待岗协议-卞和泣玉

毕业设计开题报告
电子信息工程
基于围棋盘照相的棋子自动识别
一、选题的背景、意义

目前的围棋比赛中，计时和记谱主要靠人工完成，存在工作量 大，误差大，
易出错等问题。针对这些问题市场上也出现了一些全自动围棋计时记谱的工具。
大 多数是利用摄像机的畸形校正和模板匹配技术。摄像机的畸形校正是确定空间
物体表面某点的三维几何位 置与其在图像中对应点之间的相互关系，畸形校正的
参数一般须通过较复杂的实验和计算才能得到，不适 合于嵌入式系统等计算能力
有限环境下的实时图像处理。模板匹配技术中计算相关性的算法更是需要大量 的
计算，也不能满足嵌入式系统环境下的实时处理要求。因此本设计的目的即为提
供一种简洁准 确高效的算法，能够对围棋比赛中摄像头采集的棋谱图像进行实时
处理。
图像处理(image processing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果
的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄
像机、扫描仪等设备经过 采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素
称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理 技术的主要内容包括图像压缩，
增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。
常见的处理有图像 数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图
像分析等。虽然某些处理也可以用光学方法或模 拟技术实现,但它们远不及数字
图像处理那样灵活和方便,因而数字图像处理成为图像处理的主要方面。
设计的目的：
通过摄取棋盘图像，经过PC机上数字图像处理能实现棋子自动识别，判断
输赢。
设计的意义：
数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一< br>定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学
科大约形成于20 世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，

它以人为对象 ，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图
像，输出的是改善质量后的图像，常用 的图像处理方法有图像增强、复原、编码、
压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（J PL）。他们对航天
探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几< br>何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的
影响，由计算机成 功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。随后又对探测
飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图 像处理，以致获得了月球的地形图、
彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚 实的基础，
也推动了数字图像处理这门学科的诞生。在以后的 数字图像处理技术宇航空间
技 术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理技术都发挥了巨大的
作用。与此同时，图像处理 技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开
拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工 程、工业检测、机器人视觉、
公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远 大的
新型学科。
数字图像处理的发展：
数字图像处理最早的应用之一是在报纸业， 当时，图像第一次通过海底电缆
从伦敦传往纽约。早在20世纪20年代曾引入Btutlane电缆图 片传输系统，把
横跨大西洋传送一幅图片所需的时间从一个多星期减少到3个小时。为了用电缆
传输图片，首先要进行编码，然后在接收端用特殊的打印设备重构该图片。
这些早期数字图像视觉质量 的改进工作，涉及到打印过程的选择和亮度等级
的分布等问题。到1921年底就被彻底淘汰了，转而支 持一种基于光学还原的技
术，该技术在电报接收端用穿孔纸带打出图片。，数字图像处理的历史与数字计
算机的发展密切相关。事实上，数字图像要求非常大的存储和计算能力，因此数
字图像处理领域 的发展必须依靠数字计算机及数据存储、显示和传输等相关技术
的发展。
伴随着这些技术进步 ，大规模的存储和显示系统也随之发展起来。这两者均
是数字图像处理的基础。 第一台可以执行有意义的图像处理任务的大型计算机

出现在20世纪60年代 早期。数字图像处理技术的诞生可追溯至这一时期这些机
器的使用和空间项目的开发，这两大发展把人们 的注意力集中到数字图像处理的
潜能上。利用计算机技术改善空间探测器发回的图像的工作，始于196 4年美国
加利福尼亚的喷气推进实验室。当时由“旅行者7号”卫星传送的月球图像由一
台计算 机进行了处理，以校正航天器上电视摄像机中各种类型的图像畸变。
数字图像处理的特点:
1、精度高
不管是对4bit还是8bit和其他比特图像的处理，对计算机程序来说几乎是
一样的。即使处理图像变大，只需改变数组的参数，而处理方法不变。所以从原
理上不管处理多 高精度的图像都是可能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提
高一个数量级，就必须对处理装置进行大 幅度改进。
2、再现性好
不管是什么图像，它们均用数组或集合表示。将它们输入到计算机 内，用计
算机容易处理的方式表示。在传送和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这
样数据 就不会丢失或遭破坏，保持了完好的再现性。而在模拟图像处理中，就会
因为各种干扰及设备故障而无法 保持图像的再现性。
3、通用性、灵活性高
不管是可视图像还是X线照片、红外线热成像、 超声波图像等不可见光成像，
尽管这些图像成像体系中的设备规模和精度各不相同，但当把图像信号直接 进行
AD变换，或记录成照片再数字化，对于计算机来说都能用二维数组表示，不管
什么样的图 像都可以用同样的方法进行处理，这就是计算机处理的通用性。另外，
对处理程序自由加以改变，可进行 各种各样的处理。如上下滚动、漫游、拼图、
合成、变换、放大、缩小和各种逻辑运算等，所以灵活性很 高。
自动识别技术的背景与趋势:
自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的 综合性科学技术，
它是信息数据自动识读、 自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动
识别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术 。
在我们的现实生活中，各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的

数据 ，这些数据包括人的、物质的、财务的，也包括采购的、生产的和销售的，
这些数据的采集与分析对于我 们的生产或者生活决策来讲是十分重要的。如果没
有这些实际工况的数据支援，生产和决策就将成为一句 空话，将缺乏现实基础。
在计算机信息处理系统中，数据的采集是信息系统的基础，这些数据通过数< br>据系统的分析和过滤，最终成为影响我们决策的信息。
在信息系统早期，相当部分数据的处理都 是通过人工手工录入，这样，不仅
数据量十分庞大，劳动强度大，而且数据误码率较高，也失去了实时的 意义。为
了解决这些问题，人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术，将人们从繁沉
的重复 的但又十分不精确的手工劳动中解放出来，提高了系统信息的实时性和准
确性，从而为生产的实时调整， 财务的及时总结以及决策的正确制定提供正确的
参考依据
自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括
条码技术、磁条磁卡技术、 IC卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及
视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技 术 为一体的高新技术学科。
在信息系统早期，相当部分数据的处理都是通过人工手工录入，这样，不 仅
数据量十分庞大，劳动强度大 ，而且数据误码率较高，也失去了实时的意义。
为了解决这些 问题，人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术，将人们从繁
沉的重复的但又十分不精确的手工劳动 中解放出来，提高了系统信息的实时性和
准 确性，从而为生产的实时调整，财务的及时总结以及决策的正确制定提供正
确的参考依据。
二、相关研究的最新成果及动态
从20世纪印年代至今，图像处理领域已得到了生机勃勃的 发展。除了医学
和空间项目的应用外，数字图像处理技术现在已应用在了更广泛的范围。计算机
程序用于增强对比度或将亮度编码为彩色，以便于解释X射线和用于工业、医学
及生物科学等领域的其他 图像。地理学用相同或相似的技术从航空和卫星图像中
研究污染模式。图像增强和复原过程用于处理不可 修复物体的已损图像或者造价
昂贵不可复制的实验结果。在考古学领域，使用图像处理方法已成功地复原 了模
糊的图片，这些图片是丢失或损坏的稀有物品惟一现存的记录。在物理学和相关
领域，计算 机技术通常增强如高能等离子和电子显微镜方法等领域的实验图像。

图像处理技术也成功地应用在天文学、生物学、核医学、法律实施、国防及工业
领域中。 随着我国信息化建设和国际化发展进程的加快，自动识别技术已广泛应用于
零售、物流运输、邮政通 讯、电子政务、工业制造、交通运输等各个领域，在我
国国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。 < br>2010军事自动识别技术论坛暨交流展上根据国防各行业的采购和项目需
求，参展企业集中在R FID电子标签、条形码、数据采集、软件开发、网络监控、
数字安防、基于智能行为的监控系统、周界 报警、门禁系统、生物特征识别、屏
幕拼接、虚拟仿真、通信指挥、视频传输、GISGPS、环境温湿 度控制、智能抄
表、红外技术应用、传感技术、无线网络、信息安全等应用领域。会展期间，组
委会还将安排项目需求发布交流会、赴企业参观、企业产品新闻发布会等丰富的
活动
三、课题的研究内容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预
期达到的目标
3.1研究内容
设计一个自动判输赢软件可解决裁判工作量大、主观性、误判、效率低等问< br>题，采用将棋盘照相、计算机自动识别可解决上述问题。该控制系统具有棋盘
照片识别，确定逻辑 上棋子在棋盘位置的功能
3.2研究方法

项目实现需要掌握和熟悉单片机、摄像头、显示器、LED和相关芯片的
工作原理和实现方法。
（1）单片机应用能力
熟悉51系列单片机的硬件结构，指令系统，中断系统，定时器计数器 ，扩
展存储器的设计，IO接口设计及其与LED。
（2）摄像头
通过摄像头摄取图片，经过处理器讲图片像素分为黑白进行取模。
（3）显示器