JP3096620B2 - 棋譜記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は将棋の対局をその開
始から終了までリアルタイムに且つ一手毎に自動的に記
録する棋譜記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から囲碁の碁石を認識する方法とし
て、碁盤の画像をＴＶカメラ等の撮像手段を用いて取り
込み、二値化処理やパターンマッチング等の一般的な画
像処理の手法を用いて認識する方法が採用され、これを
用いた遠隔者同士の通信による囲碁対局装置が特開平４
−３０７０７７号公報や特開平５−２３７２１３号公報
等によって提案されている。

【０００３】斯かる囲碁の場合、碁石は形状がどの碁石
についてもほぼ同じであり、色彩も白黒の２色であり、
しかも碁石は碁盤上を移動することはなく打たれるかあ
るいは相手に取られるかのどちらかであって碁盤上の罫
線のある交点にあるかないかの判別だけで済む為、比較
的処理が容易である。従ってこれまで種々の提案がされ
てきた。

【０００４】ところが将棋の場合は、各駒の表裏に描か
れた文字、大きさ及び移動を考慮しなければならないた
め、碁石の認識方法をそのまま適用することができず、
これまで将棋盤上の駒の認識に関する提案はされていな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は斯かる点に鑑
み、将棋盤上の駒の認識を高速で且つ精度良く行え、そ
れによって対局の記録を自動的に行うことのできる棋譜
記録装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】先ず、複数の種類の駒を
高速で認識するため、従来の二値化処理やパターンマッ
チング等の画像処理による認識手法に加えて、将棋のル
ールを活用し、事前に駒の移動状態によって駒の種類の
候補を狭め、少ない候補の中から画像処理によって駒の
種類を確定する。

【０００７】この場合移動状態によっては、桂馬、角
行、飛車、香車のようにルールだけで駒の種類を確定で
きる場合も出てくる。このため第１の記憶手段を用意し
て、ここに将棋のルールや駒の基準画像を格納しておく
ことにした。そして認識された現在の取込画像の棋譜を
第２の記憶手段に格納することにした。

【０００８】基準画像としては成駒を含む１４種類の駒
の第１のテンプレート画像と、この第１テンプレートを
１８０度回転して得られる第２のテンプレート画像と、
これら第１及び第２テンプレート画像を所定の角度ずつ
傾けて作成される複数の第３のテンプレート画像を用意
して、駒の傾きによって認識精度が落ちないように配慮
した。

【０００９】移動状態は過去の将棋盤の画像と現在の将
棋盤の画像とを比較することにより行う。これには各画
像の画素毎の輝度値の差分を見たり、領域毎の縦横のプ
ロジェクションをとり、両プロジェクション結果の差分
を見ることによって行われる。

【００１０】さらに将棋盤には駒を打つ時等に手が入っ
たりその他の障害物が入る場合があるので、これを取込
画像とすると誤差が生じる。そこでこのような将棋盤へ
の障害物の進入を前記ルール及び画像処理を併用して検
出し、当該画像を駒の種類及び移動状態の認識には使わ
ないようにした。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明棋譜記録装置を実現す
るに際し、最良の実施形態を説明する。図１は装置の心
臓部とも言うべき棋譜認識用画像処理手段の構成を示す
画像処理ボード及びその周辺の回路ブロック図である。

【００１２】同図において１は将棋盤上の画像を撮像す
る撮像手段としてのＣＣＤカメラで、図では説明の都合
上過去の画像を取り込むＣＣＤ１ａと現在の画像を取り
込むＣＣＤ１ｂの２つで表わしているが、実際には１つ
のＣＣＤで所定の周期（１６．７ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ）
毎に将棋盤の画像を取り込むようになされている。

【００１３】以下このように図の表現において２枚のブ
ロックで表現されている部分は全て過去と現在の取り込
み画像にそれぞれ対応しているものとする。２は前記Ｃ
ＣＤカメラ１で撮像されたアナログ画像をデジタル画像
に変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２の出力画
像を二値化するための第１ＬＵＴ（ルックアップテーブ
ル）であり、得られたデジタルの二値化画像はＤ／Ａ変
換器４を介してモニタ５に映し出される。

【００１４】６は画像バスであり、前記第１ＬＵＴ３の
二値化画像を一手毎に格納するフレームメモリ７、この
フレームメモリ７による画像の格納を前記ＣＣＤカメラ
１の出力との同期をとって制御するための第１のメモリ
制御手段８及びビデオ制御手段、取込画像から演算によ
り投影処理等を行うための第２のルックアップテーブル
１０及び画像処理部１１、テンプレートマッチングを行
うマッチングエンジン１２、前記画像処理部１１による
演算結果やテンプレートマッチング用の基準画像を格納
する画像メモリ１３がそれぞれ接続され、該画像メモリ
１３はさらに第２のメモリ制御手段１４による制御が可
能なようにこれに接続されている。

【００１５】また１５はＣＰＵバスであり、前記第１，
第２メモリ制御手段８，１４、フレームメモリ７、画像
メモリ１３、第１，第２ルックアップテーブル３，１
０、画像処理部１１、マッチングエンジン１２が接続さ
れてＣＰＵ１６から命令によってそれぞれ駆動されると
共に、ホスト１９のＣＰＵバス（図示せず）とデータの
受け渡しを行う２ポートメモリ手段１７、前記画像処理
ボードを制御するプログラムを内蔵したプロセッサＥＰ
ＲＯＭ１８が接続されている。

【００１６】尚、ここで前記ホスト１９とは前記画像処
理ボードを搭載したパーソナルコンピュータ等を想定し
ており、独自のＣＰＵバスを有し、該ホスト１９はこの
画像処理ボードに命令を出す他、自身でユーザインタフ
ェース等に関する様々な処理を行う。

【００１７】また請求の範囲で言う第１記憶手段は画像
メモリ１３や２ポートメモリ手段１７に、第２記憶手段
はホスト１９（詳しくはホスト１９に具備されたハード
ディスク等の記憶手段）に相当する。

【００１８】図２は上記回路ブロックによる棋譜記録の
処理の全体の流れを示すフローチャートである。ステッ
プＳ１は初期化のステップであり、ここでは将棋盤の位
置決め、基準画像のテンプレートの作成、照明条件の設
定等が行われる。

【００１９】ステップＳ２は移動判定のステップであ
り、初期化の後に将棋盤の升目毎の駒の有無を判定し、
また過去と現在の取込画像の画素毎の輝度値の差分結果
を将棋盤の升目毎に集計等することにより駒の移動を判
定する。また将棋盤内への手や人影等の障害物の進入も
判定する。

【００２０】ステップＳ２の判定結果で駒の移動がなく
且つ障害物があると判定された場合にはこのときの現在
の取込画像による棋譜の記録操作を中止し、新たに画像
を取り込んで当該ステップＳ２の移動判定を繰り返す。

【００２１】前記ステップＳ２で駒の移動があると判定
されればステップＳ３の駒種類特定（ルール）のステッ
プに進む。このステップＳ３では将棋のルールを用いて
判定された駒の移動が正当かどうかを判定するととも
に、駒の移動とルールから移動した駒の種類を判定す
る。

【００２２】上記ステップＳ３でルール違反の移動と判
定された場合はステップＳ２へ戻る。そしてステップＳ
３だけで駒の種類が特定される（例えば飛車や角行のよ
うに他の駒とは区別できる移動が行われた場合や、金や
王のように成駒に成ることの無い駒が相手の駒を取るこ
となく単に成駒領域へ移動が行われた場合）とこれを棋
譜に記録する。この場合の記録は画像そのものではなく
各駒に割り当てられたコードと位置のデータであり、前
記２ポートメモリ手段１７を経由してに格納される（ス
テップＳ４）。

【００２３】移動は正当であるが、ルールだけでは駒の
特定ができない場合（例えば持駒を盤上に打った場合や
移動先が成駒領域である場合等）はステップＳ５へ進
み、画像メモリ手段１３に格納されているテンプレート
画像と取込画像とのマッチングを取り、移動した駒を確
定する。そして前記ステップＳ４へ進んで記録する。

【００２４】次に前記図２の各ステップについてその詳
細を説明する。 （初期化）この作業は図３に示すように対局の始まる前
にユーザが手入力により行う作業である。

【００２５】先ずステップＳ１１で将棋盤の位置設定及
びカメラのピント合わせを行う。即ち、モニタ５を見な
がらカメラ１の視野内に将棋盤が収るようにカメラ１を
配置する。またモニタ内における将棋盤の位置、傾き、
サイズ（カメラ１の倍率）を調整するとともにピントを
調節する。

【００２６】次にステップＳ１２で照明条件の設定を行
う。即ちモニタを見ながらカメラ１の絞りを変更し、画
面の明るさを調整する。ステップＳ１３では盤位置の教
示を行う。この操作はカメラ１の視野内のどの位置に将
棋盤があるかを棋譜記録用プログラム側に教える操作で
あり、具体的には画面中の将棋盤のエリアをマウス等の
入力装置を介して教示する。もちろんプログラムによっ
て自動的に設定することも可能である。

【００２７】さらにステップＳ１４で将棋盤のチェック
を行う。ここで将棋盤の傷や色等をチェックし、後述す
る二値化処理における閾値等のパラメータの設定を行
う。ステップＳ１５はテンプレートのロードまたはテン
プレート登録の操作である。ここでは後述するマッチン
グに必要な標準画像のテンプレートをホスト１９側のハ
ードディスクより登録済のテンプレートデータをロード
して用意するかあるいはＣＣＤカメラ１を用いて新規に
作成し、画像処理手段側の画像メモリ１３に転送する。

【００２８】ここでテンプレートの新規作成について説
明する。先ずカメラ１を用いて各駒の画像（傾きのない
標準状態）を取り込み、図４に示すような元データを作
成する。次にこの元データを１８０度回転させたデータ
（相手方の駒に対応する）を作成し、先の元でデータと
合わせて図５に示すような角度０度のテンプレートとす
る。

【００２９】さらにこの角度０度のテンプレートを用い
て所定の角度をもった（アフィン変換した）テンプレー
トデータを作成し、−３０度〜＋３０度程度の範囲で数
度刻み（例えば５度）の複数のテンプレートを作成す
る。

【００３０】このようにしてマッチングに使用する標準
画像のテンプレートを得る。以上の操作が全て終了する
とステップＳ１６において画像処理に使用する各種パラ
メータを画像処理手段側に転送し、初期化の作業を終了
する。

【００３１】（移動判定）図６に示すように、先ずステ
ップＳ２１で判定前処理を行う。これは所謂二値化処理
であり、取り込み画像を図７に示すようなハイパスフィ
ルタを用いて空間フィルタ処理し、処理されたイメージ
を固定の閾値を用いて二値化し、二値化イメージを得
る。

【００３２】次に将棋盤の中に障害物があれば、駒の識
別、移動判定精度に支障をきたすのでステップＳ２２で
障害物の判定を行う。これは将棋盤の升目の一番外側の
線（４辺）に沿って細長いウインドウを切り出し、これ
ら４辺のウインドウのそれぞれのプロジェクションを計
算により求める。

【００３３】例えば二値化で黒を０、白を１とすると、
０の升目の数が予め定められた閾値を超えれば障害物有
りと判定し、次の画像の取り込みに入る。この操作は１
秒間に５回行われる。

【００３４】障害物が無ければステップＳ２３へ進み、
駒の有無を判定する。これは升目毎に画素の黒（０）の
面積を求める処理で有り、過去の取込画像と現在の取込
画像の差分値の計算によって得られる各升目の画素の面
積値を予め定められた閾値で区切り、駒の有無を判定す
る操作である。

【００３５】そして前記駒の有無判定により得られた結
果を過去の取込画像での駒の有無状態と現在の取込画像
での駒の有無状態とで比較し、ステップＳ２４において
駒の移動を判定する。これには表１に示すような判定ル
ールを用いる。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１の結果から、駒の移動が移動がないと
判定されれば、次の画像を取り込む。そして駒の移動が
あればルールによる駒種類特定のステップＳ３へ進む。 （ルールによる駒種類特定）画像処理手段側からホスト
１９側へ取り込まれた駒の画像データ列がＣＰＵバス１
５を介して転送されると、ホスト１９側で駒の種類・位
置を特定する（ステップＳ３１）。ここでＣＰＵ内に格
納されたルールを元に移動した駒の種類及び位置を特定
する（ステップＳ３１）。

【００３８】ところで将棋の場合、駒の移動のパターン
としては図１１に示すように、 パターン１：自駒を移動するのみの場合 パターン２：自駒を移動して相手の駒を取る場合 パターン３：空いている升目に自分の持駒を打つ場合 の三つのパターンが有る。

【００３９】パターン１の場合は、その上段の例に示す
ように移動後（現在）の画像から移動前（過去）の画像
から差し引いて差分を求めれば差分画像において正の歩
の駒画像と負の歩の駒画像が得られ、変化領域は駒有り
から駒無しの領域と駒無しから駒有りの領域の２ケ所と
なる。尚、負の画像は図中網掛で示す。

【００４０】そして移動方向が前に１升であることから
駒の種類の候補は、歩、香車、飛車、銀将、金将、王将
の候補がルールにより選択される。但し移動先が成駒領
域の場合はパターン１の下段の例に示すように駒の識別
が必要と成る場合も有る。

【００４１】パターン２の場合は、その上段の例に示す
ように移動後（現在）の画像から移動前（過去）の画像
から差し引いて差分を求めれば差分画像において負の角
行と角行の駒画像から歩の駒画像を差し引いた駒画像が
得られ、変化領域は駒有りから駒無しの領域と駒有りか
ら駒有りの領域の２ケ所となる。

【００４２】また、移動方向が斜めに３升であることか
ら駒の種類の候補は、角行であることがルールにより特
定される。但し移動先が成駒領域の場合はパターン１の
下段の例に示すように駒の識別が必要と成る場合も有
る。

【００４３】パターン３の場合は、移動後（現在）の画
像から移動前（過去）の画像から差し引いて差分を求め
れば差分画像において正の金の駒画像が得られ、変化領
域は駒無しから駒有りの領域の１ケ所と成る。

【００４４】この場合は駒の移動は無いので例え持駒が
分かっていても、それが１個でない限り、マッチングに
よる駒の識別が不可欠で有る。これらのパターンに当て
はめることにより、ルールのみで駒の識別が可能な場合
は、ステップＳ３２でマッチングによる駒の種類の確認
を施し、確認された駒の種類及び位置をステップＳ４で
棋譜に記録する。

【００４５】またルールのみでは駒の種類を特定できな
い場合はステップＳ５へ進み、前記ステップＳ１５で作
成されたテンプレートを用いたテンプレートマッチング
により駒の種類を特定しその位置と合わせてステップＳ
４で棋譜に記録する。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上の説明のように、将棋のル
ールと画像処理によるマッチングの手法を併用すること
により、碁石に比べて識別の困難な将棋の駒に対する識
別速度を速め、高速で且つ識別精度の良い棋譜画像認識
システムを得られたことにより、将棋の対局においてこ
れまでのアシスタントによる手入力の棋譜記録に代わり
本発明による自動棋譜記録が広くユーザに使用されるこ
とはは疑いない。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像処理手段及びその周辺のハード構成を示す
回路ブロック図である。

【図２】図１の画像処理手段による処理の全体の流れを
示すフローチャートである。

【図３】図２の初期化の処理の流れを示す詳細なフロー
チャートである。

【図４】基準画像作成時の元データを示す概念図であ
る。

【図５】角度０度テンプレートを示す概念図である。

【図６】図２の移動判定の処理の流れを示す詳細なフロ
ーチャートである。

【図７】判定前処理の動作を示す説明図である。

【図８】障害物判定の動作を示す説明図である。

【図９】駒の有無の判定の動作を示す説明図である。

【図１０】駒種類特定の処理の流れを示す詳細なフロー
チャートである。

【図１１】駒の移動の３つのパターンを示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１ 撮像手段 １２ マッチングエンジン １３、１７ 第１記憶手段 １９ 第２記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−163682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−63666（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−51430（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A63F 3/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一手毎の将棋盤上の駒の画像を取込む撮
   像手段と、将棋のルールと駒の基準画像とを格納した第
   １の記憶手段と、前記ルールを参酌して前記取込画像と
   基準画像との比較及び過去と現在の取込画像との比較に
   よって駒の種類及び移動状態を識別判定する画像処理手
   段と、画像処理手段によって識別判定された駒の種類及
   び移動状態を一手毎に記録して保存する第２の記憶手段
   とよりなる棋譜記録装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段は、前記ルールを参酌
   して過去の駒の位置と現在の駒の位置とを比較すること
   により駒の種類を特定し、該駒の取込画像と基準画像と
   を比較することにより駒の種類を確定し、確定された駒
   の種類及び移動状態のデータを前記第２記憶手段に記録
   して保存することを特徴とする請求項１記載の棋譜記録
   装置。
3. 【請求項３】 前記基準画像は成駒を含む１４種類の駒
   の第１のテンプレート画像と、このテンプレート画像を
   １８０度回転して得られる第２のテンプレート画像と、
   これら第１及び第２テンプレート画像に対して所定の角
   度分傾いた第３の複数のテンプレート画像とより、前記
   画像処理手段はこれらの基準画像と取込画像とをテンプ
   レートマッチングして駒の種類を識別することを特徴と
   する請求項１又は２記載の棋譜記録装置。
4. 【請求項４】 前記画像処理手段は縦横のプロジェクシ
   ョンを演算する投影処理手段を有し、該投影処理手段に
   より得られたプロジェクション結果から将棋盤内に進入
   する駒以外の障害物の有無を判定すること特徴とする請
   求項１乃至３記載の棋譜記録装置。