本發(fā)明涉及文字圖形處理領(lǐng)域，尤其是一種改進(jìn)膨脹算法的字形合成方法。

背景技術(shù)：

字形合成是圖形變形技術(shù)的一種，屬于圖形處理領(lǐng)域中的一個(gè)新的分支。對(duì)圖形學(xué)來說，它可以實(shí)現(xiàn)通過現(xiàn)有字形生成新的字形，是一項(xiàng)重要的研究課題。字形合成指的是基于現(xiàn)有的兩個(gè)字形，通過某種算法，產(chǎn)生一系列的中間字形，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)字形間的平滑過渡?，F(xiàn)有的字體合成方法多是基于字形圖像，即以圖像為基礎(chǔ)進(jìn)行字體合成。而基于圖形的字體合成方法處理對(duì)象多是相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的字形。

現(xiàn)有技術(shù)公開了多種字形合成方法，處理對(duì)象多是相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的字形。但是對(duì)于不同構(gòu)的字形進(jìn)行合成時(shí)，合成效果不佳，容易出現(xiàn)病變結(jié)果，不能較好地解決字形不同構(gòu)的問題。而幾乎所有漢字字形都是復(fù)雜的凹多邊形，字形千變?nèi)f化，且不同字體間字形結(jié)構(gòu)不同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種合成效果好、合成質(zhì)量高的基于改進(jìn)膨脹算法的字形合成方法，用以解決二維字形間不同構(gòu)的問題，為后期的字體合成、圖形動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等做基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明所述方法的具體步驟如下：

步驟1，獲取字形文件，建立字形部件間的映射關(guān)系；

步驟2，在各字形部件內(nèi)分別進(jìn)行凸剖分；

步驟3，對(duì)剖分后的凸多邊形建立映射關(guān)系；

步驟4，利用吻合邊的特點(diǎn)，將兩多邊形分別縮小一定比例，以保證膨脹結(jié)果字形與原字形大小一致，對(duì)存在映射關(guān)系的凸多邊形進(jìn)行膨脹；基于兩字形間凸多邊形的映射關(guān)系，選擇一個(gè)凸多邊形其中的某條邊的起始點(diǎn)作為膨脹過程中的參照點(diǎn)，并基于該參照點(diǎn)將該凸多邊形沿另一個(gè)多邊形的每條邊進(jìn)行平移，然后根據(jù)每條邊端點(diǎn)兩多邊形的邊必然吻合的特性，計(jì)算平移軌跡，以得到多邊形膨脹軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)凸多邊形進(jìn)行膨脹，得到連續(xù)的膨脹結(jié)果輪廓；

步驟5，對(duì)膨脹結(jié)果進(jìn)行曲線擬合，使結(jié)果輪廓更平滑。

進(jìn)一步的，步驟1中，根據(jù)字形的連通區(qū)域劃分部件，并利用字形部件的相似性計(jì)算匹配度，確定字形部件間的映射關(guān)系。

進(jìn)一步的，步驟2中，對(duì)各部件進(jìn)行最大凸剖分，即盡可能剖分成最大凸多邊形，利于后期的膨脹合成；所述凸多邊形均為矢量多邊形。

進(jìn)一步的，步驟3中，計(jì)算各凸多邊形的重心，并利用歸一化后的重心坐標(biāo)矢量距離計(jì)算相似度，從而確定凸多邊形間的映射關(guān)系。

進(jìn)一步的，步驟4中，基于吻合邊的膨脹過程如下，將對(duì)應(yīng)兩凸多邊形分別稱作多邊形PA和PB，其中PA為待膨脹圖形，PB為結(jié)構(gòu)元素；

步驟4.1，選擇多邊形PB的一個(gè)頂點(diǎn)作為膨脹過程中的參照點(diǎn)，其中選擇各凸多邊形的參照點(diǎn)時(shí)要保持其一致性，以保證膨脹的方向一致，有效提高膨脹效果；

步驟4.2，保持參照點(diǎn)與多邊形PA第一條邊的兩端點(diǎn)重合，以多邊形PA的第一條邊的左端點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，沿多邊形PA的第一條邊平移多邊形PB，并根據(jù)邊吻合特點(diǎn)，計(jì)算這次平移中各對(duì)吻合邊形成的四邊形，即得到PB在PA第一條邊的膨脹軌跡。

步驟4.3，重復(fù)步驟4.2直至對(duì)多邊形PA的每條邊均進(jìn)行膨脹為止，得到PB對(duì)PA的膨脹軌跡；

步驟4.4，取膨脹軌跡與多邊形PA的并集作為膨脹結(jié)果。

進(jìn)一步的，步驟5中，對(duì)膨脹結(jié)果進(jìn)行曲線擬合的主要目標(biāo)是輪廓的相鄰邊，先嘗試擬合成直線，若不可以則嘗試擬合成曲線，以生成新的輪廓邊，擬合后所得圖形即為字形合成結(jié)果。

工作過程大致如下：

首先通過對(duì)兩字形各部件分別進(jìn)行凸剖分，建立部件間的映射關(guān)系，并在對(duì)應(yīng)的部件內(nèi)建立凸多邊形的映射關(guān)系，然后對(duì)存在映射關(guān)系的凸多邊形利用吻合邊的特點(diǎn)進(jìn)行膨脹，，最后對(duì)膨脹結(jié)果進(jìn)行曲線擬合，實(shí)現(xiàn)漢字字形的合成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠得到較好的字形合成效果，保證字形合成質(zhì)量；并能夠用以解決二維字形間不同構(gòu)的問題，為后期的字體合成、圖形動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等做基礎(chǔ)，具有良好的適應(yīng)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的程序流程圖。

圖2為本發(fā)明的多邊形膨脹流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1所示，本發(fā)明所述方法的具體步驟如下：

步驟1，對(duì)兩字形建立部件間的映射關(guān)系。

字形連通區(qū)域即部件，以此劃分字形的部件，并根據(jù)各部件的重心、面積、空間位置等特點(diǎn)，計(jì)算兩字形間各部件的匹配度，匹配度最高的一對(duì)部件即存在映射關(guān)系。

步驟2，對(duì)各部件進(jìn)行最大凸剖分。

在字形各部件內(nèi)基于Delaunay三角剖分方法進(jìn)行剖分，并對(duì)三角剖分結(jié)果進(jìn)行合并，以使得部件剖分后的每一個(gè)多邊形達(dá)到最大剖分。

步驟3，建立凸多邊形映射關(guān)系。

基于歸一化后的凸多邊形的中心坐標(biāo)，計(jì)算歐氏距離，其中距離最近的凸多邊形即互為映射關(guān)系。

步驟4，對(duì)凸多邊形進(jìn)行膨脹。首先將兩多邊形分別縮小一定比例，以保證膨脹結(jié)果字形與原字形大小一致。然后根據(jù)兩字形間多邊形的映射關(guān)系，基于一個(gè)多邊形的頂點(diǎn)，將該多邊形沿另一個(gè)多邊形的每條邊進(jìn)行平移，并利用平移過程中產(chǎn)生的吻合邊得到膨脹軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)凸多邊形進(jìn)行膨脹。

基于吻合邊的膨脹過程如下，

假設(shè)兩字形間存在映射關(guān)系的凸多邊形是PA和PB，多邊形PA的邊表示為EA_i(i＝0,1,2，…,M)，頂點(diǎn)表示為VA_i(i＝0,1,2，…,M),其中EA_M+1和VA_M+1分別表示EA₀和VA₀。多邊形PB的邊表示為EB_j(j＝0,1,2，…,N)，頂點(diǎn)表示為VB_j(j＝0,1,2，…,N),其中EB_N+1和VB_N+1分別表示EB₀和VB₀?；谖呛线叺呐蛎浟鞒倘绺綀D2所示，具體步驟如下：

(1)判斷多邊形PB的各個(gè)頂點(diǎn)VB_j(j＝0,1,2，…,N)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，選擇最上(或最下，最左，最右，保持一致即可)一個(gè)頂點(diǎn)VB_k作為參考點(diǎn)。令m＝0，轉(zhuǎn)入(2)。

(2)若m＝M+1,則兩多邊形膨脹結(jié)束，取T_m(m＝0,1,2,…,M)的并集與多邊形PA的并集即為兩多邊形膨脹結(jié)果。否則轉(zhuǎn)入(3)。

(3)以多邊形PA的邊EA_m的左端點(diǎn)VA_m為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，右端點(diǎn)VA_m+1為運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)，沿邊EA_m平移多邊形PB，其中在起點(diǎn)和終點(diǎn)處，分別保持參考點(diǎn)VB_k與多邊形PA的邊EA_m的兩端點(diǎn)VA_m和VA_m+1重合，從而在VA_m和VA_m+1處分別形成新的多邊形PB_VA_m和PB_VA_m+1，令n＝0，轉(zhuǎn)入(4)。

(4)若n＝N+1，則多邊形PB在邊EA_m上的膨脹結(jié)束，所形成平行四邊形的并集T_m即為其膨脹結(jié)果，轉(zhuǎn)入(7)，否則轉(zhuǎn)入(5)。

(5)若多邊形PA的邊EA_m與多邊形PB的邊EB_n存在平行關(guān)系，則令n＝n+1，返回(4)，否則轉(zhuǎn)入(6)。

(6)根據(jù)多邊形PB_VA_m和PB_VA_m+1中對(duì)應(yīng)EB_n的兩條邊互相吻合，即方向和長度完全相同的特點(diǎn)，分別連接兩多邊形中該對(duì)邊的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，形成一個(gè)平行四邊形并保存。令n＝n+1，返回(4)。

(7)令m＝m+1,返回(2)。

步驟5對(duì)膨脹結(jié)果進(jìn)行曲線擬合，使結(jié)果輪廓更平滑。曲線擬合主要是對(duì)輪廓相鄰邊進(jìn)行處理，首先判斷相鄰邊是否能擬合成直線，若是則直接保存，擬合后首尾點(diǎn)保持不變。否則使用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，生成新的輪廓邊，處理后所得圖形即為字形合成結(jié)果。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。