系統(tǒng)，這種方式耗費(fèi)大量的人力。而本系統(tǒng)通過攝像頭自動(dòng)實(shí)時(shí)地識(shí)別和記錄牌手的叫牌過程，可解放人力資源，同時(shí)減少因工作人員失誤造成的錯(cuò)誤。由于深度信念網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的特征表達(dá)能力，本發(fā)明在研宄深度信念網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用在橋牌叫牌的識(shí)別中。橋牌叫牌識(shí)別過程主要分為推盤定位和叫牌卡片識(shí)別。首先，設(shè)計(jì)若干個(gè)特殊圖案，將它們貼在比賽推盤上，通過對(duì)這些圖案的識(shí)別，來定位橋牌位置。在得到橋牌的位置后，應(yīng)用深信度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取橋牌卡片樣本的特征建立分類模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，我們訓(xùn)練的深度信念網(wǎng)絡(luò)模型在叫牌卡的識(shí)別上，取得了與人工識(shí)別相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確率。該橋牌識(shí)別系統(tǒng)可以應(yīng)用到實(shí)際橋牌比賽中去，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)另1J、記錄和直播比賽。
【附圖說明】
[0022]圖1為基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的叫牌卡片示意圖。
[0023]圖2為基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的方形桌與椅示意圖。
[0024]圖3為基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的兩種推盤示意圖。
[0025]圖4為YUV三種采樣方式。
[0026]圖5為推盤上貼上特殊圖案。
[0027]圖6為RBM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0028]圖7為卡片樣本。
[0029]圖8為程序運(yùn)行界面。
[0030]圖9為叫牌過程界面。
[0031 ]圖10為橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)程序流程圖。
[0032]圖11為基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的攝像頭與電腦的連接關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0034]基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的橋牌叫牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例設(shè)有:
[0035]攝像頭，攝像頭用于獲取自動(dòng)實(shí)時(shí)識(shí)別和記錄牌手叫牌過程的視頻信號(hào)；
[0036]方形桌，方形桌中間設(shè)有擋板，用于隔開同一比賽隊(duì)的兩家牌手；方形桌桌面正上方安置攝像頭，攝像頭離方形桌桌面的距離可為0.8?1.2m ;
[0037]推盤，推盤上貼有用于定位橋牌位置的若干個(gè)圖案，推盤上設(shè)有4個(gè)矩形框，所述矩形框用于每位玩家的放牌位置；推盤在方形桌上可移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)；推盤上設(shè)有放牌區(qū)，放牌區(qū)上分別貼上E、W、S、N四個(gè)字母的圖案，在推盤的內(nèi)部貼上1、2、3數(shù)字的圖案；
[0038]叫牌卡片，叫牌卡片設(shè)有5種不同的花色、I?7的數(shù)字、符號(hào)牌等，所述5種不同的花色可為黑桃、紅心、方塊、梅花和無將NT ;所述符號(hào)牌可采用“PASS”、“X”(加倍)、“XX”(再加倍)和“STOP”等；叫牌卡片放置在推盤上；
[0039]椅，為比賽牌手提供座位；
[0040]電腦，電腦通過網(wǎng)線與攝像頭視頻信號(hào)輸出端連接。
[0041 ] 1、橋牌識(shí)別系統(tǒng)的場(chǎng)景
[0042]橋牌比賽中的四個(gè)牌手，分為東、南、西、北四個(gè)方位，東西為合作一方，南北為合作一方。圖2所示為橋牌比賽的一個(gè)常見場(chǎng)景，四人坐在一個(gè)方形桌子旁，桌子中間用擋板把同一隊(duì)的兩家隔開。攝像頭安置于桌面正上方約lm。
[0043]叫牌卡片由5種不同的花色(黑桃、紅