字 书法书写节奏，操作简单；
[0033] (3)本方法中实现的汉字书法书写过程动态复现，对汉字练习过程中的临摹有重 要的应用价值。
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0035] 图1是本发明的处理操作流程图；
[0036] 图2(a)为脱机书法汉字样本"是"，（b)为（a)图的骨架图；
[0037] 图3是书法家联机书与汉字横画的书与速度曲线；
[0038] 图4是采用数学模型模拟的汉字横画书写速度曲线；
[0039] 图5是特定风格的书法汉字书写过程复现效果。
【具体实施方式】
[0040] 本发明的一种可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法包括以 下步骤，其流程图如图1所示：
[0041] 1.选择一个汉字书法作品，对该汉字的脱机图像进行二值化和归一化处理，对二 值图中的黑像素区域进行层层剥离，提取该脱机书法汉字的骨架线，对骨架线按照符合该 汉字拓扑结构的要求分离出笔画的骨架线。
[0042] 图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为0或255,也就是将整个图像呈 现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取而获得仍然可 以反映图像整体和局部特征的二值化图像。本实施例采用计算像素的平均值的方法，即设 置阈值K，扫描图像的每个像素值如像素值大于K像素值设为255 (白色），值小于等于K像 素值设为〇 (黑色）。
[0043] 图像归一化包括对位置归一化和大小归一化。位置归一化可以先计算出汉字的重 心，再将重心移到汉字点阵的指定处。大小归一化可以先计算出汉字点阵上、下、左、右的边 框，然后按比例将汉字线性缩放为指定的大小。
[0044] 汉字骨架是指一组穿过笔画中心，与原始汉字连通性和拓扑结构分布性相一致的 曲线集合。对图像提取骨架又称图像细化，本实施例采用Zhang细化算法，对提取的骨架线 按照符合该汉字拓扑结构的要求分离出笔画的骨架线，如图2(b)所示是提取的脱机书法 汉字"是"的骨架线。
[0045] 2.对每个笔画依照原作品风格建立笔势数学模型。
【主权项】
1. 可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 将汉字书法作品中的书法汉字进行数字化并提取其骨架线，对骨架线按照该汉字 拓扑结构特征分离出笔画； (2) 针对汉字的所有笔画，建立符合该汉字每一笔画书写风格的笔势数学模型； (3) 将所述笔势数学模型赋予已提取的脱机汉字相应笔画的骨架线； (4) 对汉字笔画的书写过程进行复现，实现汉字书法作品书写过程的模拟。
2. 根据权利要求1所述的可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法， 其特征在于：所述步骤（2)的具体处理过程如下： 1) 通过分析书法家联机书写汉字时采集的书写点集，计算每个点的书写速度，建立每 个笔画的书写速度曲线； 2) 对每个笔画的书写速度曲线进行分析，确定起笔、行笔和收笔每个阶段的速度变化 关系； 3) 建立一个带参数的数学模型刻画笔画书写过程中的节奏变化：Y=F(X)，其中X是 一个向量，它代表了一个样本空间中的样本的主要特征；向量X的维数反映了主要特征的 个数； 4) 从脱机书法汉字作品中抽取一系列常用笔画，涵盖汉字的所有笔画，从每一个笔画 中选取若干种不同的书写形式，建立每种书写形式的笔势数学模型； 5) 以原书法作品风格为依据，动态调整笔势数学模型的各个参数，建立每个笔画的笔 势数学模型。
3. 根据权利要求1所述的可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法， 其特征在于：所述步骤（3)的具体处理过程如下： 1) 将已提取的脱机汉字笔画的骨架线按照点的均匀间隔的规则选取骨架点，建立脱机 书法汉字笔画的骨架点集； 2) 建立脱机书法汉字笔画的骨架点集与笔势数学模型之间的一一对应关系； 3) 计算脱机书法汉字笔画骨架点集中每个骨架点对应的书写速度； 4) 计算脱机书法汉字笔画骨架点集中两两骨架点之间的距离，如果计算的距离小于预 设距离，则删除这些骨架点。
4. 根据权利要求1至3之一所述的可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现 的方法，其特征在于：所述步骤（4)中，对汉字笔画的书写过程进行复现可以采用轮廓填充 的方法，或者采用基于骨架线还原的方法。
5. 根据权利要求4所述的可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法， 其特征在于：采用基于骨架线还原的方法的具体处理过程如下： 1) 判断笔画骨架点集两两骨架点之间的距离是否大于预设距离； 2) 如果判断出笔画骨架点两两之间的距离大于预设距离，则减细该骨架点对应的笔 画； 3) 如果判断出笔画骨架点两两之间的距离小于预设距离，则加粗该骨架点对应的笔 画； 4) 重复以上步骤，实现书法汉字书写过程的模拟。
【专利摘要】本发明公开了一种可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法。其具体步骤为：将汉字书法作品中的书法汉字进行数字化并提取其骨架线，对骨架线按照该汉字拓扑结构特征分离出笔画；针对汉字的所有笔画，建立符合该汉字每一笔画书写风格的笔势数学模型；将笔势数学模型赋予已提取的脱机汉字相应笔画的骨架线；对汉字笔画的书写过程进行复现，实现汉字书法作品书写过程的模拟。本发明可以模拟汉字书法创作时的书写笔顺、运笔方法、提按轻重、行笔节奏等体现书法美学内涵的动态过程，计算量小，实施性强，可以为汉字书写文化传承提供支持，比如可以为研发汉字书法教育软件等应用提供支持。
【IPC分类】G06T13-00
【公开号】CN104821005
【申请号】CN201510241139
【发明人】仇宏斌, 姜杰, 白晓东, 黄峰, 李艺, 杨伦义, 张静蓉
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月12日