专利名称：笔画轮廓的识别和变换方法及相关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及文字处理技术领域，具体地，涉及一种笔画轮廓的识别和变换方法及 相关装置。
背景技术：
计算机字库是计算机文字显示及打印的基础。目前，计算机字库包括西文字体字 库和中文字体字库。其中，因西文字符结构简单、便于制作，故目前有上万种不同风格的西 文字体字库。与之相比，由于中文字体结构复杂且汉字数目繁多，导致制造时间长、成本高， 因此，中文字体字库目前仅有900多种，这使得现有中文字体字库很难满足印刷、平面设 计、广告设计等领域中千变万化的字体选择需求。因此，为满足市场对不同风格的字体字库的需求，就需要快速高质量地修改现有 字体字库，并推出新风格字体字库。实际应用中，根据现有的字库制作方法，借助于计算机 对字库中的字形进行修改(即，对字形内部结构特征部分进行调整)时，就需要先识别该字 形，以获知该字形中字形笔画的具体类型以及字形笔画特征部分的详细信息。然而在现有 的技术中，字形的识别通常是将汉字字形转化为图像，进而对其进行识别，而不是根据字形 数据来识别字形中具体字形笔画轮廓以及字形笔画特征详细信息。因此，现有的字形识别 方法虽然识别精度较高，但是其不可避免地存在这样的不足即，无法识别到字形内部的字 形笔画轮廓的内部详细信息，也就不能在修改字形时基于字形内部数据而对字形中的笔画 轮廓和笔画特征进行改动，当然也就无法根据实际需要灵活快捷地对现有字库进行修改而 建立新字库。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种笔画轮廓的识别和变换方法，其不仅能 够识别字形中的笔画轮廓及其所包含的笔画特征，而且还能够根据所识别到的笔画轮廓及 笔画特征的有关信息对字形进行修改。此外，本发明还提供一种笔画轮廓的识别和变换装置，其同样具有能够识别字形 中的笔画轮廓及其所包含的笔画特征，并可根据所识别到的笔画轮廓及笔画特征的有关信 息对字形进行修改的特点。为此，本发明的技术方案为提供一种笔画轮廓的识别和变换方法，用以对字形中 的笔画轮廓进行识别和变换。该方法包括下述步骤1)在字形轮廓中识别笔画轮廓；2)确 定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息；3)根据需要修改所述笔画特征的相关信 息，以获得该笔画的新轮廓。在所述步骤1)中，根据笔画轮廓的定义，对字形轮廓进行遍历而识别出字形轮廓 所包含的笔画轮廓。在所述步骤2)中，根据笔画特征的定义，确定每一笔画轮廓所包含的笔画特征， 并记录所述笔画特征在该笔画轮廓中的位置信息及形态信息。其中，所述位置信息包括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数据；所述形态信息包括所述笔画特征中 每一线段所具有的形态。在所述步骤3)中，修改所述笔画特征的位置信息和/或形态信息，以获得该笔画 的新轮廓。例如，将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴方向减去或增加相同 的数值，使该笔画轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的 横坐标沿X轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴变窄或变宽。其中，在所述步骤1)之前还包括预先定义笔画轮廓及笔画特征的步骤。此外，本发明还提供一种笔画轮廓的识别和变换装置，包括笔画轮廓识别单元， 用于对字形轮廓中的笔画轮廓进行识别；笔画特征确定单元，用于确定笔画轮廓中所包含 的笔画特征及其相关信息；修改单元，用于根据需要对所述笔画特征的相关信息进行修改， 以获得该笔画的新轮廓。其中，所述笔画轮廓识别单元根据笔画轮廓的定义，对字形轮廓进行遍历而识别 出字形轮廓所包含的笔画轮廓。其中，所述笔画特征确定单元根据笔画特征的定义，确定每一笔画轮廓所包含的 笔画特征，并记录所述笔画特征在该笔画轮廓中的位置信息及形态信息。所述位置信息包 括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数据；所述形态信息包括所述笔画特 征中每一线段所具有的形态。其中，所述修改单元修改所述笔画特征的位置信息和/或形态信息，以获得该笔 画的新轮廓。例如，所述修改单元将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴方向 减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓中的 所有笔画特征的横坐标沿X轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴变窄 或变宽。相对于现有技术，本发明具有下述有益效果本发明提供的笔画轮廓的识别和变换方法/装置可以笔画特征为单位对字形及 其内的笔画轮廓/笔画特征进行识别，并在确定笔画轮廓和笔画特征后记录下相关信息， 这样便使得对所识别的笔画轮廓、笔画特征进行修改时，可以根据这些信息并以笔画轮廓/ 笔画特征为单位进行字形修改，而无需像现有技术那样只能对整个字形进行整体的风格变 换。因而，采用本发明提供的方法/装置能够灵活快捷地识别和变换字形及其内的笔画轮 廓/笔画特征，进而能够快速便捷地推出新字库，以满足日益多样的文字需求。
图1为本发明提供的笔画轮廓的识别和变换方法的流程示意图；图2示出了汉字“玛”字的字形轮廓；图3示出了具有单一笔画特征的笔画轮廓；图4示出了具有多个笔画特征的笔画轮廓；图5示出了对图4所示笔画轮廓进行风格变换后的笔画轮廓示意图；以及图6为本发明提供的笔画轮廓的识别和变换装置的原理框图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明提供的笔画轮廓识别和变换方法/装置进行详 细描述。首先，对本发明中所提到的一些名词术语予以说明。例如，本发明中，“字形”指的 是字库中某一个字的形状；“笔画”与汉字书写时的笔画概念相同；“笔画特征”指的是该笔 画中所包含的形态等特征。相应地，“字形轮廓”指的是某一字的外形轮廓；“笔画轮廓”指 的是该笔画的外形轮廓；“笔画特征信息”指的是与该笔画特征有关的数据信息，例如该笔 画特征的形状信息以及该笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置等信息。然后，举例说明如何对具体的各个笔画特征和笔画轮廓进行定义。例如，可以这样 定义“竖段”笔画特征“两条垂直平行线，平行线之间具有一定的宽度，且这两条平行线具 有一定的长度，平行线在竖直方向上的投影绝大部分重合”。可以理解，这里所说的“长度” 通常大于“宽度”。基于上述笔画特征的定义，而定义“竖”类笔画轮廓为“只包含有‘竖段’ 笔画特征类型的笔画轮廓”。再如，可以这样定义“水平横段”笔画特征“两条水平平行线，平行线之间有一定 宽度，且这两条水平平行线具有一定的长度，平行线在水平方向上绝大部分重合”，并定义 “横段笔锋”笔画特征为“与水平横段相接，包含两条直线段和两条曲线段，两直线段之间夹 角为锐角，两段直线间的连接点是该特征部分在Y坐标轴正方向的最高点，两段曲线间的 连接点是该特征部分在X坐标轴正方向的最右点”。可以理解，这里所说的“长度”通常大 于“宽度”。基于上述笔画特征的定义，而将“带笔锋水平横”笔画轮廓定义为“只包含‘水 平横段’笔画特征和‘横段笔锋’笔画特征，且两者之间的位置关系是在同一水平层上，‘水 平横段’笔画特征在‘横段笔锋’笔画特征的左侧”。类似地，可以根据具体情况一一定义其他的笔画特征及笔画轮廓，对此不再赘述。下面结合图1详细说明本发明提供的笔画轮廓的识别和变换方法。该方法可以对 字形中的笔画轮廓及其所包含的笔画特征进行识别，并基于所识别的信息而对笔画特征及 笔画轮廓进行改动。如图1所示，在步骤110中，对字形轮廓中的笔画轮廓进行识别。具体地，可以基 于预先定义的笔画轮廓的形态特点来识别该字形中所包含的笔画轮廓。步骤120，确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息。具体地，对于每一个笔 画轮廓，可以根据预先定义的笔画特征的形态特点来识别其所包含的笔画特征。也就是，以笔 画特征所定义的外部视觉形态和内部结构为依据，判断笔画轮廓中是否包含该笔画特征，如 果包含，则确定并记录下该笔画轮廓包含该笔画特征，同时还记录下该笔画特征在该笔画轮 廓中的位置信息(所谓位置信息包括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数 据)及形态信息(所谓形态信息包括所述笔画特征中每一线段所具有的形态)，而后继续判 断该笔画轮廓中是否还包含其他笔画特征；如果不包含，则继续判断该笔画轮廓中是否包含 其他笔画特征。重复上述操作，直至识别出该笔画轮廓中所包含的全部笔画特征。步骤130，根据需要来修改所述笔画特征的有关信息，以获得该笔画的新轮廓。例 如，可以将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴方向减去或增加相同的数值， 使该笔画轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的横坐标 沿X轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴变窄或变宽。
下面以汉字“玛”字为例来详细说明如何识别笔画轮廓和笔画特征。请参阅图2，其中示出了汉字“玛”字的字形轮廓。根据前述笔画轮廓的定义，对 “玛”字的字形轮廓进行遍历，识别出该字形轮廓包含7个笔画轮廓，也就是通常书写和识别 汉字时所说的7个笔画。在遍历识别出汉字“玛”字的7个笔画轮廓后，就需要对每一个笔画轮廓中的笔画 特征进行识别了。下面以图3和图4所示实例来对此进行详细描述。请参阅图3，其中示出已识别出的汉字“玛”字中的第三个笔画轮廓为“竖”，并且 该笔画轮廓由四条线段(P1P2，P2P3，P3P4，P4P1)组成，即，两条沿X坐标轴正方向延伸并 相互平行的水平线段(P2P3，P1P4)，以及两条沿Y坐标轴正方向延伸并相互平行的竖直线 段(P1P2，P3P4)。其中，这两条竖直线段(P1P2，P3P4)完全符合前述“竖段”笔画特征的定 义。因而，确定并记录下该笔画轮廓包含“竖段”类型的笔画特征，同时记录下该“竖段”笔 画特征的形态信息及位置信息，即全部为直线段，并且竖直线段P1P2的起始点Pl和终止点 P2 ；竖直线段P3P4的起始点P3和终止点P4。然后，继续对该笔画轮廓进行识别，直至确定 该笔画轮廓中不再包含其他笔画特征。对汉字“玛”字的第三个笔画轮廓中的笔画特征识别后，确定其中仅包含“竖段”笔 画特征，因此，该笔画轮廓为单一笔画特征的笔画轮廓，并且其具体的笔画轮廓类型为“竖” 类笔画轮廓。请参阅图4，其中示出了图2所示汉字“玛”字的第一个笔画轮廓(S卩，第一个 笔画)。该笔画轮廓包含两条沿X坐标轴正方向延伸且相互平行的水平线段(ΡΓ P2’， P6’ P7’)，其完全符合前述“水平横段”笔画特征的定义。因而，确定并记录下该笔画轮廓 包含“水平横段”笔画特征，同时记录下该“水平横段”笔画特征的形态信息和位置信息，其 中，形态信息为该笔画特征中的线段(ΡΓ P2’，P6’ P7’ )全部为直线段；位置信息包括水平 线段ΡΓΡ2’的起始点ΡΓ和终止点P2’的位置数据，水平线段P6’P7’的起始点P6’和终 止点P7’的位置数据。继续对图4所示笔画轮廓进行识别，发现该笔画轮廓还包含曲线段P2’ P3’、 P3’ P4’以及直线段P4’ P5’、P5’ P6’，并且该曲线段和直线段符合“横段笔锋”笔画特征的 定义。因而，确定并记录下该笔画轮廓包含“横段笔锋”笔画特征，同时记录下该“横段笔 锋”笔画特征的形态信息和位置信息，即，包含直线段P4’ P5、P5’ P6’和曲线段P2’ P3’、 P3’ P4’，并且曲线段P2’ P3’的起始点P2’和终止点P3’，曲线段P3’P4’的起始点P3’和 终止点P4’，直线段P4’P5’的起始点P4’和终止点P5’，直线段P5’P6’的起始点P5’和终 止点P6，。继续对该笔画轮廓进行识别，直至确定该笔画轮廓中不再包含其他笔画特征。这 样，对汉字“玛”字的第一个笔画轮廓中的笔画特征识别后，确定其中含有“水平横段”笔画 特征和“横段笔锋”笔画特征。也就是说，该字形笔画轮廓包含多于一个的笔画特征，所以 为多特征笔画轮廓，并且其符合“带笔锋水平横”的笔画轮廓的定义，故其具体的笔画轮廓 类型为“带笔锋水平横”型的笔画轮廓。需要指出的是，在字形中识别笔画轮廓及笔画特征时，可以像前面所述的那样，将 字形中的全部笔画轮廓识别完后，再逐一对每一个笔画轮廓识别出其所包含的笔画特征； 也可以在识别出一个笔画轮廓后，立即识别其所包含的笔画特征，然后再识别下一个笔画轮廓及其所包含的笔画特征。在实际应用中，在识别出具体的笔画轮廓和笔画特征后，可以根据实际需要对笔 画轮廓和笔画特征作一些改变。下面以“带笔锋水平横”的笔画轮廓为例详细说明如何进 行风格变换。请一并参阅图4和图5，在识别出“带笔锋水平横”的笔画轮廓包含“水平横段”笔 画特征和“横段笔锋”笔画特征后，可以笔画特征为单位对“水平横段”笔画特征进行笔画 粗细的改变；对“横段笔锋”进行形状等的改变。首先，改变“水平横段”笔画特征。具体地，在Y坐标轴方向上，点ΡΓ与点P7’之 间距离记为Dis (ΡΓ P7，)，使P7，朝向点ΡΓ移动50% Dis (PI，P7，)，也就是说，使点P7， 向点ΡΓ靠近0.5*Dis(Pl，P7，)。类似地，点P6，沿坐标轴Y方向而向线段ΡΓ P2，移动 0. 5*Dis(Pl，P7，)。由上可知，点P6，和点P7，都是沿Y轴方向并朝向线段P1，P2，移动了 相同的距离，因此，线段ΡΓ P2’和线段P6’ P7’沿X坐标轴方向仍然保持水平平行。其次，改变“横段笔锋”笔画特征。例如可以对“横段笔锋”(P2’ P3’，P3’ P4’， P4’ P5’，P5’ P6’ )笔画特征做这样的变换使线段P5’ P6’也沿Y坐标轴的反方向移动 0.5*Dis(Pl，P7’)，并使线段 P2’ P3，，P3，P4，，P4，P5，由线段 P2’ P5，来替换，也就是说， 将线段P2’ P3’，P3’ P4’，P4’ P5’删除，并将点P2’和点P5’通过直线段直接连接起来。图4所示“带笔锋水平横”的笔画轮廓经过上述变换后，即可得到具有图5所示效 果的“带笔锋水平横”的笔画轮廓。可以理解的是，在实际应用中可以根据具体需要对笔画特征、笔画轮廓和字形进 行各种风格变换，而不必局限于前述实施例所述的形式。而且，本发明中所说的变换包括对 笔画特征、笔画轮廓和字形的变形等修改方式。此外，本发明还提供一种笔画轮廓的识别和变换装置。如图6所示，该装置包括笔 画轮廓识别单元501、笔画特征确定单元502和修改单元503。其中，笔画轮廓识别单元501用于对字形轮廓中的笔画轮廓进行识别。在实际应 用中，该笔画轮廓识别单元501可以根据笔画轮廓定义，对字形轮廓进行遍历而识别出字 形轮廓所包含的笔画轮廓。笔画特征确定单元502用于确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息。具 体地，所述笔画特征确定单元502根据笔画特征的定义，确定每一笔画轮廓所包含的笔画 特征，并记录所述笔画特征在该笔画轮廓中的有关信息，例如位置信息和形状信息等。其 中，所述位置信息包括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数据；所述形态 信息包括所述笔画特征中每一线段所具有的形态。修改单元503用于修改所述笔画特征的位置信息和/或形态信息，以获得该笔画 的新轮廓。例如，该修改单元503可以将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴 方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓 中的所有笔画特征的横坐标沿X轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴 变窄或变宽。再如，该修改单元503可以用直线段代替某一笔画特征中原有的曲线段等等。本发明提供的笔画轮廓的识别和变换装置更为具体的工作过程类似于前面结合 笔画轮廓的识别和变换方法所进行的说明，在此不再赘述。需要说明的是，通过本发明所述的字形笔画轮廓的识别和变换方法/装置，可以准确地知道字形笔画轮廓中包含的笔画类型特征信息，通过这些笔画类型特征信息组合， 可以知道字形笔画轮廓的笔画类型。从而为字形笔画轮廓内部信息的修改提供了依据，以 便在修改时，针对具体笔画轮廓、笔画类型特征，方便快捷地从整体上或局部上修改字形、 笔画轮廓以及笔画特征。 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精 神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种笔画轮廓的识别和变换方法，用以对字形中的笔画轮廓进行识别和变换，其特 征在于，包括下述步骤1)在字形轮廓中识别笔画轮廓；2)确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息；3)根据需要修改所述笔画特征的相关信息，以获得该笔画的新轮廓。
2.根据权利要求1所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，在所述步骤1)中， 根据笔画轮廓的定义，对字形轮廓进行遍历而识别出字形轮廓所包含的笔画轮廓。
3.根据权利要求1所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，在所述步骤2)中， 根据笔画特征的定义，确定每一笔画轮廓所包含的笔画特征，并记录所述笔画特征在该笔 画轮廓中的位置信息及形态信息。
4.根据权利要求3所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，所述位置信息包 括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数据；所述形态信息包括所述笔画特 征中每一线段所具有的形态。
5.根据权利要求4所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，在所述步骤3)中， 修改所述笔画特征的位置信息和/或形态信息，以获得该笔画的新轮廓。
6.根据权利要求5所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，在所述步骤3)中， 将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画 轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的横坐标沿X轴方 向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴变窄或变宽。
7.根据权利要求1所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，在所述步骤1)之 前还包括预先定义笔画轮廓及笔画特征的步骤。
8.—种笔画轮廓的识别和变换装置，其特征在于，包括笔画轮廓识别单元，用于对字形轮廓中的笔画轮廓进行识别；笔画特征确定单元，用于确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息；修改单元，用于根据需要对所述笔画特征的相关信息进行修改，以获得该笔画的新轮廓。
9.根据权利要求8所述的笔画轮廓的识别和变换装置，其特征在于，所述笔画轮廓识 别单元根据笔画轮廓的定义，对字形轮廓进行遍历而识别出字形轮廓所包含的笔画轮廓。
10.根据权利要求8所述的笔画轮廓的识别和变换装置，其特征在于，所述笔画特征确 定单元根据笔画特征的定义，确定每一笔画轮廓所包含的笔画特征，并记录所述笔画特征 在该笔画轮廓中的位置信息及形态信息。
11.根据权利要求10所述的笔画轮廓的识别和变换装置，其特征在于，所述位置信息 包括所述笔画特征中每一线段的起始点和终止点的位置数据；所述形态信息包括所述笔画 特征中每一线段所具有的形态。
12.根据权利要求11所述的笔画轮廓的识别和变换方法，其特征在于，所述修改单元 修改所述笔画特征的位置信息和/或形态信息，以获得该笔画的新轮廓。
13.根据权利要求12所述的笔画轮廓的识别和变换装置，其特征在于，所述修改单元 将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的纵坐标沿Y轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画 轮廓相对于Y轴变窄或变宽；和/或将同一笔画轮廓中的所有笔画特征的横坐标沿X轴方向减去或增加相同的数值，使该笔画轮廓相对于X轴变窄或变宽。
全文摘要
本发明公开了一种笔画轮廓的识别和变换方法，其包括下述步骤1)在字形轮廓中识别笔画轮廓；2)确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息；3)根据需要修改笔画特征的相关信息，以获得该笔画的新轮廓。本发明还公开了一种笔画轮廓的识别和变换装置，其包括笔画轮廓识别单元，用于对笔画轮廓进行识别；笔画特征确定单元，用于确定笔画轮廓中所包含的笔画特征及其相关信息；修改单元，用于根据需要对笔画特征的相关信息进行修改，以获得该笔画的新轮廓。本发明提供的方法/装置属于文字处理技术领域，其能够识别字形中的笔画轮廓及笔画特征，并根据其相关信息，方便快捷地对字形、笔画轮廓以及笔画特征进行整体或局部的修改。
文档编号G06K9/64GK101996309SQ20091009099
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者刘晓林, 唐英敏, 李明 申请人:北大方正集团有限公司;北京大学;北京北大方正电子有限公司