CN101706969B

CN101706969B - 一种手写汉字美化中模拟书法拖笔效果的方法

Info

Publication number: CN101706969B
Application number: CN200910193478XA
Authority: CN
Inventors: 金连文; 朱星华; 毛慧芸
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN101706969A

Abstract

本发明为一种手写汉字美化中模拟书法拖笔效果的方法，通过分析用户输入的笔画轨迹信息，利用笔画头尾延伸的方法，模拟具有行草书法风格的拖笔效果，所述笔画头尾延伸的方法先根据笔画的类型、相对位置、角度信息以及用户的选择参数，确定笔画头尾延伸的端点；然后根据延伸端点规则进行头尾延伸处理，通过中点迭代方法将连线逼近于光滑弧线。本发明能使笔画显得更自然、流畅，模拟真实书法中的拖笔效果。

Description

一种手写汉字美化中模拟书法拖笔效果的方法

技术领域

本发明属于模式识别与人工智能技术领域，特别是涉及一种对计算机用户自由手写输入计算机的文字图像进行美化处理，使得显示出书法中拖笔效果的方法。

背景技术

中国毛笔已经有数千年的历史，中国书法被认为是中国绘画的最高形式。手写体汉字比印刷体汉字更灵活、更有原创性，人们甚至认为手写字迹能反映一个人的性格、情绪和文化修养等个人特征。这使得手写体汉字成为这些亚洲国家生活和文化中不可分割、不可替代的艺术形式。近年来个性化的文字处理已开始受到关注，方正集团发布了“徐静蕾字体”，另外也有一些专利侧重与汉字美化方面。专利200810060767.8号专利《一种汉字书写形态美观度的计算机评估方法》给出了一种计算机对汉字书写心态美观度的评估方法。这种方法只是对利用图像处理和人工智能对汉字书写进行一个评价，并没有对字体进行美化处理。专利200810121201.1号专利《一种手写体汉字的计算机生成与美化方法》公开了一种手写体汉字的计算机生成与美化方法。该方法只是简单的利用线性插值，得到新的手写字体，所以美化效果方面还有待提高。专利200810028916.2号专利《一种手写汉字美化方法》提出一种手写汉字美化方法，在保留书写者书写风格基础上，对其手写汉字进行美化的手写轨迹处理方法。本方法利用基于速度的书法笔画模拟、笔画匹配以及模版融合，达到美化书写轨迹的目的。此发明和本发明很类似，但是由于字体众多，并没有针对特定字体来进行美化，虽然保留了个人风格，但是美化的目标并没有达到特定字体的效果。

根据资料显示，行楷风格的笔画延伸变换规则要求如下：每一笔画的尾端反映下一笔画书写的趋势；每一笔画的起始端反映上一笔画的延续；用一条直线把相邻笔画的头尾相接，整个笔画段应该是光滑(可导)的；每一笔画的起始、主体、结尾各部分平滑相连。因此，模拟行楷书法中的“拖笔”现象，即对笔画的头部和尾部进行延伸，从而加强相邻笔画间的关联性，是增加手写汉字美化效果的关键步骤。

发明内容

本发明的目的在于利用计算机处理的方法，提供一种手写汉字美化中模拟书法拖笔效果的方法，不仅保留手写者的手写风格，而且美化后的字体更贴近行楷风格。

本发明包括如下技术特征：首先从输入设备捕捉到用户的输入轨迹；进行重采样处理；获得采样均匀的用户输入的笔画的骨架信息，然后利用笔画头尾延伸的方法，模拟具有行草书法风格的拖笔效果，所述笔画头尾延伸的方法包括步骤：

(1)根据笔画的类型、相对位置、角度信息以及用户的选择参数，确定笔画头尾延伸的端点；

(2)根据延伸端点规则进行头尾延伸处理，通过中点迭代方法将连线逼近于光滑弧线。

本发明根据笔画的类型、相对位置、角度信息以及用户的选择参数，确定笔画头尾延伸的端点。定义s₁、s₂分别是第一笔和第二笔的基本笔画类型；α₁、α₂第一笔和第二笔的连接角度；d是第一笔末端与第二笔起始点之间的连线长度；ex₁是第一笔尾部延伸的最长距离；ex₂是第二笔头部延伸的最长距离。实验发现在某些情况下添加笔画的头尾延伸部分可能使笔画混淆或变形，反而破坏笔画美化的效果。因此，在进行笔画头尾延伸变换时，对笔画延伸部分的长度、是否进行延伸等进行总结，得到延伸端点计算规则，如下所示：

上表中前四列中的“-”表示对应参数可取任意值。

根据笔画延伸系数所给定的笔画延伸端点，在最简单的情况下，只需要在相邻笔画的头部和尾部添加一段直线使之相连，但这样的方法所生成的笔画线条是非常生硬和不美观的。本发明进一步设计了中点迭代的方法，此方法将笔画延伸与相邻笔画相交，找寻中点，然后下次迭代时，以中点为起点，找其与相邻笔画相交线的中点，依次迭代，最终逼近于一条光滑的弧线。

本发明通过笔画延伸端点的确定和延伸笔段的形成，对样本点轨迹进行进一步变换，利用相邻笔画间的方向、位置信息，模拟行楷书中的“拖笔”现象，与现有技术相比，经过美化处理后，用户通过输入设置输入的手写汉字，在最终显示器显示出来的笔画中，具有自然、流畅，能模拟真实书法的拖笔效果。

附图说明

图1为本发明笔画头尾延伸规则所用参数的标注示意图；

图2为本发明的中点迭代算法示意图。

具体实施方式

实施本发明所用的美化识别设备可以采用手写板书写汉字，用计算机进行美化识别，用纯平型显示器显示用户图形界面，可采用C语言编制各类处理程序，便能较好地实施本发明。

笔画延伸及连笔变换以笔画为单位对样本点轨迹进行进一步变换，样本点轨迹通过手写板输入，计算机采集信号待处理，本发明的目的在于利用相邻笔画间的方向、位置信息，使笔画显得更自然、流畅，模拟真实书法中的拖笔效果。

根据资料显示，中国的书法中的，行楷风格的笔画延伸变换规则要求如下：每一笔画的尾端反映下一笔画书写的趋势；每一笔画的起始端反映上一笔画的延续；用一条直线把相邻笔画的头尾相接，整个笔画段应该是光滑(可导)的；每一笔画的起始、主体、结尾各部分平滑相连。针对以上行楷书法风格笔画关联性的要求特点，本发明提出了笔画头尾延伸变换的笔画美化方法，模拟行楷书法中的“拖笔”现象，即对笔画的头部和尾部进行延伸，从而加强相邻笔画间的关联性。这一变换方法包括两个步骤：笔画延伸端点的确定和延伸笔段的形成。

首先，系统要根据笔画的类型、相对位置、角度信息以及用户的选择参数，确定笔画头尾延伸的端点。

首先定义s₁、s₂分别是第一笔和第二笔的基本笔画类型；α₁、α₂第一笔和第二笔的连接角度；d是第一笔末端与第二笔起始点之间的连线长度；ex₁是第一笔尾部延伸的最长距离；ex₂是第二笔头部延伸的最长距离。如图1所示实验和观察发现在某些情况下添加笔画的头尾延伸部分可能使笔画混淆或变形，反而破坏笔画美化的效果。因此，在进行笔画头尾延伸变换时，对笔画延伸部分的长度、是否进行延伸等进行总结，得到延伸端点计算规则，具体规则如表1所示。

表1笔画美化头尾延伸变换规则

根据笔画延伸系数所给定的笔画延伸端点，在最简单的情况下，只需要在相邻笔画的头部和尾部添加一段直线使之相连，但这样的方法所生成的笔画线条是非常生硬和不美观的。根据弧线逼近原理(在外接圆中，多边形的边数越大，它就越逼近于外接圆)，为此提出了“中点迭代”的算法，此方法将笔画延伸与相邻笔画相交，找寻中点，然后下次迭代时，以中点为起点，找其与相邻笔画相交线的中点，依次迭代，最终逼近于一条光滑的弧线。其过程如图4所示。

使用笔画延伸端点确定算法和中点迭代算法对样本点轨迹进行变换的实验结果图2所示。图中所用的输入样本点轨迹是经过预处理以及整体结构调整的轨迹。从图中可以看出，所提出的中点迭代算法能够很好地反映上文所提出的笔画美化规则要求，美化效果明显且结果已初步具有行楷书法的风格。

Claims

1.一种手写汉字美化中模拟书法拖笔效果的方法，首先从输入设备捕捉到用户的输入轨迹；进行重采样处理；获得采样均匀的用户输入的笔画的骨架信息，然后利用笔画头尾延伸的方法，模拟具有行草书法风格的拖笔效果，其特征在于所述笔画头尾延伸的方法包括步骤：

(2)根据延伸端点规则进行头尾延伸处理，通过中点迭代方法将连线逼近于光滑弧线，所述延伸端点规则具体为：

其中“-”表示对应参数可取任意值，s₁、s₂分别是第一笔和第二笔的基本笔画类型；α₁、α₂第一笔和第二笔的连接角度；d是第一笔末端与第二笔起始点之间的连线长度；ex₁是第一笔尾部延伸的最长距离；ex₂是第二笔头部延伸的最长距离；

所述中点迭代方法先是将笔画延伸与相邻笔画相交，找寻中点，然后下次迭代时，以中点为起点，找其与相邻笔画相交线的中点，依次迭代，最终逼近于一条光滑的弧线。