一种手写汉字的实时轮廓美化方法
【专利摘要】本发明公开了一种手写汉字的实时轮廓美化方法，包括以下步骤：笔段轮廓生成：通过建立笔刷模型及根据笔段轮廓生成算法生成笔段轮廓；笔画轮廓生成：通过笔段轮廓的合并以及冗余轮廓的消除两大过程生成笔画轮廓。本发明的方法，能够模拟现实的书法效果，对用户书写轨迹进行美化，提升计算机汉字书写的用户体验。
【专利说明】一种手写汉字的实时轮廓美化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模式分析与笔式计算领域，特别涉及一种手写汉字的实时轮廓美化方 法。
【背景技术】
[0002] 手写作为汉字的重要记录手段，千百年来推动着中华文明滚滚向前。而伴随汉字 书写而生的书法艺术，更是我国传统文明中古老而又璀璨的艺术明珠。自汉字诞生以来，书 写的对象由龟壳、竹简、丝绸到纸张，书写工具由骨头、刀片、毛笔到现代的各种硬笔，汉字 书写艺术的形势经历了一代又一代的革新。
[0003] 到了今天，随着计算机技术的发展，汉字书写获得了新的生命力。各类便携触屏设 备的普及，特别是智能手机以及平板电脑，给计算机汉字书写提供了大量应用场景，如会议 笔记的记录、文件的批注、输入法的手写输入和随意的书法涂鸦等等。这些汉字书写场景大 大地丰富了生活方式以及提高了工作效率.尽管计算机汉字书写具有各种各样的优点，市 场上也涌现了种类繁多的手写应用，但是，现存的商业应用还存在各种各样的不足。特别在 手写汉字的美化方面，主流的应用对用户轨迹的处理方式还相当的原始落后，效果简单生 硬，不够生动美观，严重地影响了用户的书写体验
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种手写汉字的实时轮廓美 化方法。
[0005] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：
[0006] -种手写汉字的实时轮廓美化方法，包含以下顺序的步骤：
[0007] -、笔段轮廓生成：主要包括前期的对笔刷模型建模和笔段轮廓合成算法；
[0008] 1、笔刷模型建模
[0009] 本发明将复杂的笔刷轮廓用数学建模，以期减少笔段轮廓提取的计算量，在本发 明中，我们采用多段的三次Bezier曲线对笔刷轮廓进行拟合，合成封闭的笔刷轮廓；见附 图2,为毛笔笔刷的笔刷建模的过程；
[0010] 建模过程描述如下：
[0011] 步骤1 :对于给定的笔刷图片A，利用图像学知识，获得笔刷的轮廓点序列S= {Pi， i = 0, 1，…，η};
[0012] 步骤2 :利用曲线分裂技术，寻找点序列S的分裂点，这些分隔点包含有笔刷轮 廓的骨架特征，我们将其称为笔刷的轮廓点，表示为
【权利要求】
1. 一种手写汉字的实时轮廓美化方法，其特征在于，包括以下步骤：
51. 笔段轮廓生成：通过建立笔刷模型及根据笔段轮廓生成算法生成笔段轮廓；
52. 笔画轮廓生成：通过笔段轮廓的合并以及冗余轮廓的消除两大过程生成笔画轮 廓。
2. 根据权利要求1所述的手写汉字的实时轮廓美化方法，其特征在于，步Sl中，所述的 笔段轮廓生成时采用了建立笔刷模型的处理方法：采用多段的三次Bezier曲线对笔刷轮 廓进行拟合，合成封闭的笔刷轮廓，先利用图像学知识获取给定笔刷图片的轮廓点序列，然 后利用曲线分裂技术，寻找点序列的分裂点，这些点称为笔刷的轮廓点，接着针对每一小段 序列，拟合成三次Bezier曲线，最后将相邻的Bezier曲线光滑并接，即可得到封闭的笔刷 轮廓。
3. 根据权利要求1所述的手写汉字的实时轮廓美化方法，其特征在于，步骤Sl中，所述 的笔段轮廓生成具体的方法为：寻找3阶贝塞尔曲线的四个点以及笔段轮廓生成的算法， 假设在时刻i，设备采集到采样点Pi,如果i为3的倍数，我们可以利用最近的三个点生成 Bezier曲线；于是可以通过下列规则生成Bezier曲线四个点qQ,q。q2,q3 : 当i= 3时：
生成笔段轮廓算法如下：首先是生成分割点，然后是对轮廓点进行仿射变化，再计算包 络点，最后计算笔段轮廓。
4. 根据权利要求1所述的手写汉字的实时轮廓美化方法，其特征在于，步骤S2中，所述 的笔段轮廓合并的具体操作为： 对于相邻的两个笔段轮廓Clead与Cm1ot首尾相接，其中Clead在前，Cm1ot在后，笔段轮 廓=左段支+段末+右段支+段首，我们现要将其合并为单一的笔段轮廓c_gral，c_ged定义 为：
笔段轮廓的合并其实就是去除相邻笔段轮廓中多余的段首与段末，并将两者的段支轮 廓合并； 假设Clea41eft最后的一条Bezier曲线为Qlead,CfaLlOT，left最先的一条Bezier曲线为Qft5llmt ;要使笔段合并后段支连接处满足一阶连续性，两条曲线Qlead = {PlMM，Plea<u，PlMd，2， Plead, 3 }与％〇Ilow {Pfollow，0,PfollowjIJPfollow, 2，Pfollowr, 3丨葡"俩足：
其中k为常数，如果满足上述限制，则将两个笔段轮廓合并；否则，放弃合并。
5.根据权利要求1所述的手写汉字的实时轮廓美化方法，其特征在于，步骤S2中，所述 的冗余轮廓消除的操作是消除冗余Bezier曲线，也就是采用数量尽量少的曲线集代替原 有的曲线集，具体实现方法如下：对于笔画轮廓中相邻的两条Bezier曲线P (U)与Q(V)，对 应的控制点为Pi与Qi(i= 0, 1，…，n)，寻找Bezier曲线R(t)，对应的控制点为Ri,使其与 a之间的距离萬-瓦||2在区间[〇,1]达到最小，其中瓦定义为：
采用了机遇约束优化的合成算法，对于相邻的两条Bezier曲线，调整它们的控制点， 以满足精确合成的条件，然后通过推断算法获得合成曲线的控制点； 将距离控制在合理的范围内，采取归一化的误差因子来衡量合成误差：
其中L(R)表示Bezier曲线R⑴的长度，当e>e。，取e。= 〇.08,放弃P(U)与Q(V)的合成； 定义轮廓的压缩比例P:
其中Couttjld表示合成笔画轮廓所包含的曲线数，Coutniwged表示合成后的曲线数；压缩 比例P表示冗余消除后，笔画轮廓包含的曲线数目的下降比例。
【文档编号】G06T11/80GK104268915SQ201410484141
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】金连文, 曾伟铭, 陈露开 申请人:华南理工大学