一種手寫漢字的實時輪廓美化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手寫漢字的實時輪廓美化方法，包括以下步驟：筆段輪廓生成：通過建立筆刷模型及根據筆段輪廓生成算法生成筆段輪廓；筆畫輪廓生成：通過筆段輪廓的合并以及冗余輪廓的消除兩大過程生成筆畫輪廓。本發(fā)明的方法，能夠模擬現(xiàn)實的書法效果，對用戶書寫軌跡進行美化，提升計算機漢字書寫的用戶體驗。
【專利說明】一種手寫漢字的實時輪廓美化方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及模式分析與筆式計算領域，特別涉及一種手寫漢字的實時輪廓美化方 法。

【背景技術】
[0002] 手寫作為漢字的重要記錄手段，千百年來推動著中華文明滾滾向前。而伴隨漢字 書寫而生的書法藝術，更是我國傳統(tǒng)文明中古老而又璀璨的藝術明珠。自漢字誕生以來，書 寫的對象由龜殼、竹簡、絲綢到紙張，書寫工具由骨頭、刀片、毛筆到現(xiàn)代的各種硬筆，漢字 書寫藝術的形勢經歷了一代又一代的革新。
[0003] 到了今天，隨著計算機技術的發(fā)展，漢字書寫獲得了新的生命力。各類便攜觸屏設 備的普及，特別是智能手機以及平板電腦，給計算機漢字書寫提供了大量應用場景，如會議 筆記的記錄、文件的批注、輸入法的手寫輸入和隨意的書法涂鴉等等。這些漢字書寫場景大 大地豐富了生活方式以及提高了工作效率.盡管計算機漢字書寫具有各種各樣的優(yōu)點，市 場上也涌現(xiàn)了種類繁多的手寫應用，但是，現(xiàn)存的商業(yè)應用還存在各種各樣的不足。特別在 手寫漢字的美化方面，主流的應用對用戶軌跡的處理方式還相當的原始落后，效果簡單生 硬，不夠生動美觀，嚴重地影響了用戶的書寫體驗


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種手寫漢字的實時輪廓美 化方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：
[0006] -種手寫漢字的實時輪廓美化方法，包含以下順序的步驟：
[0007] -、筆段輪廓生成：主要包括前期的對筆刷模型建模和筆段輪廓合成算法；
[0008] 1、筆刷模型建模
[0009] 本發(fā)明將復雜的筆刷輪廓用數學建模，以期減少筆段輪廓提取的計算量，在本發(fā) 明中，我們采用多段的三次Bezier曲線對筆刷輪廓進行擬合，合成封閉的筆刷輪廓；見附 圖2,為毛筆筆刷的筆刷建模的過程；
[0010] 建模過程描述如下：
[0011] 步驟1 :對于給定的筆刷圖片A，利用圖像學知識，獲得筆刷的輪廓點序列S= {Pi， i = 0, 1，…，η};
[0012] 步驟2 :利用曲線分裂技術，尋找點序列S的分裂點，這些分隔點包含有筆刷輪 廓的骨架特征，我們將其稱為筆刷的輪廓點，表示為

【權利要求】
1. 一種手寫漢字的實時輪廓美化方法，其特征在于，包括以下步驟：
51. 筆段輪廓生成：通過建立筆刷模型及根據筆段輪廓生成算法生成筆段輪廓；
52. 筆畫輪廓生成：通過筆段輪廓的合并以及冗余輪廓的消除兩大過程生成筆畫輪 廓。
2. 根據權利要求1所述的手寫漢字的實時輪廓美化方法，其特征在于，步Sl中，所述的 筆段輪廓生成時采用了建立筆刷模型的處理方法：采用多段的三次Bezier曲線對筆刷輪 廓進行擬合，合成封閉的筆刷輪廓，先利用圖像學知識獲取給定筆刷圖片的輪廓點序列，然 后利用曲線分裂技術，尋找點序列的分裂點，這些點稱為筆刷的輪廓點，接著針對每一小段 序列，擬合成三次Bezier曲線，最后將相鄰的Bezier曲線光滑并接，即可得到封閉的筆刷 輪廓。
3. 根據權利要求1所述的手寫漢字的實時輪廓美化方法，其特征在于，步驟Sl中，所述 的筆段輪廓生成具體的方法為：尋找3階貝塞爾曲線的四個點以及筆段輪廓生成的算法， 假設在時刻i，設備采集到采樣點Pi,如果i為3的倍數，我們可以利用最近的三個點生成 Bezier曲線；于是可以通過下列規(guī)則生成Bezier曲線四個點qQ,q。q2,q3 : 當i= 3時：
生成筆段輪廓算法如下：首先是生成分割點，然后是對輪廓點進行仿射變化，再計算包 絡點，最后計算筆段輪廓。
4. 根據權利要求1所述的手寫漢字的實時輪廓美化方法，其特征在于，步驟S2中，所述 的筆段輪廓合并的具體操作為： 對于相鄰的兩個筆段輪廓Clead與Cm1ot首尾相接，其中Clead在前，Cm1ot在后，筆段輪 廓=左段支+段末+右段支+段首，我們現(xiàn)要將其合并為單一的筆段輪廓c_gral，c_ged定義 為：
筆段輪廓的合并其實就是去除相鄰筆段輪廓中多余的段首與段末，并將兩者的段支輪 廓合并； 假設Clea41eft最后的一條Bezier曲線為Qlead,CfaLlOT，left最先的一條Bezier曲線為Qft5llmt ;要使筆段合并后段支連接處滿足一階連續(xù)性，兩條曲線Qlead = {PlMM，Plea<u，PlMd，2， Plead, 3 }與％〇Ilow {Pfollow，0,PfollowjIJPfollow, 2，Pfollowr, 3丨葡"倆足：
其中k為常數，如果滿足上述限制，則將兩個筆段輪廓合并；否則，放棄合并。
5.根據權利要求1所述的手寫漢字的實時輪廓美化方法，其特征在于，步驟S2中，所述 的冗余輪廓消除的操作是消除冗余Bezier曲線，也就是采用數量盡量少的曲線集代替原 有的曲線集，具體實現(xiàn)方法如下：對于筆畫輪廓中相鄰的兩條Bezier曲線P (U)與Q(V)，對 應的控制點為Pi與Qi(i= 0, 1，…，n)，尋找Bezier曲線R(t)，對應的控制點為Ri,使其與 a之間的距離萬-瓦||2在區(qū)間[〇,1]達到最小，其中瓦定義為：
采用了機遇約束優(yōu)化的合成算法，對于相鄰的兩條Bezier曲線，調整它們的控制點， 以滿足精確合成的條件，然后通過推斷算法獲得合成曲線的控制點； 將距離控制在合理的范圍內，采取歸一化的誤差因子來衡量合成誤差：
其中L(R)表示Bezier曲線R⑴的長度，當e>e。，取e。= 〇.08,放棄P(U)與Q(V)的合成； 定義輪廓的壓縮比例P:
其中Couttjld表示合成筆畫輪廓所包含的曲線數，Coutniwged表示合成后的曲線數；壓縮 比例P表示冗余消除后，筆畫輪廓包含的曲線數目的下降比例。
【文檔編號】G06T11/80GK104268915SQ201410484141
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】金連文, 曾偉銘, 陳露開 申請人:華南理工大學