球饼位置确定方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

本申请涉及图像识别技术领域，具体而言，涉及一种球饼位置确定方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

传统的定位技术包括红外框，摄像头，雷达。红外框检测的各方面，需要在显示器周围安装上一圈的感应红外，会阻碍物体在屏幕四周的移动，在项目中应用的时候，会有很多的限制。雷达定位造价昂贵，对面太近的物体检测也会不准确，而且帧率普遍偏低，会造成漏检。目前市场上的摄像头定位方案，对运行的主机硬件性能消耗过大，并且不适用于本项目的运行场景。因此，如何确定气垫球游戏中球饼的位置成为了一个问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种球饼位置确定方法、装置、电子设备及可读存储介质，能够在不阻碍球饼在显示器屏幕四周移动的前提下，有效确定球饼的位置，且成本低、对主机性能要求低。本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种球饼位置确定方法，包括：

获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；

确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；

基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；

基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。

可选地，识别确定光栅图像中球饼的图像坐标，包括：

基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域；

识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点；

基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，之前包括：

基于预定的球饼光斑的大小对确定的待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点进行筛选，得到筛选后的像素点；

基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标，包括：

基于筛选后的像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，包括：

基于历史光栅图像通过人工的方法确定显示器的四个顶角的图像坐标。

可选地，基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域，包括：

基于四个顶角的图像坐标确定遍历的最大行列值与最小行列值，并基于最大行列值与最小行列值确定遍历像素范围；

识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点，包括：

基于四个顶角的图像坐标确定光栅图像的二值掩码，其中，四个顶角确定的四边形区域内的掩码为1，四边形区域外的掩码为0；

基于确定的遍历像素范围遍历像素，当某一像素对应的掩码为1且亮度大于阈值时，以某一像素为基准遍历所书某一像素左右以及上下位置处的像素，得到多个掩码为1且亮度大于阈值的像素。

可选地，该方法还包括：

将球饼的实际坐标与显示器中的指引坐标进行比对确定游戏结果。

第二方面，提供了一种球饼位置确定装置，包括：

获取模块，用于获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；

第一确定模块，用于确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；

第二确定模块，用于基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；

第三确定模块，用于基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。

可选地，第一确定模块包括：

第一确定单元，用于基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域；

识别确定单元，用于识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点；

作为单元，用于基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，第一确定模块还包括：

筛选单元，用于基于预定的球饼光斑的大小对确定的待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点进行筛选，得到筛选后的像素点；

作为单元，具体还用于基于筛选后的像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，包括：

基于历史光栅图像通过人工的装置确定显示器的四个顶角的图像坐标。

可选地，第一确定单元，具体还用于基于四个顶角的图像坐标确定遍历的最大行列值与最小行列值，并基于最大行列值与最小行列值确定遍历像素范围；

识别确定单元，具体还用于基于四个顶角的图像坐标确定光栅图像的二值掩码，其中，四个顶角确定的四边形区域内的掩码为1，四边形区域外的掩码为0；以及用于基于确定的遍历像素范围遍历像素，当某一像素对应的掩码为1且亮度大于阈值时，以某一像素为基准遍历所书某一像素左右以及上下位置处的像素，得到多个掩码为1且亮度大于阈值的像素。

可选地，该装置还包括：

第四确定模块，用于将球饼的实际坐标与显示器中的指引坐标进行比对确定游戏结果。

第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序配置用于：执行第一方面所示的球饼位置确定方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行第一方面所示的球饼位置确定方法。

本申请提供了一种球饼位置确定方法、装置、电子设备及可读存储介质，包括：获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。即基于通过四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系，然后根据光栅图像确定球饼的图像坐标，并结合确定的映射关系确定球饼的实际坐标，从而不需要在显示器周围安装感应红外，能够在不阻碍球饼在显示器屏幕四周移动的前提下，有效确定球饼的位置，且成本低、对主机性能要求低。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请的一种游戏机立体结构示例图；

图2为本申请的一种游戏机的侧视图；

图3为本申请的一种球饼经过显示器的示意图；

图4为本申请的弧形滑道的局部放大图；

图5为本申请又一游戏机的侧视图；

图6为本申请显示器显示指引位置的示例图；

图7为本申请的红外摄像头拍摄的图像示例图；

图8为人工确定光栅图像中显示器四个顶角的示例图；

图9为本申请球饼位置确定方法的流程示例图；

图10为本申请实施例球饼位置确定装置的结构示意图；

图11为本申请实施的电子识别的结构示意图。

图中标记说明：

1：滑道；101：第一滑道；102：第二滑道；2：滑道压块；3：滑道固定钣金；4：鼓风机；5：显示器；6：显示器钣金；7：游戏机本体；8：通气孔；9：红外摄像头；10：红外光栅发射器；11：处理器；12：球饼。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

下面根据附图对本申请的实施方式进行详细介绍：

实施例一

图1、图2、图4、图5示出了一种游戏机的结构示例图，如1、图2、图4、图5所示，游戏机本体7设置有：滑道1，显示器5、处理器11、球饼信息采集组件；

滑道1与显示器5衔接，滑道1与显示器5分别与水平面呈一定角度，从而在球饼被击打顺着滑道弹出到一定高度后，由于重力的作用，能够沿着滑道滑落，图2的箭头方向示出了球饼被击打后向上运动的示意图，图3示出了球饼向上运动到显示器上的示意图，以及运动到最高点后由于重力作用向下滑落的示意图；滑道1表面有若干通气孔8，通气孔8用于使得鼓风机产生的气流通过以减少球饼与滑道的摩擦力或使球饼悬浮，其中鼓风机可以设置于滑道下方，位于游戏机体内部，其中，可以根据具体应用场景，可以设置鼓风机的风力，控制球饼受到通气孔的气流而悬浮的高度；此外，游戏机本体7还设置有腔体组件，用于与滑道配合形成一腔体，从而提升鼓风机产生气流的密封性，使得产生的气流得到有效利用。

显示器5被配置为显示球饼12需经过的指引位置；示例性地，图6中方形框标记的位置即为指引位置，用于指引用户击打球饼，使球饼经过该位置，从而进行游戏。

处理器11被配置为基于球饼信息采集组件采集的球饼信息(即球饼经过显示器时的图像)确定球饼12的位置，并将球饼的位置与显示器显示的球饼需经过的指引位置进行比对。

其中，球饼信息采集装置可以是普通的摄像头，处理器可以对普通摄像头拍摄的球饼经过显示器的图像进行图像分析，从而确定球饼在显示器中的位置，然后将球饼在显示器中的位置与球饼需经过的指引位置进行比对，如果位置一样或在位置的偏差在一定阈值范围内，则说明对球饼完成了一次有效的击打，可以根据游戏的不同，分别制定相应的游戏规则。其中，球饼信息采集装置的位置可不做具体限定，只要其所在位置能够有效覆盖到显示器所在的区域即可。

此外，可选地，球饼信息采集组件也可以是配置有红外滤光片的红外摄像头、红外光栅发射器；红外摄像头被配置为与显示器呈50～90度夹角且与处理器电连接，从而能有效的拍摄到显示器所在的区域；红外光栅发射器位于显示器上方5～15mm，其产生的光束平行于显示器。配置有红外滤光片的红外摄像头能够有效过滤掉屏幕中显示图像的光所带来的的影响，避免通过普通摄像头拍摄的图像将显示器中显示的图像拍摄进来，进而避免显示器中显示的图像有与球饼相似的图像而影响对球饼的位置的分析；示例性地，配置有红外滤光片的红外摄像头配合光栅发射器拍摄到的球饼运动到显示器的图像如图7所示，需要说明的是，图7拍摄的是两个显示器的图像，左一显示器中对应有球饼经过(即图像中圆形光亮区域)，右一显示器中无球饼经过。

可选地，滑道1包括第一滑道101、弧形滑道102，第一滑道101通过弧形滑道102与显示器5衔接。可选地，第一滑道101与水平面呈3～6度的夹角，优选地，第一滑道101与水平面呈4度的夹角；显示器5与水平面呈40～65度的夹角。其中，弧形滑道的设计可以使得球饼平滑的向上运动经过显示器以及平滑的由显示器滑落至滑道。

可选地，弧形滑道的半径基于球饼的直径以及球饼受到通气孔通过的气流而悬浮的高度确定，弧形滑道半径的设计使得球饼受到击打后能平稳顺滑道而上以及能顺滑道而下。

可选地，球饼12为圆形球饼，球饼的直径为72mm～80mm，球饼的悬浮高度为2mm，弧形滑道的半径为350mm～437mm。示例性地，图4示出了球饼经过弧形滑道的示意图，可以根据球饼的大小、悬浮的高度设定弧形滑道的半径，避免球饼不能顺利的向上由滑道滑动到显示器或向下由显示器滑落到滑道。

可选地，游戏机本体还配置有滑道压块2、滑道固定钣金3用于固定滑道,显示器钣金6用于固定显示器。

可选地，处理器与显示器电连接，显示器用于接收处理器确定的球饼的位置并在显示器显示的游戏环境界面对应的位置处显示球饼的对应物(如虚拟的球饼)。

本申请提供了一种球饼位置确定方法，应用于上述游戏机，包括：

步骤s901，获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；其中，光栅图像可以是配置红外滤光片的红外摄像头与光栅发射器得到的，其中，光栅发射器位于屏幕的上方，具体地，位于显示器上方5～15mm出，其产生的光平行于显示器的屏幕，当打到球饼上是，会发生漫反射。其中，红外滤光片能够过滤808nm以下光源，安装于摄像头镜头前方，即摄像头只能接受该波长以上的光源，过滤掉由显示器或投影仪带入的的光。

步骤s902，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；

其中，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标可以是通过图像识别方法自动确定的，即通过相应的图像识别方法自动识别出显示器的四个顶角；也可以人工确定的，如图8所示红外摄像头拍摄到的光栅图像，其中，该光栅图像只能有两个显示器，其中左边显示器中有球饼，右边无球饼。可以通过人工观测的方法确定显示器的四个顶角(即1、2、3、4对应的方框)，其中该四个顶点对应有图像坐标，可以用相应的像素作为其坐标，以左边显示器的四个顶点坐标为例，其图像坐标分为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)。

步骤s903，基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；示例性地，显示器的四个顶角的实际坐标分别为(a1，b1)，(a2，b2)，(a3，b3)，(a4，b4)。

具体地，四点转正算法的变换式是:

a＝(ax+by+c)/(gx+hy+1)

b＝(dx+ey+f)/(gx+hy+1)

通过上面的式子就可以得到从(x,y)到(a,b)的变换了。这时要确定8个参数a--h。把上式变形就是：

ax+by+c-axg-ayh＝a

dx+ey+f-bxg-byh＝b

已经知道了四点到四点的对应关系，把它们(对应的各点的坐标)带入上面的式子就可以得到8个方程，通过该8个方程可以求解8个未知数(可以选用高斯列主消元法解)。先将点代入上方程：

转换成增广矩阵：

通过列主消元法，即可求解出a—h。最后，代入a-h到变换式中，即得到校正后的坐标点。

a＝(ax+by+c)/(gx+hy+1)

b＝(dx+ey+f)/(gx+hy+1)

其中，求解参数a—h后的上述公式，即为光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系。

步骤s904，基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。

具体地，将球饼的图像坐标带入上述公式，即可得到球饼的实际坐标。

可选地，识别确定光栅图像中球饼的图像坐标，包括：

基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域；

识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点；

基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，之前包括：

基于预定的球饼光斑的大小对确定的待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点进行筛选，得到筛选后的像素点；

基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标，包括：

基于筛选后的像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，包括：

基于历史光栅图像通过人工的方法确定显示器的四个顶角的图像坐标。

可选地，基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域，包括：

基于四个顶角的图像坐标确定遍历的最大行列值与最小行列值，并基于最大行列值与最小行列值确定遍历像素范围；基于最大行列值与最小行列值确定遍历像素范围从而能够减少的图像识别的范围，减少数据处理量。

识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点，包括：

基于四个顶角的图像坐标确定光栅图像的二值掩码，其中，四个顶角确定的四边形区域内的掩码为1，四边形区域外的掩码为0；

基于确定的遍历像素范围遍历像素，当某一像素对应的掩码为1且亮度大于阈值时，以某一像素为基准遍历所书某一像素左右以及上下位置处的像素，得到多个掩码为1且亮度大于阈值的像素。

其中，通过添加掩码的形式，当像素值的掩码值为零时，不检测像素的亮度值，当掩码值为1时，才检测像素的亮度值，从而能够在通过确定遍历像素范围减少数据处理量的基础上，能够进一步减少数据处理量，从而提升检测的速度。

可选地，该方法还包括：

将球饼的实际坐标与显示器中的指引坐标进行比对确定游戏结果。示例性地，如图6所示，将确定的球饼的位置(即实际坐标)与图中方形框标记的区域的位置进行比较，如果位置一致(相同或在预定的阈值范围内)，则说明球饼击中了该位置，完成了一次有效击打。

本申请提供了一种球饼位置确定方法，包括：获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。即基于通过四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系，然后根据光栅图像确定球饼的图像坐标，并结合确定的映射关系确定球饼的实际坐标，从而不需要在显示器周围安装感应红外，能够在不阻碍球饼在显示器屏幕四周移动的前提下，有效确定球饼的位置，且成本低、对主机性能要求低。

实施例二

本申请实施例提供了一种球饼位置确定装置20，该装置包括：

获取模块201，用于获取通过配置红外滤光片的红外摄像头拍摄的显示器上的球饼的光栅图像；

第一确定模块202，用于确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，以及识别确定光栅图像中球饼的图像坐标；

第二确定模块203，用于基于四点转正算法确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标与显示器的四个顶角的实际坐标的映射关系；

第三确定模块204，用于基于识别确定的光栅图像中球饼的图像坐标与确定的映射关系确定球饼的实际坐标。

可选地，第一确定模块包括：

第一确定单元，用于基于光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标确定待识别图像区域；

识别确定单元，用于识别确定待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点；

作为单元，用于基于确定的待识别区域中亮度值超过阈值的各个像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，第一确定模块还包括：

筛选单元，用于基于预定的球饼光斑的大小对确定的待识别图像区域中亮度值超过阈值的像素点进行筛选，得到筛选后的像素点；

作为单元，具体还用于基于筛选后的像素点的图像坐标值进行累加平均计算，将得到的累加平均计算值作为球饼的图像坐标。

可选地，确定光栅图像中显示器的四个顶角的图像坐标，包括：

基于历史光栅图像通过人工的装置确定显示器的四个顶角的图像坐标。

可选地，第一确定单元，具体还用于基于四个顶角的图像坐标确定遍历的最大行列值与最小行列值，并基于最大行列值与最小行列值确定遍历像素范围；

识别确定单元，具体还用于基于四个顶角的图像坐标确定光栅图像的二值掩码，其中，四个顶角确定的四边形区域内的掩码为1，四边形区域外的掩码为0；以及用于基于确定的遍历像素范围遍历像素，当某一像素对应的掩码为1且亮度大于阈值时，以某一像素为基准遍历所书某一像素左右以及上下位置处的像素，得到多个掩码为1且亮度大于阈值的像素。

可选地，该装置还包括：

第四确定模块，用于将球饼的实际坐标与显示器中的指引坐标进行比对确定游戏结果。

实施例三

本申请实施例提供了一种电子设备，如图11所示，图11所示的电子设备40包括：处理器401和存储器403。其中，处理器401和存储器403相连，如通过总线402相连。进一步地，电子设备40还可以包括收发器404。需要说明的是，实际应用中收发器404不限于一个，该电子设备40的结构并不构成对本申请实施例的限定。其中，处理器401应用于本申请实施例中，用于实现图10所示的模块的功能。收发器404包括接收机和发射机。

处理器401可以是cpu，通用处理器，dsp，asic，fpga或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器401也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。

总线402可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线402可以是pci总线或eisa总线等。总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器403可以是rom或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是eeprom、cd-rom或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器403用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器401来控制执行。处理器401用于执行存储器403中存储的应用程序代码，以实现图10所示实施例提供的装置的功能。

本申请实施例提供了一种电子设备适用于上述方法实施例，具体实现方式和技术效果，在此不再赘述。

实施例四

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中所示的球饼位置确定方法。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质适用于上述方法实施例，具体实现方式和技术效果，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。