创建棋盘掩码以检查棋盘上方格的状态答案

【问题标题】：Creating a chessboard mask to check the status of the squares on a chessboard创建棋盘掩码以检查棋盘上方格的状态
【发布时间】：2015-06-28 02:29:56
【问题描述】：

我想从棋盘中提取方格，并根据它们的坐标标记每个方格，即 a1、a2、... h8。我的目标是创建一个“掩码”来检查每个方块是否存在一块。我目前正在使用 Emgu CV 在 C# 中编写一个程序来执行此操作。

用于测试的图片可以在here找到。

由于没有计算机视觉方面的经验，我只遵循以基本思想为指导的简单代码示例。我的第一个线索是tutorial，它告诉我如何制作一个简单的形状检测器。虽然测试图像比示例图像更复杂，但它不是很准确。

不准确的正方形检测（图像略有不同）

结果有两个问题：1）并非所有的方块都被检测为方块； 2) 创建了 91 个框（而不是 64 个）来可视化检测到的正方形。

为了解决问题 #1，我使用了具有膨胀和中值平滑的二进制阈值来进一步“简化”图像，结果要好得多但不完整（由于噪声）：

在应用二元阈值、膨胀、中值平滑和腐蚀后

对正方形进行可视化和计数

由于我不知道的原因，似乎多次检测到同一个方块（即问题 #2），我不知道如何解决这个问题。我最初的想法是一旦检测到每个方块就给它们一个标签，但现在似乎不切实际。

问题

我可以使用哪些方法来消除方块 b3 和 g6 上的滤波后噪声？
我可以使用哪些方法来正确地按行顺序对正方形进行计数和排序？
假设我设法标记了每个正方形，那么我如何“保存”正方形的区域以重新用作新帧的蒙版？拥有 64 个独特的掩码在计算上是否昂贵？
如何最大化方块的检测率？

【问题讨论】：

你做了很多好事！您是否考虑过备份并简化问题？您基本上已经创建了一个算法，可以计算任意 n 个任意颜色的正方形。一个更简单的问题是检测“棋盘”，例如一个 8x8 的交替模式网格。
@AdamFinley 我应该如何检测交替模式的网格？我与一些工程专业的学生交谈，一个建议是从左到右检测像素的强度，其中陡峭的值表示不同正方形的边缘。我现在的问题是我有想法，但我不知道如何实施。
您的问题不清楚您是否将始终将算法应用于相同的棋盘（即相同的视点、比例等），或者您是否正在考虑一般情况。如果是这种情况，您是否考虑过使用固定网格而不是检测正方形？在我看来，这将大大简化问题，并将您的工作减少到检测棋盘的一个角以定位网格，然后将每个正方形内的图像（可以裁剪）提供给棋子检测算法。我曾经在类似的情况下使用过这种方法，效果很好。
@edu_ 我正在考虑一般情况，例如安装在可调节夹具上的朝下摄像头。就我而言，我可以通过调整处理函数的参数来校准程序，直到检测到所有方块。感谢您对使用固定网格的建议，我将尝试实现它。对于固定网格方法，您是否必须处理任何失真校正？
@Dennis，正如您在我的回答中看到的那样（也可以作为您实施的起点），前几个蓝色方块（从左上角算起）几乎与棋盘方格，但是当我们向右下角移动时，这不会发生，这表明要么存在失真，要么棋盘方格的大小不同（或两者都相同）。我没有处理过这些情况，但强烈建议您纠正解决方案中的失真。

标签： opencv image-processing computer-vision emgucv

【解决方案1】：

关于我在原始问题中的评论，我实现了一些可以作为固定网格构造示例的东西：

#define SQUARE_SIZE 131
#define OFFSET_X 75
#define OFFSET_Y 75
#define NUM_SQUARES_X 8
#define NUM_SQUARES_Y 8

using namespace std;
using namespace cv;

int main(){

    // Directory settings
    const string pathToData = "../data/";

    vector<string> filenames = std::vector<string>();

    // Load filenames
    glob(pathToData, filenames, false);

    if(filenames.size() <= 0){
        cout << "no images were found..." << endl;
        return -1;
    }


    Mat chessboard = imread(pathToData+"chessboard.jpg", IMREAD_UNCHANGED);

    for (int i=0;i<NUM_SQUARES_X;i++){
        for (int j=0;j<NUM_SQUARES_Y;j++){

            int startX = OFFSET_X + SQUARE_SIZE*i;
            int startY = OFFSET_Y + SQUARE_SIZE*j;
            int endX = startX + SQUARE_SIZE;
            int endY = startY + SQUARE_SIZE;

            rectangle(chessboard, Point(startX,startY), Point(endX,endY), Scalar(255,0,0), 3, 8, 0);
        }
    }

    namedWindow("chessboard", WINDOW_NORMAL);
    imshow("chessboard", chessboard);  

    cv::waitKey(0); 

    return 0;
}

上述代码的输出如下图所示：

当然，您必须微调参数（偏移和方形尺寸），因为我没有花太多时间。

【讨论】：