способ распознавания одно- и двухзначных чисел на игровом колесе рулетки и автокалибрующееся оптико-электронное устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ распознавания одно- и двухзначных чисел на игровом колесе рулетки, заключающийся в том, что изображение, полученное с видеосистемы, преобразуют в двумерный массив, элементами которого являются значения цвета пикселей изображения, приведенных к градациям серого, отличающийся тем, что видеокамеру размещают так, что в область видимости попадает сектор рулетки, содержащий не менее трех номеров, но более половины игрового колеса, производят поиск зоны, содержащей изображение ячейки сепаратора, а также зоны, содержащей изображение номера сектора, данные операции выполняют при анализе кадра на предмет наличия обода, разделяющего ячейку сепаратора и соответствующий номер сектора, вертикальную границу определяют нахождением границ ячейки сепаратора, после получения массива производят калибровку видеосистемы посредством применения анализа изображения на предмет вхождения всех необходимых для точной идентификации игровой ситуации зон рулетки, калибровку видеосистемы осуществляют путем изменения угла по двум перпендикулярным осям с шагом в 5°, и поиска необходимых областей рулетки в каждом положении, калибровку завершают, когда в трех смежных положениях зафиксированы указанные зоны, после того как процедура калибровки видеосистемы окончательно завершена, выделяют базовые зоны: зона, в которой на рулетке присутствует остановившийся шарик; зона, в которой выделяются цифры номера сектора, затем на каждом кадре, поступившем с видеосистемы, производят поиск шарика посредством анализа соответствующей зоны на предмет наличия в белой области соответствующего размера, размер шарика определяют относительно размера ячейки сепаратора, при обнаружении шарика выделяют в соответствующей зоне цифры номера сектора и выполняют распознавание, распознавание производят, пока шарик не покинет зону видимости, номер считают распознанным, когда он идентифицирован в большинстве кадров одинаково, при возникновении неоднозначности, связанной с искажением и поворотом решение принимают по мажоритарному принципу.

2. Автокалибрующееся устройство для распознавания одно-, двухзначных чисел на игровом колесе рулетки, включающее видеосистему, отличающееся тем, что содержит блок калибровки, блок выделения зон шарика и номера, блок обнаружения шарика, блок выделения номера, блок распознавания цифр, блок вывода выигрышного номера, причем выход видеосистемы соединен с первым входом блока калибровки, первый выход блока калибровки подключен ко входу видеосистемы, второй выход блока калибровки соединен с первым входом блока выделения зон шарика и номера, первый выход блока выделения зон шарика и номера подключен ко второму входу блока калибровки, второй выход блока выделения зон шарика и номера соединен с первым входом блока обнаружения шарика, третий выход блока выделения зон шарика и номера подключен к первому входу блока выделения номера, первый выход блока обнаружения шарика соединен со вторым входом блока выделения зон шарика и номера, второй выход блока обнаружения шарика подключен ко второму входу блока выделения номера, третий выход блока обнаружения шарика подключен к первому входу блока вывода выигрышного номера, первый выход блока выделения номера соединен с третьим входом блока выделения зон шарика и номера, второй выход блока выделения номера подключен ко входу блока распознавания цифр, выход блока распознавания цифр соединен со вторым входом блока вывода выигрышного номера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для распознавания выигрышного номера сектора игрового колеса рулетки.

Известен способ автоматического определения выигрышного номера при игре в рулетку (патент РФ 2261747, опубликованный 10.10.2005, по заявке 2003136186/12 от 20.05.2005), заключающийся в том, что цветную видеокамеру направляют на колесо рулетки, сигнал от видеокамеры с видеоданными о колесе рулетки, включающими область кольца ячеек, разделенный на четные и нечетные полукадры, преобразуют в цифровую форму, передают в устройство обработки, анализируют для определения выигрышного номера и индицируют результат. При анализе сигнала от видеокамеры идентифицируют область кольца ячеек сепаратора, определяют угловое положение колеса рулетки и накапливают вероятности нахождения шарика в ячейке сепаратора для каждой ячейки сепаратора, делают вывод о номере, в котором находится шарик, анализируя накопленные вероятности. Видеоданные о колесе рулетки дополнительно включают область номера, а при анализе сигнала от видеокамеры дополнительно идентифицируют область кольца номеров.

Недостатком способа является низкая точность распознавания игровых номеров и низкая надежность устройства, реализующего способ, вызванные зависимостью точности распознавания от положения камеры и нестабильностью работы (распознавания) при случайных смещениях камеры.

Известно устройство определения выигрышного номера игрового колеса (патент США 6616530, опубл. 09.09.2003), содержащее видеокамеру для получения изображения колеса рулетки, охватывающего минимум одну ячейку и соответствующий номер сектора. Видеоданные представляются как массив точек. Наличие шарика определяется по наличию точек характерного цвета в массиве.

Недостатком устройства является низкая точность распознавания игровых номеров, вызванная зависимостью точности распознавания от положения камеры и нестабильностью работы (распознавания) при случайных смещениях камеры.

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического определения выигрышной комбинации при игре в рулетку (патент РФ 2277005, опубл. 27.05.2006, по заявке 2004129932/09 от 12.10.2004), заключающийся в том, что кольцо ячеек сепаратора рулетки освещают модулированным световым сигналом, освещают световым сигналом кодовый диск, размещенный соосно под колесом рулетки, жестко связанный с ним и содержащий информацию о расположении номеров и цвете ячеек на кольце сепаратора, избыточную по отношению к числу ячеек сепаратора, принимают световые сигналы, отраженные от кольца ячеек сепаратора, шарика рулетки и кодового диска, преобразуют их в электронные сигналы; электрический сигнал, полученный из светового сигнала, отраженного от шарика, сравнивают с текущим пороговым уровнем и приводят к логическому уровню, соответствующему нулю и единице, полученные сигналы обрабатывают путем их накопления с использованием избыточности информации о кодовом диске и анализируют сигналы, отраженные от упомянутого шарика, с электрическими сигналами, полученными из световых сигналов, отраженных от кодового диска, для определения номера и цвета ячейки сепаратора, в которой находится шарик.

Недостатком способа является необходимость использования дополнительных аппаратных средств, модифицирующих игровое колесо (кодовый диск) и создающих специальные условия освещенности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство автоматического определения выигрышной комбинации при игре в рулетку (патент РФ 2277005, опубликованный 27.05.2006, по заявке 2004129932/09 от 12.10.2004), включающее кодовый диск, размещенный под колесом рулетки соосно с ним и содержащий информацию о положении номеров и цвете ячеек на кольце сепаратора, генератор импульсов, не менее одного источника модулированного цветового сигнала, ориентированного на кодовый диск, группу из первого и второго приемников отраженного от кодового диска цветового сигнала, группу из блоков формирования электрического сигнала с заданными логическими уровнями, блок обработки информации.

Недостатками устройства являются необходимость применения для распознавания выигрышного номера дополнительных технических средств: кодового диска, генератора импульсов, источника модулированного света, приемников отраженного от кодового диска цветового сигнала; а также необходимость ручной калибровки датчиков.

Технической задачей является повышение точности распознавания выигрышного номера без применения модификаций колеса, распознавание производится только за счет изображения полученного с видеосистемы.

Задача решается тем, что в способ автоматического определения выигрышной комбинации при игре в рулетку, включающий получение изображения с видеосистемы, его преобразование в двумерный массив, элементами которого являются значения цвета пикселей изображения, приведенных к градациям серого, введены предварительная калибровка положения видеосистемы, видеосистему размещают так, что в область видимости попадает сектор рулетки, содержащий не менее трех номеров, но более половины игрового колеса, поиск зоны, содержащей изображение ячейки сепаратора, а также зоны, содержащей изображение номера сектора, поиск области изображения с шариком, выделение в соответствующей шарику зоне номера сектора и выполнение распознавания.

Техническая задача решается тем, что в устройство автоматического определения выигрышной комбинации при игре в рулетку, включающее видеосистему, введены блок калибровки, блок выделения зон шарика и номера, блок обнаружения шарика, блок выделения номера, блок распознавания цифр, блок вывода выигрышного номера, причем выход видеосистемы соединен со входом блока калибровки, выход блока калибровки 1 подключен к входу видеосистемы, выход блока калибровки 2 соединен со входом 1 блока выделения зон шарика и номера, выход 1 блока выделения зон шарика и номера соединен со входом 1 блока калибровки, выход 2 блока выделения зон шарика и номера подключен ко входу 1 блока обнаружения шарика, выход 3 блока выделения зон шарика и номера соединен со входом 1 блока выделения номера, выход 1 блока обнаружения шарика подключен ко входу 2 блока выделения зон шарика и номера, выход 2 блока обнаружения шарика соединен со входом 2 блока выделения номера, выход 3 блока обнаружения шарика соединен со входом 1 блока вывода выигрышного номера, выход 1 блока выделения номера подключен ко входу 3 блока выделения зон шарика и номера, выход 2 блока выделения номера соединен со входом блока распознавания цифр, выход блока распознавания цифр соединен со входом 2 блока вывода выигрышного номера.

Изобретение может быть использовано для распознавания изображений цифр на поверхности объекта, движущегося по определенной траектории, и соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена структурная схема устройства.

Способ распознавания одно-, двузначных чисел на игровом колесе рулетки заключается в том, что получают изображения с видеосистемы, производят его преобразование в двумерный массив, элементами которого являются значения цвета пикселей изображения, приведенных к градациям серого, поиск зоны, содержащей изображение ячейки сепаратора, а также зоны, содержащей изображение номера сектора. Данные операции выполняют за счет анализа кадра на предмет наличия обода, разделяющего ячейку сепаратора и соответствующий номер сектора, вертикальную границу определяют нахождением границ ячейки сепаратора. После получения массива производят калибровку видеосистемы посредством анализа изображения на предмет вхождения всех необходимых для точной идентификации игровой ситуации зон рулетки. Калибровку видеосистемы осуществляют путем изменения угла по двум перпендикулярным осям с шагом в 5 градусов и поиска необходимых областей рулетки в каждом положении. Калибровку завершают, когда в трех смежных положениях зафиксированы указанные зоны. После того, как процедура калибровки видеосистемы окончательно завершена, выделяют базовые зоны: зона, в которой на рулетке присутствует остановившийся шарик; зона, в которой выделяются цифры номера сектора. Затем на каждом кадре, поступившем с видеосистемы, производят поиск шарика посредством анализа соответствующей зоны на предмет наличия в белой области соответствующего размера. Размер шарика определяют относительно размера ячейки сепаратора. При обнаружении шарика выделяют в соответствующей зоне цифры номера сектора и выполняют распознавание. Распознавание производят, пока шарик не покинет зону видимости. Номер считают распознанным, когда он идентифицирован в большинстве кадров одинаково. При возникновении неоднозначности, связанной с искажением и поворотом решение принимают по мажоритарному принципу.

Автокалибрующееся устройство для распознавания одно-, двузначных чисел на игровом колесе рулетки содержит видеосистему 1, блок калибровки 2, блок выделения зон шарика и номера 4, блок обнаружения шарика 7, блок выделения номера 5, блок распознавания цифр 6, блок вывода выигрышного номера 3, причем с выход видеосистемы 1 соединен с первым входом блока калибровки 2, первый выход блока калибровки 2 подключен ко входу видеосистемы 1, второй выход блока калибровки 2 соединен с первым входом блока выделения зон шарика и номера 4, первый выход блока выделения зон шарика и номера 4 подключен ко второму входу блока калибровки 2, второй выход блока выделения зон шарика и номера 4 соединен с первым входом блока обнаружения шарика 7, третий выход блока выделения зон шарика и номера 4 подключен к первому входу блока выделения номера 5, первый выход блока обнаружения шарика 7 соединен со вторым входом блока выделения зон шарика и номера 4, второй выход блока обнаружения шарика 7 подключен ко второму входу блока выделения номера 5, третий выход блока обнаружения шарика 7 подключен к первому входу блока вывода выигрышного номера 3, первый выход блока выделения номера 5 соединен с третьим входом блока выделения зон шарика и номера 4, второй выход блока выделения номера 5 подключен ко входу блока распознавания цифр 6, выход блока распознавания цифр 6 соединен со вторым входом блока вывода выигрышного номера 3.

Устройство работает следующим образом. Видеосистема 1 получает сигнал и преобразует его в матрицу заданной размерности, элементами которой является значение пикселей в градациях серого, с выхода видеосистемы 1 данные подаются на первый вход блока калибровки 2, со второго выхода блока калибровки 2 данные подаются на первый вход блока выделения зон шарика и номера 4, где производится выделение зон, характерных для номера рулетки и для ячейки, в которой может находиться шарик, если этих зон не обнаружено, с первого выхода блока выделения зон шарика и номера 4 сигнал поступает на второй вход блока калибровки 2, который корректирует положение видеосистемы 1 до того момента, пока все вышеуказанные зоны не будут обнаружены, с первого выхода блока калибровки 2 сигнал о необходимости получения нового кадра поступает на вход видеосистемы 1.

После того, как выполнена калибровка, включается режим поиска выигрыша. Со второго выхода блока выделения зон шарика и номера 4 данные подаются на первый вход блока обнаружения шарика 7, который анализирует каждый кадр, полученный видеосистемой, при обнаружении шарика, с первого выхода блока обнаружения шарика 7 сигнал подается на второй вход блока выделения зон шарика и номера 4, со второго выхода блока обнаружения шарика 7 сигнал подается на второй вход блока выделения номера 5, по этому сигналу с третьего выхода блока выделения зон шарика и номера 4 данные подаются на первый вход блока выделения номера 5, который выделяет из текущего кадра область выигрышного номера и со второго выхода подает часть кадра, содержащую цифру на вход блока распознавания цифр 6, который распознает текущую цифру и подает текущую цифру и с выхода блока распознавания цифр 6 данные подаются на второй вход блока вывода выигрышного номера 3. В случае успешного выделения номера с первого выхода блока выделения номера 5 сигнал подается на третий вход блока выделения зон шарика и номера 4. Шарик проходит область видимости за несколько кадров, распознавание производится в каждом из них. Блок вывода выигрышного номера 3 содержит стек, который накапливает все полученные значения и после того, как шарик покинул область видимости видеосистемы 1, выводит тот номер, который доминирует в стеке. С третьего выхода блока обнаружения шарика 7 сигнал поступает на первый вход блока вывода выигрышного номера 3, по этому сигналу начинает работать вывод непосредственно стек блока вывода выигрышного номера.

В качестве видеосистемы может быть использована цифровая видеокамера. Блок калибровки предназначен для изменения положения видеокамеры в пространстве относительно эталонного объекта путем механического воздействия на нее. Может быть построен на базе сервомоторов постоянного тока с инкрементными оптическими шифраторами, применяемыми в манипуляторе ПУМА/VS-100 («Техническое зрение роботов». /Под ред. А.Пью. Пер. с англ. Д.Ф.Миронова./ Под. ред. Г.П.Катыса. - М.: Машиностроение, 1987. - 380 с.: ил.). Остальные блоки устройства могут быть реализованы на базе однокристальной микроЭВМ, либо совокупности контроллеров и RISK процессора.

Изобретение позволяет повысить точность распознавания выигрышного номера без использования дополнительных средств, модифицирующих игровое колесо рулетки, за счет автоматической калибровки видеосистемы, а также применением многократного распознавания изображения номера.