Pokereco Kurzdokumentation

Inhalt:
Pokereco Kurzdokumentation
1.Allgemeines
1.1.Projektbeschreibung
1.2.Team
2.Programmablauf
2.1.Kartenerfassung
2.1.1.Settings bearbeiten
2.1.2.Integration in pokereco
2.2.Kartenerkennung
2.3.Benutzeroberfläche
3.Technik
3.1.Software
3.2.Hardware
4.Schluss
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1. Allgemeines
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Die folgenden Punkte geben einen kurzen Überblick über das Projekt.
1.1. Projektbeschreibung
Der Name Pokereco setzt sich aus Poker-Recognition zusammen.
(Recognition = englisch für Erkennung)
Das deutet gleich auf die Funktion des Programms hin, nämlich die Erkennung
von Pokerkarten.
1.2. Team
Zum Pokereco Projektteam gehören:
Daniel Mattes
(daniel.mattes@stud.fh-regensburg.de)
-Webcamerfassung
-Verarbeitung des Bildes
Volker Kindermann
(volker.kindermann@stud.fh-regensburg.de)
-Erkennung des Bildes
Markus Banse
(markus.banse@stud.fh-regensburg.de)
-Grafische Benutzeroberfläche
-Gestaltung
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2. Programmablauf
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Die Umsetzung sieht wie folgt aus:
Eine herkömmliche Webcam erstellt ein Bild der Pokerkarten.
In diesem Bild werden die wichtigen Ausschnitte bearbeitet und
weitergegeben. Dann erkennt das Programm die Symbole des Ausschnittes
und kann somit die Karte eindeutig identifizieren. Schliesslich werden die
übermittelten Karten auf einer grafischen Benutzeroberfläche präsentiert.
2.1. Kartenerfassung
Die Kartenerfassung erfolgt mittels einer Webcam.
Mit Hilfe des selbstgebauten Gerüsts (siehe Foto) und vormarkierten Feldern
für die Pokerkarten, ist eine immer gleiche Position der Karten gewährleistet.
Dies ist später für die automatische Kartenerkennung sehr wichtig!
Zur Realisierung des Zugriffs auf die Kamera wurden folgenden Bibliotheken
verwendet:
● DirectShow.NET
http://www.codeproject.com/cs/media/directshownet.asp
● DirectX.Capture Class Library
http://www.codeproject.com/cs/media/directxcapture.asp
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2.1.1 Settings bearbeiten
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Da das Gerüst nach einem Transport nicht wieder 100% auf der gleichen
Position ist, können Verschiebungen des Bildbereichs auftreten. Deshalb gibt es
die Möglichkeit den Bildbereich mit der Anwendung „Settings“ zu justieren und
diese Daten in einer XML-Datei abzuspeichern. Diese Daten werden dann bei
der automatischen Erkennung verwendet.
Vorgehensweise der Justierung:
1. Aktuelles Bild der Webcam mit „Capture“ erstellen
2. Für jede Karten den Bereich auswählen und mit „Area Card #“ der
jeweiligen Karte zuweisen
3. Umwandlung in Schwarz-Weiss
Da nicht immer von gleich bleibenden Lichtverhältnissen ausgegangen
werden kann, kann der Schwellenwert und die Pixelanzahl für den
Dilatationsfilter für jede Karte separat eingestellt werden.
Mit „Bearbeiten“ werden die Bildausschnitte dann umgewandelt und
angezeigt. Somit können die Einstellungen überprüft und angepasst
werden
4. Zuletzt können dann die Einstellungen mit „Save“ abgespeichert werden
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Format der XML-Datei:
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In der XML-Datei werden für jede Karte folgende Daten abgespeichert.
1
84 //Position in x-Richtung
263 //Position in y-Richtung
68
121
170
4
2.1.2 Integration in pokereco
Beim Start von pokereco wird sofort die Kamera initialisiert. Hierbei führt die
Kamera einen automatischen Weissabgleich durch. Dies kann je nach
Lichtverhältnis bis zu 5 sec Benötigen, bis ein optimales Bild vorhanden ist.
Beim Identifizieren wird ein aktuelles Kamerabild erstellt. Danach wird die
aktuelle XML-Datei geladen und anhand der vorhanden Koordinaten für jede
Karte ein Bild erstellt, in Schwarz-Weiss umgewandelt und abgespeichert.
Diese einzelnen Kartenbilder werden dann von der Kartenerkennung
verwendet.
Abbildung der erstellten Bilder:
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2.2. Kartenerkennung
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Um eine eindeutig Erkennung der 52 Karten zu ermöglichen müssen auf jeder
Karte genau 2 Objekte identifiziert werden.
Dazu gehört zum einen die Wertigkeit der Karte. Hier kann es sich um einen
Zahlenwert zwischen 2 und 10 oder einen der Buchstaben J (für Jack), Q (für
Queen), K (für King) oder A (für Ace) handeln. Zum anderen muß die
Kartenfarbe erkannt werden (Diamonds, Hearts, Spades oder Clubs).
Mit Hilfe des Tools „VB General Contour Example“, das von CVB mitgeliefert
wird, wurden die oben beschriebenen Objekte auf den Karten identifiziert, mit
einem Objekt-Name versehen und anschließend in einer Datenbank-Datei
abgespeichert.
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Zum Erkennen der Objekte auf den Kartenausschnitten kommt die Contour
Bibliothek der CVB Software zum Einsatz. Contour ermöglicht den Vergleich
von bekannten Objekten, die im Vorfeld festgelegt werden mit Objekten die in
Echtzeit aus Bilddaten extrahiert werden.
Die Kartenerkennung läuft nun folgendermaßen ab:
Contour lädt die Datenbank-Datei und kennt damit alle für die
Kartenerkennung erforderlichen Objekte.
Um möglichst wenig Objekte fälschlicherweise zu erkennen, werden Filter
gesetzt, die die Objekt-Eigenschaften genauer beschreiben. Dabei werden
einschränkende Werte für Fläche, Länge und Ähnlichkeit des erkannten Objekts
zum Objekt in der Datenbank gesetzt und der Filter angewandt.
Dadurch, dass bei den unterschiedlichen Karten nicht nur die Symbole und
Farben, sondern auch gewisse Störfaktoren (bei Bildkarten z.B. der Rand)
variieren, musste für die Konfiguration des Filters nun ein passender Wert
gefunden werden, der für alle Karten passt.
Durch einige Testläufe konnten schliesslich folgende Werte ermittelt werden:
-maxArea: 5000
-minArea: 350
-maxLength: 290
-minLength: 0
Tritt der Fall ein, dass trotz dem Einsatz von Filtern mehr als 2 Objekte auf
einer Karte erkannt werden, so wird das erkannte Objekt mit der größeren
Ähnlichkeit zum Datenbank-Objekt als das Richtige angesehen.
Die erkannten Karten werden dann als String in der Form Wertigkeit+Farbe an
die Benutzeroberfläche weitergegeben.
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2.3. Benutzeroberfläche
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Die Poker-Spielvariante die bei Pokereco simuliert wird heisst
„Texas Hold 'Em“.
Dabei bekommt jeder Spieler 2 Karten, die sog. Pocketcards, auf die Hand.
In der Mitte werden dann nach und nach 5 Karten, die sog. Boardcards,
aufgedeckt. Genau gesagt, zuerst 3 Karten(der Flop), dann eine Karte(der
Turn) und zum Schluss nochmals eine Karte(der River).
Diese Karten zählen für jeden Spieler. Also kann jeder Spieler aus 2 Karten
und den 5 Karten in der Mitte das beste Blatt benutzen. Ein Blatt besteht aus 5
Karten. Der Spieler mit dem besten Blatt gewinnt schliesslich die Runde.
Die kleinen Pokergrafiken die auf der grafischen Benutzeroberfläche abgebildet
sind, werden mit Hilfe des übergebenen Strings von der Kartenerkennung
erzeugt. Beim Pokereco-Programm gibt es zusätzlich die Möglichkeit die
Gewinnwahrscheinlichkeiten der einzelnen Spieler zu bestimmen!
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Sie werden in kleiner Schrift unter den Pocketcards dargestellt und können
dynamisch zu jederzeit berechnet und dargestellt werden.
3. Technik
Es wurde folgende Technik eingesetzt.
3.1. Software
Im Bereich der Kartenbearbeitung und -erkennung wurde das Tool „VB General
Contour Example“ von der Toolbox „Common Vision Blox“ benutzt.
3.2. Hardware
Um das Projekt zu verwirklichen reichte ein Standardcomputer mit
Windowskonfiguration und MS Visual Studio .NET.
Hinzu kam der Einsatz einer Webcam der Marke Microsoft Lifecam VX-6000.
4. Schluss
Zum Schluss möchten wir uns noch bei Herrn Prof. Dr. Herbert Kopp für die
gute und schnelle Unterstützung bedanken!
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