CN101377856B - 笔迹书写的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种笔迹书写的方法及装置,其在捕捉到采样点后,使用预设第一修正模板对该采样点进行修正,得到第一修正点的位置坐标,如果该第一修正点与上一个采样点的修正点之间的投影距离大于了预定距离,则用预设第二修正模板重新对采样点进行修正,得到第二修正点的位置坐标,并将第二修正点作为该当前采样点的最终修正点,否则将上述第一修正点作为该当前采样点的最终修正点,最后将该最终修正点与上一采样点的修正点进行连接,由于没有丢弃采样点,且通过采用两个模板有选择性地对各采样点进行修正,以满足预先设定的条件,可使得修正后的绘制出来的曲线满足平滑的书写效果,从而可以有效地防止尖点及抖动现象,使书写笔迹流畅。
Description
技术领域
本发明涉及计算机绘图技术领域,特别涉及一种计算机中的笔迹书写的方法及装置。
背景技术
随着计算机应用的日益普及,计算机绘图技术也日益普遍,涉及美术、设计、教育、军事以及会议等领域,通常情况下,计算机绘制图像是通过识别画笔(鼠标)移动的时候的一些点,将这些点通过直线段按照画笔轨迹相连,得到一条画笔折线,当取样点足够多的情况下,该折线即可以粗略地表示出画笔的路径,但是,由于每一条折线的斜率不同,在两条直线相连接时会出现尖点,导致书写出来的画笔轨迹出现很多尖点,书写笔迹不平滑。此外,在绘制图形过程中,由于用户书写时画笔的抖动现象,易导致书写时产生锯齿、滞后、断笔的显像,影响书写笔迹的美观性及平滑性。
现有技术中,为了减少画笔轨迹出现的尖点,出现了一种通过丢弃距离较短的采样点、并对距离较大的采样点进行修正的处理方式,其可以获得较好的平滑处理效果,但是,由于丢弃了其中的一部分采样点,采用这种处理方式所绘制出来的书写笔迹,跟实际所绘制的笔迹具有一定的差距,例如,在实际书写波浪线、小字体的字迹时,由于丢弃了距离较短的取样点,从而可能导致所绘制出的书写笔迹与实际的书写笔迹的相符合的程度不高。
发明内容
针对现有技术中所存在的问题,本发明的第一个目的在于提供一种笔迹书写的方法,其可以有效防止尖点及抖动现象,使书写笔迹流畅。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种笔迹书写的方法,包括步骤:
捕捉画笔移动路径上的采样点;
使用预设第一修正模板、根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第一修正点的位置坐标;
判断所述第一修正点与所述前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离;
若是,使用预设第二修正模板、并根据所述前一采样点的修正点的位置坐标、所述前一采样点的位置坐标以及所述当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第二修正点的位置坐标,并将该第二修正点作为所述当前采样点的最终修正点;
若否,将所述第一修正点作为所述当前采样点的最终修正点;
使用预设曲线类型连接所述前一采样点的修正点与所述最终修正点。
根据上述本发明的方法,其不丢弃采样点,根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标对当前采样点进行修正,并在对采样点进行初次修正后,若修正后的结果不能满足预定要求,则重新对该采样点进行修正,即通过采用预设第一修正模板对当前采样点进行修正得到第一修正点的位置坐标后,如果该第一修正点与上一个采样点的修正点之间的投影距离大于了预定距离,则说明采用预设第一模板对当前采样点进行修正是不合适的,因此换用预设第二修正模板重新对采样点进行修正,由于没有丢弃采样点,且通过采用两个模板有选择性地对各采样点进行修正,以满足预先设定的条件,可使得修正后的绘制出来的曲线满足平滑的书写效果,从而可以有效地防止尖点及抖动现象,使书写笔迹流畅。
本发明的第二个目的在于提供一种笔迹书写的装置,其可以有效防止尖点及抖动现象,使书写笔迹流畅。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种笔迹书写的装置,包括:
采样点捕捉模块,用于捕捉画笔移动路径上的采样点;
与所述采样点捕捉模块连接的第一修正模块,用于使用预设第一修正模板、并根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第一修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块连接的判别模块,用于判断所述第一修正点与所述前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离;
与所述采样点捕捉模块、所述判别模块连接的第二修正模块,用于当所述判别模块的判断结果为是时,使用预设第二修正模板、并根据所述前一采样点的修正点的位置坐标、所述前一采样点的位置坐标以及所述当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第二修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块、所述判别模块、所述第二修正模块连接的曲线连接模块,用于当所述判别模块的判断结果为否时,将所述第一修正点坐标作为所述当前采样点的最终修正点,当所述判别模块的判断结果为是时,将所述第二修正点坐标作为所述当前采样点的最终修正点,并使用所述预设曲线类型连接该最终修正点与上一采样点的修正点。
根据上述本发明的方案,其不丢弃采样点,根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标对当前采样点进行修正,并在对采样点进行初次修正后,若修正后的结果不能满足预定要求,则重新对该采样点进行修正,即通过采用预设第一修正模板对当前的采样点进行修正得到第一修正点的位置坐标后,如果该第一修正点与上一个采样点的修正点之间的最大投影距离大于了预定距离,则说明采用预设第一模板对当前采样点进行修正是不合适的,因此换用预设第二修正模板重新对采样点进行修正,由于没有丢弃采样点,且通过采用两个模板有选择性地对各采样点进行修正,以满足预先设定的条件,可使得修正后的绘制出来的曲线满足平滑的书写效果,从而可以有效地防止尖点及抖动现象,使书写笔迹流畅。
附图说明
图1是本发明笔迹书写的方法实施例的流程示意图;
图2是采用本发明实施例的方法的书写效果示意图;
图3是本发明笔迹书写的装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1所示,是本发明笔迹书写的方法一个实施例的流程示意图,其包括步骤:
步骤S101:捕捉画笔笔迹路径上的采样点,进入步骤S102;
步骤S102:使用预设第一修正模板修正当前采样点,获得第一修正点的位置坐标,进入步骤S103;
步骤S103:判断该第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离,若否,则进入步骤S104,若是,则进入步骤S105;
步骤S104:将该第一修正点作为当前采样点的最终修正点,进入步骤S107;
步骤S105:使用预设第二修正模板重新修正该当前采样点,获得第二修正点的位置坐标,进入步骤S106;
步骤S106:将该第二修正点作为该当前采样点的最终修正点,进入步骤S107;
步骤S107:使用预设曲线类型连接前一采样点的修正点与当前采样点的最终修正点,即:如果第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离不大于预定距离,则用预设曲线类型连接该第一修正点与前一采样点的修正点,如果第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离大于了预定距离,则用预设曲线类型连接第二修正点与前一采样点的修正点。
根据上述本发明的方案,其首先使用预设第一修正模板对当前采样点进行修正,得到第一修正点的位置坐标,如果该第一修正点与前一采样点的修正点的投影距离不大于预定距离,则说明此次修正后得到的值可以满足我们所需要的平滑性要求,可直接将该第一修正点作为当前采样点的最终修正点,但是,如果该第一修正点与前一采样点的投影距离大于了预定距离,则说明此次修正的值可能无法满足我们所需要的平滑性要求,因此,将该第一修正点予以丢弃,并使用预设第二修正模板重新对当前采样点进行修正,得到第二修正点的位置坐标,并将该第二修正点作为当前采样点的最终修正点,从而可以在最大程度上满足平滑性的需求,防止尖点及抖动现象,使书写笔迹平滑。
模板操作是数字图像处理中的一种常用方式,模板运算的数学含义是卷积运算(或称之为互相关运算),卷积运算中的卷积核就是模板运算中的模板,卷积的过程就是做加权和的过程,在图像处理中使用模板运算操作,是实现了一种邻域运算,即某个像素点的值不仅跟本像素点的值相关,而且与其邻域点的值有关,邻域中的每个像素分别与卷积核中的每一个元素相乘,乘积求和所得的结果即为中心像素的新值,因此,可以通过采用模板操作的互相关性,实现图像的平滑处理。
其中,根据本发明所采用的两个预设修正模板,即预设第一修正模板、预设第二修正模板,可以通过预设第一修正模板对书写过慢时引起的抖动进行修正,并通过预设第一修正模板对书写较快时的抖动进行修正,如果书写未过慢,即上述第一修正点与前一采样点的修正点的投影距离大于预定距离时,则说明书写速度较快,用该预设第一修正模板对采样点进行修正是不合适的,因此换用预设第二修正模板对采样点进行修正,从而对书写较慢与书写较快的两种情况分别进行处理,以更好地实现书写笔迹的平滑效果,防止尖点和抖动现象。
基于上述原理,由于模板操作实际上也是一种互相关操作,而在书写笔迹的书写过程中,如果对采样点的坐标值进行了修正,在后续的曲线连接过程中,原始的采样点的坐标值以及修正后的修正值必然会对最终所生成的曲线产生影响,因此,在本发明的方案中,将修正模板定义为: 其中K1代表前一采样点的修正点的系数,K2代表前一采样点的系数,K3代表当前采样点的系数,K代表平均系数,且K=K1+K2+K3。
其中,根据上述定义方式,在下述本发明的具体实施例中,将所述预设第一修正模板表示为 将所述预设第二修正模板表示为 其中A=a1+a2+a3,B=b1+b2+b3。
根据如上所述,可以采用预设第一修正模板对书写速度较慢时的采样点进行修正,这意味着,此时当前采样点与前一个采样点之间的距离较短,因此需要对计算出来的坐标的精度进行限制,所以,在采用预设第一修正模板对当前采样点进行修正时,可限定其所计算出来的第一修正点的位置坐标值为浮点值,以在平滑书写的同时获得较好的与原书写轨迹的一致性效果。
此外,根据如上所示,可以采用预设第二修正模板对书写速度较快时的采样点进行修正,这也意味着,在书写过快时,当前采样点与前一采样点之间的距离较长,因此,较小的精度误差不会对最终的书写轨迹产生大的影响,所以,在采用预设第二修正模板对当前采样点进行修正时,其所计算出来的第二修正点的位置坐标可以是浮点值,也可以是整数值。此外,为了减少计算量,加快后续处理速度,还可以对修正的计算结果进行四舍五入的处理,此时,可将上述预设第二修正模板设定为 其中,round代表四舍五入操作。
其中,在判断第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离时,可以有不同的判断方式:
其一:仅根据横向坐标方向、纵向坐标方向上的最大投影距离进行判断,即:
判断第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离(即横向坐标方向上的投影距离)或者在纵向坐标方向上的纵向坐标距离(即纵向坐标方向上的投影距离)是否大于所述预定距离,若任意一个的判断结果为是,则判定所述第一修正点与所述前一采样点之间的投影距离大于预定距离,在具体进行判断时,可以先比较出哪个坐标方向上的投影距离最大,然后仅针对该最大投影距离与该预定距离进行判断即可;
根据这种判断方式,只要任意一个坐标方向上的投影距离大于了所设定的预定距离,则说明书写速度没有过慢,用该预设第一修正模板对当前采样点进行修正是不合适的,并可将所计算出的第一修正点予以丢弃;
其二:同时根据横向坐标方向、纵向坐标方向上的投影距离进行判断,即:
判断第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离是否大于预定第一距离,
判断第一修正点与前一采样点的修正点在纵向坐标方向上的纵向坐标距离是否大于预定第二距离;
当上述任意一个的判断结果为是时,则判定第一修正点与前一采样点之间的投影距离大于预定距离;
或者也可以是,当上述两个判断条件的判断结果均为是时,才判定第一修正点与前一采样点的投影距离大于预定距离;
其中,该预定第一距离与预定第二距离可以相同,也可以互不相同。
在确定上述当前采样点的最终修正点后,可根据预设曲线类型连接前一采样点的修正点与当前采样点的最终修正点。其中,由于Hermite样条曲线在进行曲线连接时相邻两个曲线段的切矢量相同,在进行曲线连接时可以达到更好的平滑性效果,因此,在本发明方法实施例的方案中,采用Hermite样条曲线连接前一采样点的修正点与当前采样点的修正点,其以前一采样点的修正点为起点,前一采样点的修正点到前一采样点的矢量为起点切矢量,以当前采样点的最终修正点为终点,以当前采样点的最终修正点到当前采样点的矢量为终点切矢量,实现前一采样点的修正点到当前采样点的最终修正点之间的连接。
根据上述本发明的方法,本发明还提供一种笔迹书写的装置,参见图3所示,在本发明笔迹书写的装置的一个具体实施例中,其包括:
采样点捕捉模块301,用于捕捉画笔移动路径上的采样点;
与所述采样点捕捉模块301连接的第一修正模块302,用于使用预设第一修正模板、并根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正当前采样点,获得第一修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块302连接的判别模块303,用于判断所述第一修正点与所述前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离;
与所述采样点捕捉模块301、所述判别模块303连接的第二修正模块304,用于当所述判别模块303的判断结果为是时,使用预设第二修正模板、并根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第二修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块302、所述判别模块303、所述第二修正模块304连接的曲线连接模块305,用于当判别模块303的判断结果为否时,将所述第一修正点作为所述当前采样点的最终修正点,当判别模块303的判断结果为是时,将所述第二修正点作为所述当前采样点的最终修正点,并使用所述预设曲线类型连接该最终修正点与上一采样点的修正点。
根据上述本发明的方案,其使用预设第一修正模板对当前采样点进行修正,得到的第一修正点的位置坐标,如果该第一修正点与前一采样点的修正点的投影距离不大于预定距离,则说明此次修正后得到的值可以满足我们所需要的平滑性要求,可直接将该第一修正点作为当前采样点的最终修正点,但是,如果该第一修正点与前一采样点的投影距离大于了预定距离,则说明此次修正的值可能无法满足我们所需要的平滑性要求,因此,可将该第一修正点予以丢弃,并使用预设第二修正模板重新对当前采样点进行修正,得到第二修正点的位置坐标,并将该第二修正点作为当前采样点的最终修正点,从而可以在最大程度上满足平滑性的需求,防止尖点及抖动现象,使书写笔迹平滑。
其中,根据本发明所采用的两个预设修正模板,即第一修正模块302中的预设第一修正模板、第二修正模块304中的预设第二修正模板,可以通过预设第一修正模板对书写过慢时引起的抖动进行修正,如果书写未过慢,即上述第一修正点与前一采样点的修正点的投影距离大于预定距离时,则说明书写速度较快,用该预设第一修正模板对采样点进行修正是不合适的,因此换用预设第二修正模板对采样点进行修正,从而对书写较慢与书写较快的两种情况分别进行处理,以更好地实现书写笔迹的平滑效果,防止尖点和抖动现象。
此外,由于模板操作实际上也是一种互相关操作,而在书写笔迹的书写过程中,如果对采样点的坐标值进行了修正,在后续的曲线连接过程中,原始的采样点的坐标值以及修正后的修正值必然会对最终所生成的曲线产生影响,因此,在本发明的方案中,将修正模板定义为: 其中K1代表前一采样点的修正点的系数,K2代表前一采样点的系数,K3代表当前采样点的系数,K代表平均系数,且K=K1+K2+K3。
其中,根据上述定义方式,在下述本发明的具体实施例中,将所述预设第一修正模板表示为 将所述预设第二修正模板表示为 其中A=a1+a2+a3,B=b1+b2+b3。
根据如上所述,可以采用预设第一修正模板对书写速度较慢时的采样点进行修正,这意味着,此时当前采样点与前一个采样点之间的距离较短,因此需要对计算出来的坐标的精度进行限制,所以,第一修正模块302在采用预设第一修正模板对当前采样点进行修正时,可限定其所计算出来的第一修正点的位置坐标值为浮点值,以在平滑书写的同时获得较好的与原书写轨迹的一致性效果。
此外,根据如上所述,可以采用预设第二修正模板对书写速度较快时的采样点进行修正,这也意味着,在书写过快时,当前采样点与前一采样点之间的距离较长,因此,较小的精度误差不会对最终的书写轨迹产生大的影响,所以,第二修正模块304在采用预设第二修正模板对当前采样点进行修正时,其所计算出来的第二修正点的位置坐标可以是浮点值,也可以是整数值。此外,为了减少计算量,加快后续处理速度,还可以对修正的计算结果进行四舍五入的处理,此时,可将上述预设第二修正模板设定为 其中,round代表四舍五入操作。
其中,判别模块303在在判断第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离时,可以有不同的判断方式:
其一:仅根据横向坐标方向、纵向坐标方向上的最大投影距离进行判断,即:
判断第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离(即横向坐标方向上的投影距离)或者在纵向坐标方向上的纵向坐标距离(即纵向坐标方向上的投影距离)是否大于所述预定距离,若任意一个的判断结果为是,则判定所述第一修正点与所述前一采样点之间的投影距离大于预定距离,在具体进行判断时,可以先比较出哪个坐标方向上的投影距离最大,然后仅针对该最大投影距离与该预定距离进行判断即可;
根据上述判断方式,只要任意一个坐标方向上的投影距离大于了所设定的预定距离,则说明书写速度没有过慢,用该预设第一修正模板进行修正是不合适的,并可将所计算出的第一修正点予以丢弃;
其二:同时根据横向坐标方向、纵向坐标方向上的投影距离进行判断,即:
判断第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离是否大于预定第一距离,
判断第一修正点与前一采样点的修正点在纵向坐标方向上的纵向坐标距离是否大于预定第二距离;
当上述任意一个的判断结果为是时,则判定第一修正点与前一采样点之间的最大投影距离大于预定距离;
或者也可以是,当上述两个判断条件的判断结果均为是时,才判定第一修正点与前一采样点的投影距离大于预定距离;
其中,该预定第一距离与预定第二距离可以相同,也可以互不相同。
此外,曲线连接模块305在根据预设曲线类型连接前一采样点的修正点与当前采样点的最终修正点时,可以采用Hermite样条曲线进行连接,这是因为,Hermite样条曲线在进行曲线连接时的相邻两个曲线段的切矢量相同,在进行曲线连接时可以达到更好的平滑性效果,在具体连接时,可以前一采样点的修正点为起点,前一采样点的修正点到前一采样点的矢量为起点切矢量,以当前采样点的最终修正点终点,以当前采样点的最终修正点到当前采样点的矢量为终点切矢量,实现前一采样点到当前采样点之间的连接。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种笔迹书写的方法,其特征在于,包括步骤:
捕捉画笔移动路径上的采样点;
使用预设第一修正模板、根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第一修正点的位置坐标;
判断所述第一修正点与所述前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离;
若是,使用预设第二修正模板、并根据所述前一采样点的修正点的位置坐标、所述前一采样点的位置坐标以及所述当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第二修正点的位置坐标,并将该第二修正点作为所述当前采样点的最终修正点;
若否,将所述第一修正点作为所述当前采样点的最终修正点;
使用预设曲线类型连接所述前一采样点的修正点与所述最终修正点,
所述判断第一修正点与前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离具体包括:
判断所述第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离是否大于预定第一距离,
判断所述第一修正点与前一采样点的修正点在纵向坐标方向上的纵向坐标距离是否大于预定第二距离;
当上述任意一个的判断结果为是或者上述二者的判断结果均为是时,则判定所述第一修正点与所述前一采样点之间的最大投影距离大于预定距离;
或者
判断所述第一修正点与前一采样点的修正点在横向坐标方向上的横向坐标距离或者在纵向坐标方向上的纵向坐标距离是否大于所述预定距离,若是,则判定所述第一修正点与所述前一采样点之间的最大投影距离大于预定距离。
3.根据权利要求1或2所述的笔迹书写的方法,其特征在于,所述第一修正点坐标为浮点值。
4.根据权利要求1或2所述的笔迹书写的方法,其特征在于:
所述预设曲线类型包括Hermite样条曲线。
5.根据权利要求4所述的笔迹书写的方法,其特征在于,使用Hermite样条曲线连接所述前一采样点的修正点与所述最终修正点的方式包括:
以所述前一采样点的修正点为起点,以所述前一采样点的修正点到所述前一采样点的矢量为起点切矢量,以所述最终修正点为终点,以所述最终修正点到所述当前采样点的矢量为终点切矢量,绘制Hermite样条曲线。
6.一种笔迹书写的装置,其特征在于,包括:
采样点捕捉模块,用于捕捉画笔移动路径上的采样点;
与所述采样点捕捉模块连接的第一修正模块,用于使用预设第一修正模板、并根据前一采样点的修正点的位置坐标、前一采样点的位置坐标以及当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第一修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块连接的判别模块,用于判断所述第一修正点与所述前一采样点的修正点之间的投影距离是否大于预定距离;
与所述采样点捕捉模块、所述判别模块连接的第二修正模块,用于当所述判别模块的判断结果为是时,使用预设第二修正模板、并根据所述前一采样点的修正点的位置坐标、所述前一采样点的位置坐标以及所述当前采样点的位置坐标修正所述当前采样点,获得第二修正点的位置坐标;
与所述第一修正模块、所述判别模块、所述第二修正模块连接的曲线连接模块,用于当所述判别模块的判断结果为否时,将所述第一修正点坐标作为所述当前采样点的最终修正点,当所述判别模块的判断结果为是时,将所述第二修正点坐标作为所述当前采样点的最终修正点,并使用所述预设曲线类型连接该最终修正点与上一采样点的修正点。
8.根据权利要求6所述的笔迹书写的装置,其特征在于:
所述预设曲线类型包括Hermite样条曲线;
9.根据权利要求6或7或8所述的笔迹书写的装置,其特征在于:
所述第一修正点坐标为浮点值。
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2008
- 2008-10-07 CN CN2008101989913A patent/CN101377856B/zh not_active Expired - Fee Related
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