TWI480080B - 遊戲玩偶辨識系統、辨識方法及其遊戲系統 - Google Patents

Description

遊戲玩偶辨識系統、辨識方法及其遊戲系統

本發明係有關一種遊戲玩偶辨識系統、辨識方法及其遊戲系統，特別是指一種藉由影像辨識以確認遊戲玩偶身分之遊戲玩偶辨識系統、辨識方法及其遊戲系統。

目前電玩遊戲或卡通電玩中不同角色多被製作成立體玩偶(或公仔)，但該等玩偶係當成週邊商品販售或贈品，因此玩偶對於擁有者只有單純收藏及欣賞的作用，並無法與遊戲之進行主動產生任何互動。

第1圖顯示一種習知之可無線認證的遊戲公仔10，其揭露於中華民國專利公告號第M371576號。如圖1所示，該遊戲公仔10體內植入可藍芽無線傳輸資料的感應裝置11，並自感應裝置11拉線至其頭、手、胸前、背後、腳等有可能加裝武器、防具、裝飾等道具之位置，該等位置並設置晶片感應插座12用以電性連接前述道具。

上述遊戲公仔10可以藉由藍芽無線傳輸被遊戲主機或電腦確認身分，此種無線傳輸方式雖然可以自動辨識遊戲公仔10，但需要於遊戲公仔10製作時就埋入感應裝置11，因此無法應用於目前擁有者已經收集之大量遊戲公仔上。再者，感應裝置11、線路及晶片感應插座12之費用較高，因此會增加遊戲公仔10之成本。此外，於遊戲公仔表面貼上可識別之條碼貼紙或RF標籤都可用於確認其身分，但條碼貼紙或RF標籤需要增加貼附之作業，且容易因掉落或被汙損而無法辨識之問 題產生。

有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種藉由影像辨識以確認遊戲玩偶身分之遊戲玩偶辨識系統、辨識方法及其遊戲系統。可以將實體遊戲玩偶加入虛擬的電子遊戲情節中，亦即實體玩偶能和遊戲情節積極進行互動，例如：實體玩偶將入遊戲情節中對應角色，進而提升遊戲之趣味和變化性。

本發明目的之一在提供一種藉由影像辨識以確認遊戲玩偶身分之遊戲玩偶辨識系統。

本發明另一目的之一在提供一種用於遊戲玩偶辨識系統之辨識方法。

本發明另一目的之一在提供一種能辨識遊戲玩偶及和遊戲玩偶互動之遊戲系統。可以將實體遊戲玩偶加入虛擬的電子遊戲情節中，亦即實體玩偶能和遊戲情節積極進行互動，進而提升遊戲之趣味和變化性。

為達上述之目的，就其中一個觀點言，本發明提供了一種一種遊戲玩偶辨識系統，能辨識複數個遊戲玩偶，包含：一資料儲存裝置，儲存該複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料；一影像擷取裝置，擷取一待確認遊戲玩偶之至少一個圖像；一處理器，比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分；以及一顯示單元，顯示該待確認遊戲玩偶之身分。

在其中一種實施型態中，該遊戲玩偶辨識系統另包含：一攝影基座，承托該待確認遊戲玩偶，使得該影像擷取裝置 以最佳之角度及位置攝影；及一作為該圖像中該待確認遊戲玩偶背景之遮幕。該攝影基座另包括一確定該待確認遊戲玩偶擺放位置及角度之定位標示。

在其中一種實施型態中，該處理器、該資料儲存裝置及該影像擷取裝置係整合於一單一裝置內。

在其中一種實施型態中，該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又該處理器係比較該複數個影像之各影像中像素之色階統計資料及該圖像中像素之色階統計資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。

在其中一種實施型態中，該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又該處理器係選取該圖像中具特徵圖型之局部圖像和該複數個影像之各影像對應之局部影像比對，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。

在其中一種實施型態中，該處理器係採局部二元圖樣(local binary pattern)、局部邊緣圖樣(local edge pattern)、尺度不變特徵轉換(scale invariant feature transform；SIFT)或邊緣偵測(edge detection)比對該局部圖像及各該局部影像。

就另一個觀點言，本發明提供了一種遊戲玩偶辨識方法，包含：儲存該複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料；擷取一待確認遊戲玩偶之至少一個圖像；比較該複數個辨識像資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分；以及顯示該待確認遊戲玩偶之身分。

就另一個觀點言，本發明又提供了一種能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，包含：至少一待確認遊戲玩偶；一資料儲存裝置， 儲存一遊戲中預定複數個角色對應之複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料；一影像擷取裝置，擷取該待確認遊戲玩偶之至少一個圖像；一處理器，執行一程式以進行該遊戲，及比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分，並決定該待確認遊戲玩偶之對應角色加入該遊戲中；以及一顯示單元，顯示該待確認遊戲玩偶之身分。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

第2圖顯示本發明一實施例之遊戲玩偶辨識系統之示意圖。遊戲玩偶辨識系統20包含一影像擷取裝置21、一遊戲主機22、一顯視器23及一攝影基座24。遊戲玩偶90係放至於攝影基座24上，並藉由底座242之定位標示2421使得遊戲玩偶90在影像擷取裝置21前有較佳之攝影角度及位置。此外，可在底座242後方設置一背景遮幕241以避免遊戲玩偶90後方之其他物件入鏡，如此可以增加遊戲玩偶90之影像辨識的準確率。若影像辨識之準確率不受影響或影響很小，則攝影基座24及背景遮幕241可以省去不用。該底座242具有一底面2422以承托該待確認遊戲玩偶90，該底面2422具有一可調整高度。當底面2422下降時，於攝影基座24後方設有一背景擋板(圖未示)將會露出。該背景擋板類似該背景遮幕241，係在本圖中背景遮幕241之下方。

遊戲玩偶辨識系統20另包含一光源25，其係用以發射光線於該待確認遊戲玩偶90之上，以使該影像擷取裝置21可 接收該光源25的反射光線。該影像擷取裝置21更擷取一環境影像，故可將所擷取之環境影像重現於畫面231之中，以增加使用者之臨場感。

影像擷取裝置21擷取一具有遊戲玩偶90之影像之至少一個圖像，又遊戲主機22中處理器221可以辨識遊戲玩偶90之身分。於遊戲主機22之資料儲存裝置222(記憶體或硬碟)預先儲存不同遊戲玩偶之影像圖庫、對應之身分或相關資料，則處理器221會比較遊戲玩偶90之圖像和資料儲存裝置222之影像圖庫，以確認遊戲玩偶90之圖像和影像圖庫中某一個遊戲玩偶之影像相似度較高。如此，可以將相似度較高之遊戲玩偶之影像、其對應身分或相關資料顯示於顯視器23之畫面231上，遊戲者可以檢視辨識結果及遊戲玩偶90之資料，參見第3圖。上述影像辨識之比較程序，係以遊戲玩偶90之全部圖像或選取具特徵圖型之局部圖像和影像圖庫各遊戲玩偶之影像比對，可應用目前各種影像辨識之方法完成，並不受下列實施例之說明限制。資料儲存裝置222所儲存不同遊戲玩偶之影像圖庫、對應之身分或相關可供辨識之資料統稱為辨識資料。

前述影像擷取裝置21可以CMOS攝影機或CCD攝影機。又處理器及資料儲存裝置亦可以整合於影像擷取裝置內，而由該影像擷取裝置將影像識別之結果輸出至顯視器，或以其他方式使遊戲者讀取。

第4圖顯示本發明另一實施例之可辨識遊戲玩偶之掌上遊戲機之示意圖。掌上遊戲機40包含一影像擷取裝置41、一處理器421、一資料儲存裝置422及一液晶顯視器43，因此影像識別及識別結果之顯示均可由單一遊戲機執行。該掌上遊戲機40也可以是一具照相功能之手機，又影像識別之過程 可以透過網際網路由遠端之伺服器處理。遊戲者可根據液晶顯視器43顯示之識別結果，繼續操控遊戲程式之進行，例如：選擇加入戰鬥隊伍之下一個遊戲玩偶或開始和對手之比賽。然識別結果之畫面亦可藉由連線輸出至外部之顯示單元或電視螢幕。當然遊戲者也可根據遊戲程式之要求或選項，而考慮指定一遊戲玩偶作為目前比賽者，並將該遊戲玩偶放至於影像擷取裝置41前以擷取遊戲玩偶之圖像，以決定該遊戲玩偶作為目前比賽者之依據。該等遊戲方法或規則可以有多種變化，並不受此處說明之限制。上述處理器421可執行遊戲程式，並根據遊戲者及影像擷取裝置41之輸入決定遊戲之進行。

第5圖顯示本發明一實施例之待確認遊戲玩偶之圖像。由影像擷取裝置21擷取之圖像50包含紅色像素R及綠色像素G，假設他部分及背景為白色。統計圖像50中所有像素呈現之色階數目，因此可以得到第6A圖中各色階統計數目之折線圖或長條圖。也可以選擇特定色階作為影像識別之比較對象，例如：紅、綠、藍，並不需要所有色階之統計數目用於比較計算。

第6B圖係資料儲存裝置422中某一遊戲玩偶影像之色階數目之折線圖。可以將第6A圖中各色階統計數目和第6B圖中對應各色階統計數目相乘，並將該等乘積加總而得一相似指標。依此類推，將第6A圖中各色階統計數目和資料儲存裝置中其他各遊戲玩偶影像中對應各色階統計數目相乘，均可以得到一個相似指標。由第6A圖及第6B圖觀察可知，當二者色階統計數目之折線圖越相似，則藉由乘積得到之相似指標值會越大。因此，處理器經由上述比較程序後，指定對應相似指標值最大者之遊戲玩偶影像為目前待確認遊戲玩偶，並 自資料儲存裝置取出該確認遊戲玩偶之身分或相關資料，及輸出至顯視單元，可參見第3圖。

除了應用上述整個圖像之資料作為影像辨識之對象，也可選取具特徵圖型之局部圖像和影像圖庫各遊戲玩偶之影像比對，此種方式可採局部二元圖樣、局部邊緣圖樣、尺度不變特徵轉換或邊緣偵測等方法計算局部特徵圖型之相似指標。

舉例而言，可選取遊戲玩偶90之圖像中上方兩個突出耳朵之局部圖像作為影像辨識之對象，並根據局部圖像中相鄰像素之位置關係定義另一比較計算方法。因考慮相鄰像素之位置關係，故可以避免因色階統計數目相同。第7A圖係待確認遊戲玩偶之局部圖像中某一像素和相鄰像素之色階，及第7B圖係第7A圖中相鄰像素和中央像素比較後賦予結果值之示意圖。第7A圖中四周八個像素之色階值和中央像素之色階值比較後，若大於中央像素之色階值，則賦予結果值1，如此得到第7B圖。根據第7B圖中箭頭方向可得到一二進位數值00111001，可轉換為十進位數值78。將待確認遊戲玩偶之局部圖像中各像素經由上述處理都可得到一二進位代表數值或十進位代表數值，然後統計十進位代表數值出現之數量，可以繪製成第8圖之折線圖或長條圖。此外，資料儲存裝置中各遊戲玩偶影像中對應局部圖像都可依照上述方法處理，以得到如第8圖之數據或統計圖。然後比較待確認遊戲玩偶局部圖像和各遊戲玩偶影像中對應局部圖像之代表數值之統計相似度，例如：可採前述相似指標之比較方法，如此可以確認目前待確認遊戲玩偶之身分。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用 來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，處理器、資料儲存裝置、影像擷取裝置或顯示單元可以全部整合於單一裝置內，或選擇其中數個裝置整合於一裝置。本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。

10‧‧‧遊戲公仔

11‧‧‧感應裝置

12‧‧‧晶片感應插座

20‧‧‧遊戲玩偶辨識系統

21‧‧‧影像擷取裝置

22‧‧‧遊戲主機

221‧‧‧處理器

222‧‧‧資料儲存裝置

23‧‧‧顯視器

231‧‧‧畫面

24‧‧‧攝影基座

241‧‧‧背景遮幕

242‧‧‧底座

2421‧‧‧定位標示

2422‧‧‧底面

25‧‧‧光源

40‧‧‧掌上遊戲機

41‧‧‧影像擷取裝置

421‧‧‧處理器

422‧‧‧資料儲存裝置

43‧‧‧液晶顯視器

50‧‧‧圖像

90‧‧‧遊戲玩偶

R‧‧‧紅色像素

G‧‧‧綠色像素

第1圖顯示一種習知之可無線認證的遊戲公仔。

第2圖顯示本發明一實施例之遊戲玩偶辨識系統之示意圖。

第3圖顯示遊戲玩偶辨識系統之確認結果之畫面。

第4圖顯示本發明另一實施例之遊戲玩偶辨識系統之示意圖。

第5圖顯示本發明一實施例之待確認遊戲玩偶之圖像。

第6A圖顯示本發明一實施例待確認遊戲玩偶圖像之各色階統計數目之折線圖。

第6B圖顯示本發明一實施例資料儲存裝置中某一遊戲玩偶影像之各色階數目之折線圖。

第7A圖顯示本發明一實施例待確認遊戲玩偶之局部圖像中某一像素和相鄰像素之色階。

第7B圖顯示第7A圖中相鄰像素和中央像素比較後賦予結果值之示意圖。

第8圖顯示本發明一實施例待確認遊戲玩偶之局部圖像中各像素代表數值之統計折線圖。

20‧‧‧遊戲玩偶辨識系統

21‧‧‧影像擷取裝置

22‧‧‧遊戲主機

221‧‧‧處理器

222‧‧‧資料儲存裝置

23‧‧‧顯視器

231‧‧‧畫面

24‧‧‧攝影基座

241‧‧‧背景遮幕

242‧‧‧底座

2421‧‧‧定位標示

Claims (24)

1. 一種遊戲玩偶辨識系統，能辨識複數個遊戲玩偶，包含：一資料儲存裝置，儲存該複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料，其中該複數個辨識資料與該複數個遊戲玩偶之影像相關；一影像擷取裝置，擷取一待確認遊戲玩偶之至少一個圖像；一處理器，比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分；以及一顯示單元，顯示該待確認遊戲玩偶之身分；其中，該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又該處理器計算該複數個影像之各影像中像素之色階統計資料與該圖像中像素之色階統計資料之相乘值以獲得一相似指標，根據該相似指標以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
2. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其另包含：一攝影基座，承托該待確認遊戲玩偶，使得該影像擷取裝置以最佳之角度及位置攝影。
3. 如申請專利範圍第2項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該攝影基座另包括一確定該待確認遊戲玩偶擺放位置及角度之定位標示。
4. 如申請專利範圍第2項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該攝影基座具有一底面以承托該待確認遊戲玩偶，該底面具有一可調整高度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該攝影基座具有一背景擋板，用以於該底面下降時露出。
6. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其另包 含：一光源，用以發射光線於該待確認遊戲玩偶之上，以使該影像擷取裝置可接收該光源的反射光線。
7. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該影像擷取裝置更擷取一環境影像。
8. 如申請專利範圍第2項所述之遊戲玩偶辨識系統，其另包含一作為該圖像中該待確認遊戲玩偶背景之遮幕。
9. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其另包含：一主機，包括該處理器及該資料儲存裝置，並將確認後該待確認遊戲玩偶之身分輸出至該顯示單元。
10. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該處理器、該資料儲存裝置及該影像擷取裝置係整合於一單一裝置內。
11. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該處理器係選取該圖像中具特徵圖型之局部圖像和該複數個影像之各影像對應之局部影像比對，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
12. 如申請專利範圍第1項所述之遊戲玩偶辨識系統，其中該處理器係採局部二元圖樣(local binary pattern)、局部邊緣圖樣(local edge pattern)、尺度不變特徵轉換(scale invariant feature transform；SIFT)或邊緣偵測(edge detection)比對該局部圖像及各該局部影像。
13. 一種遊戲玩偶辨識方法，包含：儲存該複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料；擷取一待確認遊戲玩偶之至少一個圖像；比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分；以及 顯示該待確認遊戲玩偶之身分；其中，該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分之步驟係：計算該複數個影像之各影像中像素之色階統計資料與該圖像中像素之色階統計資料之相乘值以獲得一相似指標，根據該相似指標以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
14. 如申請專利範圍第13項所述之遊戲玩偶辨識方法，其另包確定該待確認遊戲玩偶擺放位置及角度之步驟。
15. 如申請專利範圍第13項所述之遊戲玩偶辨識方法，其中該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分之步驟係：選取該圖像中具特徵圖型之局部圖像和該複數個影像之各影像對應之局部影像比對，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
16. 如申請專利範圍第15項所述之遊戲玩偶辨識方法，其中比對該局部圖像及各該局部影像係採局部二元圖樣、局部邊緣圖樣、尺度不變特徵轉換或邊緣偵測其中一種方法。
17. 一種能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，包含：至少一待確認遊戲玩偶；一資料儲存裝置，儲存一遊戲中預定複數個角色對應之複數個遊戲玩偶之複數個辨識資料；一影像擷取裝置，擷取該待確認遊戲玩偶之至少一個圖像； 一處理器，執行一程式以進行該遊戲，及比較該複數個辨識資料及該圖像或該圖像之局部資料，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶之身分，並決定該待確認遊戲玩偶之對應角色加入該遊戲中；以及一顯示單元，顯示該待確認遊戲玩偶之身分；其中，該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又該處理器係計算該複數個影像之各影像中像素之色階統計資料及該圖像中像素之色階統計資料之相乘值以獲得一相似指標，根據該相似指標以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
18. 如申請專利範圍第17項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其另包含：一攝影基座，承托該待確認遊戲玩偶，使得該影像擷取裝置以最佳之角度及位置攝影。
19. 如申請專利範圍第18項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其中該攝影基座另包括一確定該待確認遊戲玩偶擺放位置及角度之定位標示。
20. 如申請專利範圍第18項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其另包含一作為該圖像中該待確認遊戲玩偶背景之遮幕。
21. 如申請專利範圍第17項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其另包含：一主機，包括該處理器及該資料儲存裝置，並將確認後該待確認遊戲玩偶之身分輸出至該顯示單元。
22. 如申請專利範圍第17項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其中該該處理器、該資料儲存裝置及該影像擷取裝置係整合於一單一裝置內。
23. 如申請專利範圍第17項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其中該辨識資料係該複數個遊戲玩偶之複數個影像，又該 處理器係選取該圖像中具特徵圖型之局部圖像和該複數個影像之各影像對應之局部影像比對，以確認該圖像中該待確認遊戲玩偶和該複數個影像中那一個遊戲玩偶最近似。
24. 如申請專利範圍第23項所述之能辨識遊戲玩偶之遊戲系統，其中處理器係採局部二元圖樣、局部邊緣圖樣、尺度不變特徵轉換或邊緣偵測比對該局部圖像及各該局部影像。