巧板识别方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种巧板识别方法、装置及电子设备。

背景技术：

传统的巧板游戏，通常是给定一些图纸让儿童照着拼，或者让儿童自己随意拼接自己想象的图像，在拼接完成后查找给定的图纸中是否存在与拼接的图像相对应的图像以判断拼接出的想象的图像是否正确。上述两种巧板游戏会造成巧板拼接游戏过程简单且单调，在游戏过程中不能实现实时反馈，缺少游戏互动。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种巧板识别方法、装置及电子设备，有效解决在进行巧板游戏时，按照图纸拼接或自主拼接完成后需要查找图纸中是否存在对应的图像造成的趣味性差及实时互动性差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种巧板识别方法，用于识别颜色、形状不同的多个巧板，所述方法包括：

每间隔预设时长获取各所述巧板构成的图像；

识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色和形状；

判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配，得到判断结果。

可选的，在上述巧板识别方法中，识别构成获取的所述图像的各巧板的形状的步骤包括：

将获取的所述图像转化为六角锥体模型颜色空间图像；

获取所述六角锥体模型颜色空间图像中不同颜色的区域，得到多个不同颜色的图形及多个不同颜色的图形所构成的图像；

对各所述图形进行直线检测得到多个角点；

连接所述多个角点得到各所述图形的轮廓；

对各所述图形的轮廓进行形状检测得到与各所述图形对应的巧板形状。

可选的，在上述巧板识别方法中，识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色的步骤包括：

在各所述图形构成的图像中建立坐标系并获取所图形中的预设点的坐标信息；

根据所述图形中的预设点的坐标信息判断各所述图形之间的位置关系是否为相邻；

提取位置关系相邻的两个不同颜色的图形进行组合形成色彩图；

将所述色彩图转换至Lab颜色空间并获取a通道的颜色分量；

对所述a通道的颜色分量采用灰度算法进行二值化处理得到处理后的色彩图；

对所述处理后的色彩图进行形态腐蚀和膨胀处理得到精确色彩图并进行直线检测；

根据边角关系选取满足预设条件的多条直线得到多边形；

去除被多种颜色填充的区域得到被单种颜色填充的图形；

根据被单种颜色填充的图形得到与该图形对应的巧板颜色。

可选的，在上述巧板识别方法中，所述图形中的预设点为所述图形的角点。

可选的，在上述巧板识别方法中，所述预设信息为多种，每种预设信息包括各所述巧板对应图形的预设位置关系和预设颜色信息，所述判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配的步骤包括：

判断各所述巧板的相对位置关系是否与所述预设位置关系匹配，判断相应位置处的各所述巧板的颜色信息是否与预设颜色信息匹配。

可选的，在上述巧板识别方法中，所述方法还包括对各所述巧板构成的图像进行滤波，排除噪声干扰。

可选的，在上述巧板识别方法中，各所述巧板的形状为三角形、正方形或平行四边形。

本发明还提供一种巧板识别装置，用于识别颜色、形状不同的多个巧板，所述装置包括：

图像获取模块：用于每间隔预设时长获取各所述巧板构成的图像；

识别模块：用于识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色和形状；

判断模块：用于判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配，得到判断结果。

本发明还提供一种电子设备，包括：

对多个巧板构成的图像进行采集的图像采集装置；

存储有上述巧板识别装置的存储器；

进行数据处理的处理器；

进行显示信息的显示设备；

所述处理器与所述图像采集装置、存储器和显示设备分别连接。

可选的，在上述电子设备中，所述电子设备为无屏电视。

本发明提供一种巧板识别方法、装置及电子设备，通过每间隔预设时长获取各所述巧板构成的图像，识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色和形状，判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配，得到判断结果，有效解决在进行巧板游戏时，按照图纸拼接或自主拼接完成后需要查找图纸中是否存在对应的图像造成的趣味性差及实时互动性差的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的部分实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电子设备的方框示意图。

图2为本发明实施例提供的一种巧板识别方法的流程示意图。

图3为图2中步骤S140的子步骤示意图。

图4为图2中步骤S140的另一子步骤示意图。

图5为本发明实施例提供的一种巧板识别装置的模块框图。

图标：10-存储器；20-处理器；30-图像采集装置；40-显示设备；100-巧板识别装置；120-图像获取模块；140-识别模块；160-判断模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，是本发明实施例提供的一种电子设备的方框示意图，其包括：存储器10、处理器20、图像采集装置30和显示设备40，所述存储器10中存储有巧板识别装置100。

其中，所述存储器10可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器10用于存储程序，所述处理器20在接收到执行指令后，执行所述程序。

所述处理器20可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器20可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

所述巧板识别装置100设置于所述存储器10中，所述存储器10和处理器20之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。所述巧板识别装置100包括至少一个可以用软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器10中的软件功能模块，所述处理器20通过运行存储在存储器10内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的巧板识别装置100，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的巧板识别方法。

所述图像采集装置30可以是但不限于摄像头、射频识别器或扫描仪，只要能获取各所述巧板构成的图像即可。在本实施例中，所述图像采集装置30为摄像头。

所述显示设备40可以是但不限于电脑、电视、投影仪、无屏电视或手机等终端设备，只要能显示信息即可。可选的，在本实施例中，所述显示设备40为无屏电视。

所述处理器20与所述存储器10、图像采集装置30和显示设备40分别连接，实现数据交互。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，实现视频显示的电子设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请结合图2，本发明提供的一种巧板识别方法，该方法用于识别颜色、形状不同的多个巧板。所述方法包括步骤S120、步骤S140和步骤S160三个步骤。

步骤S120：每间隔预设时长获取各所述巧板构成的图像。

所述预设时长可以是任意的，可以是几毫秒、几秒钟，在此不做具体限定，根据实际需求进行设置即可。需要说明的是，在本实施例中，各所述巧板的颜色不同。各所述巧板的形状可以是平行四边形、长方形、正方形、三角形、六边形或圆形等，在此不做具体限定，根据实际需求进行选取即可。

步骤S140：识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色和形状。

通过识别构成获取的所述图像即可得到各巧板的形状和颜色及巧板在图像中的对应位置。

请结合图3所示，可选的，识别构成获取的所述图像的各巧板的形状的步骤包括步骤S141、步骤S142、步骤S143、步骤S144和步骤S145五个子步骤。

子步骤S141：将获取的所述图像转化为六角锥体模型颜色空间图像。

所述六角锥体模型空间图像由色调、饱和度和亮度三个参数构成的，获取的所述图像通常情况下为RGB颜色空间图像，RGB颜色空间图像是红、绿、蓝三种颜色不同分量的相加混合而成，通过将RGB颜色空间的图像转化为六角锥体模型空间图像使得各区域的颜色更直观从而直接对各颜色对应的区域直接进行划分。

子步骤S142：获取所述六角锥体模型颜色空间图像中不同颜色的区域，得到多个不同颜色的图形及多个不同颜色的图形所构成的图像。

子步骤S143：对各所述图形进行直线检测得到多个角点。

通过对所述图像进行直线检测得到与所述图形对应的多条直线，获取相邻两条直线相交得到的所述角点。

子步骤S144：连接所述多个角点得到各所述图形的轮廓。

在连接所述多个角点时，需确定各图形对应的角点，并确定各图形对应角点中的起始角点和结束角点，从起始角点至结束角点按顺时针顺序或逆时针顺序依次连接各角点得到各所述图形的轮廓，其中所述起始角点和结束角点为同一角点。

子步骤S145：对各所述图形的轮廓进行形状检测得到与各所述图形对应的巧板形状。

在本实施例中，可选的，所述巧板为七巧板也即所述巧板的数量为7个，各所述巧板的形状为三角形、平行四边形、菱形或正方形。各所述巧板的颜色不同。

请结合图4，可选的，识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色的步骤包括步骤S151-步骤S159九个子步骤。

子步骤S151：在各所述图形构成的图像中建立坐标系并获取所图形中的预设点的坐标信息。

所述预设点的数量可以是一个，也可以是多个。所述预设点的位置可以是所述图形中的任意位置的点，也可以是所述图形的角点。在本实施例中，所述预设点为所述图形的角点，所述预设点的数量与所述角点的数量相同。通过建立坐标系可以获取所述图形中的各预设点的相对坐标信息。

子步骤S152：根据所述图形中的预设点的坐标信息判断各所述图形之间的位置关系是否为相邻。

具体的，通过获取所述图形的角点，并根据角点的相对位置进行计算以获取角点对应的图形的相对位置关系，例如：可以根据不同图形中的角点的坐标得到向量并进行计算得到位置关系是否为相邻。

子步骤S153：提取位置关系相邻的两个不同颜色的图形进行组合形成色彩图。

子步骤S154：将所述色彩图转换至Lab颜色空间并获取a通道的颜色分量。

子步骤S155：对所述a通道的颜色分量采用灰度算法进行二值化处理得到处理后的色彩图。

子步骤S156：对所述处理后的色彩图进行形态腐蚀和膨胀处理得到精确色彩图并进行直线检测。在进行直线检测后得到多条直线。

子步骤S157：根据边角关系选取满足预设条件的多条直线得到多边形。

所述预设条件为满足边角关系的直线，例如：当各直线相交时构成的图形为三角形时，是否满足等边三角形或等腰直角三角形的边角关系；当构成的图形为四边形时，是否满足正方形或平行四边形或菱形的边角关系。

子步骤S158：去除被多种颜色填充的区域得到被单种颜色填充的图形。

子步骤S159：根据被单种颜色填充的图形得到与该图形对应的巧板颜色。

通过上述设置即可获取图像中各巧板的形状、颜色及各巧板的对应位置。

步骤S160：判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配，得到判断结果。

所述预设信息为多种，每种预设信息包括各所述巧板对应图形的预设位置关系和预设颜色信息，所述判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配的步骤包括：判断各所述巧板的相对位置关系是否与所述预设位置关系匹配，判断相应位置处的各所述巧板的颜色信息是否与预设颜色信息匹配。

具体的，本发明是这样实现的，在巧板构成的图像中检测到一个图形后，一、获取已检测图形对应的颜色和按时针顺序进行排列的角点后，与预设信息中的颜色信息及按时针顺序排列的角点信息进行映射。二、判断已检测图形的相邻巧板是否与映射图形的相邻巧板相对应，若对应则标记为已检测图形。三、重复步骤二直至巧板构成的图像的所有图形都检测完成，得到检测结果。

由于所述图像采集装置30在采集各所述巧板构成的图像过程中，存在很多不稳定的因素会影响到拍摄的图像，不稳定因素可以是光照环境如白天、晚上、强光或弱光等，还可以是周围摆设物件在各所述巧板构成的图像上的阴影或人影在该图像上的阴影等，这些因素会影响图像采集装置30采集到的各巧板构成的图像，因此在所述图像采集装置30采集到各所述巧板构成的图像后需要进行去噪处理。在本实施例中，可选的，所述巧板识别方法还包括步骤S130。

步骤S130：对各所述巧板构成的图像进行滤波，排除噪声干扰。

在本实施例中，对各所述巧板构成的图像进行去噪可以采用Gamma校正和直方图均衡化，Gamma校正是对输入图像进行颜色空间的标准化，以调节图像的对比度，降低图像局部的阴影和光照变化所造成的影响，同时可以抑制噪音的干扰。直方图均衡化是对图像中像素个数多的灰度级进行展宽，对图像中像素个数少的灰度级进行压缩，从而扩展像原取值的动态范围，提高对比度和增加灰度的变化阶层，使图像更加清晰。通过使用上述两种方法对图像进行处理，使得各所述巧板构成的图像的质量更好。

在上述方法基础上，进行巧板游戏时，显示设备40可以显示不同难易程度的巧板图案，例如：容易、中等和难三个游戏层级中任意一个层级的任意巧板图案。进行容易层级时所述显示设备40显示出每个巧板的颜色、形状、位置。进行中等层级时所述显示设备40显示了部分区域的形状。进行难层级时所述显示设备40只显示整个图案的形状，对每个板子的颜色和形状都做了屏蔽。此外在进行巧板游戏时，显示设备40还可以不进行任何显示，用户可根据想象进行拼接。在用户进行巧板游戏拼接过程中，所述图像采集装置30每间隔预设时长会采集各巧板拼接构成的图像，所述处理器20接收各所述巧板构成的图像并进行识别和判断。如果摆放的各巧板构成的图像已经符合预设信息中的巧板图案的局部区域的结构，处理器20控制显示设备40显示游戏界面并在相应摆放正确的区域闪烁提示。当检测所有巧板构成的图像已经正确完全摆放好时，处理器20控制显示设备40提示整个游戏结束，从而实现实时互动。

通过上述设置使得用户在进行巧板游戏时，能够体验到游戏程中实时互动的乐趣和难度不同带来的思维锻炼，从而有效提升巧板游戏的趣味性，引导用户发挥想象力。

如图5所示，图5是本发明提供的一种巧板识别装置100的模块框图，所述巧板识别装置100包括图像获取模块120、识别模块140和判断模块160。

所述图像获取模块120用于每间隔预设时长获取各所述巧板构成的图像。关于所述图像获取模块120的详细描述具体可参考本发明实施例对图2中所示的步骤S120的描述。也即，所述图像获取模块120的实现原理与所述步骤S120类似，在此不作更多说明。

识别模块140用于识别构成获取的所述图像的各巧板的颜色和形状。关于所述识别模块140的详细描述具体可参考本发明实施例对图2中所示的步骤S140的描述。也即，所述识别模块140的实现原理与所述步骤S140类似，在此不作更多说明。

判断模块160用于判断识别出的各颜色和形状的巧板所构成的所述图像是否与预设信息匹配，得到判断结果。关于所述判断模块160的详细描述具体可参考本发明实施例对图2中所示的步骤S160的描述。也即，所述判断模块160的实现原理与所述步骤S160类似，在此不作更多说明。

综上，本发明提供的一种巧板识别方法、装置及电子设备，用于识别颜色、形状不同的多个巧板。电子设备通过设置存储器10、处理器20、图像采集装置30及显示设备40，存储器10中存储有巧板识别装置100，所述巧板识别装置100通过设置图像获取模块120、识别模块140和判断模块160使得用户在进行巧板游戏时，能够实现实时互动，进行难易程度不同巧板游戏激发用户想象力，有效增强用户的体验感。

应当理解到，所揭露的方法、装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。