Bilgisayarla görü tabanlı satranç oyunu izleme sistemi
A computer vision system for chess game tracking
Yazar: CAN KORAY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMRE SÜMER
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bu çalışmada satranç müsabakalarındaki hakemlerin karar verme sürecine destek olabilecek, müsabaka boyunca yapılan hamleleri tespit edebilen ve tespit ettiği hamleleri yorumlayabilen gerçek-zamanlı bir bilgisayarla görü sistemi önerilmiştir. Önerilen sistem için oyun sırasında taşların hareketlerinin okunması amacıyla bir düzenek hazırlanmıştır. Kurulan düzenekte, satranç tahtası üzerinde konumlandırılmış bir RGB web kamerası ve bir dizüstü bilgisayar kullanılmıştır. Sistemin tüm işlem adımları, sayısal hesaplamaya olanak sağlayan MATLAB programlama ortamında gerçekleştirilmiştir. Uygulamada herhangi bir satranç motoru kullanılmamıştır. Bilgisayarla görü sistemi hamle algılama ve hamle yorumlama olmak üzere iki farklı bölümde ele alınıp incelenmiş ve test edilmiştir.
Hamle algılama bölümünde kamera aracılığıyla elde edilen anlık görüntüler tek tek işlenerek hamle tespiti yapılmış ve satranç taşlarının konum ve renk bilgisi belirlenmiştir. Bu süreçte satranç tahtasının geometrik doğrultmasının yapılması ve elde edilen görüntülerin iyileştirilmesi gibi birtakım ön işlemler uygulanmıştır. Hamle yorumlama bölümünde ise, satranç tahtası üzerinde meydana gelen renk değişimlerinin oyuncunun yapmış olduğu bir hamle olup olmadığı belirlenmiştir. Eğer oyuncu tarafından bir hamle yapılmışsa, yapılan hamlenin geçerli bir hamle olup olmadığı değerlendirilip gerekli uyarı mesajları kullanıcıya iletilmiştir. Satranç oyunundan elde edilen verilerin yeniden yapılandırılıp 2-B olarak görselleştirilmesi ve hamle kayıtları önerilen sistemin sunduğu çıktılardır. Farklı ışık koşulları altında yapılan testlerde önerilen sistemin hem hamle algılama hem de hamle yorumlama açısından başarılı sonuçlar elde ettiği görülmüştür.

Abstract:
In this study, a real time computer vision system that can detect and analyse moves in a chess game to support referees' decision making processes is proposed. A setup is established for suggested system to detect moves during a chess game. In this setup, there is laptop computer and a RGB web camera, which is positioned over the chess board. All of the steps in the process are programmed in MATLAB computing environment. The proposed computer vision system is not using any third party chess engine, and it is handled and tested in two parts; (i) move detection and (ii) move interpretation. 
In move detection part, snapshots taken by web camera are processed one by one. For each snapshot, color and position of each chess piece are computed. In the preprocessing stage, outside border of chess board is calculated and the image is geometrically adjusted and enhanced. In move interpretation part, color changes over the chess board are analyzed and the system decides whether these changes are interpreted as a move by player or not. If it is a move by a player, this move is validated whether it is a legal move or not. Results are obtained and user is notified accordingly. Besides, the results are visualized in a 2D environment and logged by the proposed system. Tests show that the system is evaluated to be successful in both move detection and interpretation under different illumination conditions.