CN103530850B - 一种数字书画笔迹修补方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字书画笔迹修补方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1：计算当前的笔迹重心与历史的笔迹重心；S2：根据当前笔迹重心与历史笔迹重心，得到笔迹运行倾斜率；S3：将历史笔迹点集和当前笔迹点集按排列顺序组合成对应像素点对，通过迭代获得最优倾斜率；S4：根据倾斜率与重心距离计算需构造的笔迹个数num；S5：根据num的值计算每次复制时的笔迹偏移量；S6：将当前笔迹按相应偏移量复制num次，建立约束窗口。本发明能够自动实时地修补数字书画笔迹间的断笔数据，提高书画笔迹的整体连贯性及自然观赏性。

Description

一种数字书画笔迹修补方法及装置

技术领域

本发明涉及数字书画领域，更具体地说，涉及一种用于对数字书画笔迹中的断笔数据进行修补的数字书画笔迹修补方法及装置。

背景技术

目前数字书画系统得到日益广泛的使用，利用数字书画系统，书画者可以将电脑等数据处理设备结合自身的书画功力，在书画屏幕上进行个人书画创作，可以创造出很优美的文字和生动的图画，并存储在数据处理设置中，但在利用数字书画系统进行书画创作的过程中，由于有时书写的速度太快，可能导致中间存在断笔现象，从而影响观赏性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在书画创作时动笔太快导致断笔现像的缺陷，提供一种数字书画笔迹修补方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种数字书画笔迹修补方法，所述方法包括以下步骤：

S1：通过视频摄像头采集数字书画笔迹的每一帧图像，将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将所述当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从所述历史图像中提取历史笔迹点集；然后对当前笔迹点集历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，且每个重复点只排一次，其中，重复点指每个点集内部坐标相同的点；按重心公式分别计算当前笔迹的重心坐标(cx₁,cy₁)与历史笔迹的重心坐标(cx₀,cy₀)；

S2：根据当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，计算得到当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的笔迹运行倾斜率q；

S3：将历史笔迹点集和当前笔迹点集按排列顺序组合成对应像素点对，分别计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，通过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

其中，k＝1,2,...,N；N＝min{n₀,n₁}，n₀、n₁分别表示所述历史笔迹点集和当前笔迹点集中像素点对的数量；

S4：根据最优倾斜率D_q与重心距离len通过如下公式计算需构造的笔迹个数num，

$\mathrm{len}=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{({\mathrm{cy}}_1-{\mathrm{cy}}_0)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向复制num次；

S5：根据构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1,2,...,num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0。

S6：将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

在上述数字书画笔迹修补方法中，所述约束窗口呈矩形，对应的四个顶点坐标分别为(px₀,py₀)、(px₁,py₀)、(px₀,py₁)以及(px₁,py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁,…,py_n}；

py₀＝min{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁,…,py_n}；

py₁＝max{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁,…,px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁,…,py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

在上述数字书画笔迹修补方法中，所述方法还包括，对所有的实际修补点集按其y元素降序排列，筛选掉重复点集。

在上述数字书画笔迹修补方法中，所述方法还包括，输出实际修补点集，得到修补后的图像数据。

还提供一种数字书画笔迹修补装置，包括依次电性连接的信号接收模块、断笔修补模块以及信号输出模块，通过视频摄像头采集数字书画笔迹的每一帧图像；

所述信号接收模块用于接收数字书画笔迹的图像；

所述断笔修补模块用于对数字书画笔迹的图像数据中的断笔数据进行修补得到修补后的图像数据；

所述信号输出模块用于输出修补后的数字书画笔迹的图像。

还提供一种数字书画笔迹修补装置，所述断笔修补模块具体用于根据所述信号接收模块接收到数字书画笔迹的图像后，将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将所述当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从所述历史图像中提取历史笔迹点集；对当前笔迹点集和历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，且每个重复点只排一次，其中，重复点指每个点集内部坐标相同的点；按重心公式分别计算当前笔迹的重心坐标(cx₁,cy₁)、历史笔迹的重心坐标(cx₀,cy₀)；

所述断笔修补模块用于根据当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，计算得到当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的笔迹运行倾斜率q；

所述断笔修补模块用于将历史笔迹点集和当前笔迹点集按排列顺序组合成对应像素点对，分别计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，通过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

其中，k＝1,2,...,N；

N＝min{n₀,n₁}，n₀、n₁分别表示所述历史笔迹点集和当前笔迹点集中像素点对的数量；

所述断笔修补模块用于根据最优倾斜率D_q与重心距离len通过如下公式计算需构造的笔迹个数num，

$\mathrm{len}=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{({\mathrm{cy}}_1-{\mathrm{cy}}_0)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向复制num次；

所述断笔修补模块用于根据构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_{`1}+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1,2,...,num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0。

所述断笔修补模块还用于将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

还提供一种数字书画笔迹修补装置，所述约束窗口呈矩形，对应的四个顶点坐标分别为(px₀,py₀)、(px₁,py₀)、(px₀,py₁)以及(px₁,py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁,…,py_n}；

py₀＝min{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁,…,py_n}；

py₁＝max{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁,…,px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁,…,py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

还提供一种数字书画笔迹修补装置，所述断笔修补模块还用于对所有的实际修补点集按其y元素降序排列，筛选掉重复点集。

还提供一种数字书画笔迹修补装置，还包括分别与所述信号接收模块、断笔修补模块以及所述信号输出模块电性连接，用于给所述信号接收模块、断笔修补模块以及所述信号输出模块供电的供电模块。

实施本发明的数字书画笔迹修补方法及装置，具有以下有益效果：在利用数字书画装置进行创作的过程中，能够自动实时地修补书画笔迹间的断笔数据，从而提高书画笔迹的整体连贯性及自然观赏性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的一种数字书画笔迹断笔修补方法的流程图；

图2是图1中约束窗口的坐标图；

图3是本发明提供的一种数字书画笔迹修补装置的结构框图；

图4是本发明提供的一种数字书画笔迹修补方法及装置对书画笔迹修补前和修补后的比对图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明一种数字书画笔迹修补方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S1：通过视频摄像头采集数字书画笔迹的每一帧图像，从而确定书画笔在数字书画屏幕上的位置，将每一帧图像中的笔迹进行叠加，形成轨迹，最终在书画屏幕上就可以实时地观看用户的书画创作或涂鸦作品。

根据现有技术，在数字书画屏幕上将数字书画的笔迹分解为由多个像素点组成的笔迹点集，并设置笔迹点集中每个像素点的位置坐标。

根据接收到的图像，将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从历史图像中提取历史笔迹点集；然后对当前笔迹点集历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，且每个重复点只排一次，其中，重复点指每个点集内部坐标相同的点，即x元素和y元素都相同的点；x元素即为每个像素点坐标中的横坐标，y元素为每个像素点坐标中的纵坐标。因此相当于对当前笔迹点集中按所有像素点的纵坐标来进行降序排列，对于重复点只取一次；对历史笔迹点集中按所有像素点的纵坐标进行降序排列，对于重复点只取一次，其中，若当前笔迹点集和历史笔迹点集中若有纵坐标相同，而横坐标不相同的像素点时，则此时将横坐标不同，纵坐标相同的像素点按对应的横坐标进行降序排列。

再分别按重心公式计算当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，其中重心公式如下：

$\mathrm{cx}=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i}{n};$

$\mathrm{cy}=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i}{n};$

通过上述公式可以计算得出当前笔迹的重心坐标为(cx₁,cy₁)、历史笔迹的重心坐标为(cx₀,cy₀)，其中，n为大于零的自然数，在本实施例中，重心坐标的参考点为用于书写的数字书画屏幕的左上角。在其它实施例中，重心坐标的参考点也可以是数字书画屏幕的左下角。

S2：根据步骤S1中计算得出的当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，得到当前笔迹与历史笔迹之间的笔迹运行倾斜率q为；

q＝(cx₁-cx₀)/(cy₁-cy₀)；

S3：当前笔迹点集和历史笔迹点集均按排列顺序组合成对应像素点对，即历史笔迹点集中第一个像素点对应当前笔迹点集中第一个像素点，历史笔迹点集中第二个像素点对应当前笔迹点集中第二个像素点，以此类推。

再分别按照步骤S2中的公式计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，并代入如下公式，即经过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

$D_q=q_{k-1}+\frac{q-q_k}{\sqrt{q^2-{q_k}^2}};$

其中，

q₀＝q；

k＝1,2,...,N；

N＝min{n₀,n₁}，n₀、n₁分别表示历史的笔迹点集和当前的笔迹点集中像素点的数量。

S4：根据步骤S3中计算得出的最优倾斜率D_q与当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的重心距离len通过如下公式计算得出需构造的笔迹个数num，

$\mathrm{len}=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{\left({\mathrm{cy}}_0\right)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向即D_q复制num次。

S5：根据需构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1,2,...,num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0；

(cx₁,cy₁)表示当前笔迹的重心坐标。

S6：将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，如图2所示，过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

图2为图1中约束窗口的坐标图，约束窗口呈矩形，其对应的四个顶点坐标分别为(px₀,py₀)、(px₁,py₀)、(px₀,py₁)以及(px₁,py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁,…,py_n}；

py₀＝min{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁,…,py_n}；

py₁＝max{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁,…,px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁,…,py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

此外，对所有的实际修补点集按其y元素即纵坐标降序排列，筛选掉重复点集，得到实际修补点集，即已修补好的书画笔迹的图像数据。

在上述所有步骤中，所有坐标均以数字书画屏幕的左上角为参考点。

图3为本发明一种数字书画笔迹修补装置的结构框图，该数字书画笔迹修补装置用于在利用数字书画系统进行书画创作时，对断笔位置按照笔迹的方向进行修补，该数字书画笔迹修补装置包括信号接收模块10、断笔修补模块20、信号输出模块30以及供电模块40，信号接收模块10、断笔修补模块20以及信号输出模块30依次电性连接，供电模块40分别与信号接收模块10、断笔修补模块20以及信号输出模块30电性连接。信号接收模块10用于接收数字书画笔迹的图像，可以是计算机的输入端，该图像由视频摄像头来采集，针对摄像头采集到的每一帧图像，即可确定书画笔在书画屏幕上的位置；断笔修补模块20用于对数字书画笔迹的图像数据中的断笔数据进行修补得到修补后的图像数据；信号输出模块30用于输出修补后的数字书画笔迹的图像，供电模块40用于给信号接收模块10、断笔修补模块20以及信号输出模块30供电。其中，信号接收模块10接收到数字书画笔迹的图像后，断笔修补模块20用于对接收到的图像数据中的断笔数据进行处理，可以为计算机的CPU，具体用于将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从历史图像中提取历史笔迹点集；对当前笔迹点集和历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，重复点只取一次；在本实施例中，视频摄像头每秒可采集75次，即75帧图像。

断笔修补模块20再根据重心公式分别计算当前笔迹的重心与历史笔迹的的重心，根据如下公式：

$\mathrm{cx}=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i}{n};$

$\mathrm{cy}=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i}{n};$

通过上述公式可以计算得出当前笔迹的重心坐标为(cx₁,cy₁)、历史笔迹的重心坐标为(cx₀,cy₀)，其中，n为大于零的自然数。

断笔修补模块20根据计算得出的当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，计算得到笔迹运行倾斜率为；

q＝(cx₁-cx₀)/(cy₁-cy₀)；

其中，q即为利用重心公式计算得出的笔迹运行倾斜率。

将当前笔迹点集和历史笔迹点集均按排列顺序组合成对应像素点对，即历史笔迹点集中第一个像素点对应当前笔迹点集中第一个像素点，历史笔迹点集中第二个像素点对应当前笔迹点集中第二个像素点，。。。，以此类推。

断笔修补模块20再根据上述公式分别计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，代入如下公式，通过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

$D_q=q_{k-1}+\frac{q-q_k}{\sqrt{q^2-{q_k}^2}}$

其中，

q₀＝q；

k＝1,2,...,N；

N＝min{n₀,n₁}，n₀、n₁分别表示历史笔迹点集和当前笔迹点集中像素点的数量。

之后，断笔修补模块20根据倾斜率D_q与当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的重心距离len通过如下公式计算得出需构造的笔迹个数num，

$\mathrm{len}=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{({\mathrm{cy}}_1-{\mathrm{cy}}_0)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向即D_q复制num次。

断笔修补模块20根据构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1,2,...,num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0。

最后，断笔修补模块20将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，如图2所示，以过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

其中，约束窗口呈矩形，其对应的四个顶点坐标分别为(px₀,py₀)、(px₁,py₀)、(px₀,py₁)以及(px₁,py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁,…,py_n}；

py₀＝min{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁,…,py_n}；

py₁＝max{px₁,…,px_n}/D_q；

px₁,…,px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁,…,py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

此外，断笔修补模块20对所有的实际修补点集按其y元素即纵坐标降序排列，筛选掉重复点集，输出修补点集，得到修补后的完整数据，并重新描绘图像得到修补后图像。

之后，信号输出模块30输出已修补好书画笔迹的图像，最终在数字书画屏幕上显示完整的书画笔迹，其中，信号输出模块可以是计算机的输出端。

图4是本发明提供的一种数字书画笔迹修补方法及装置对书画笔迹修补前和修补后的比对图，其中，图（a）为书画笔迹修补前的图像，图（b）为书画笔迹修补后的图像，通过比较可以明显得出，书画笔迹在修补前有明显的断笔现象，影响观赏性，而修补后的书画笔迹非常平滑。因此通过本发明的数字书画笔迹修补方法及装置，可以对书画笔迹中的断笔数据进行修补，能够自动实时地修补书画笔迹间的断笔，从而提高书画笔迹的整体连贯性及自然观赏性。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种数字书画笔迹修补方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：通过视频摄像头采集数字书画笔迹的每一帧图像，将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将所述当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从所述历史图像中提取历史笔迹点集；然后对当前笔迹点集和历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，且每个重复点只排一次，其中，重复点为每个点集内部坐标相同的点；

按重心公式分别计算当前笔迹的重心坐标(cx₁，cy₁)与历史笔迹的重心坐标(cx₀，cy₀)；

S2：根据当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，计算得到当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的笔迹运行倾斜率q；

S3：将历史笔迹点集和当前笔迹点集按排列顺序组合成对应像素点对，分别计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，通过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

其中，k＝1，2，...，N；

N＝min{n₀，n₁}，n₀、n₁分别表示所述历史笔迹点集和当前笔迹点集中像素点对的数量；

S4：根据最优倾斜率D_q与重心距离len通过如下公式计算需构造的笔迹个数num，

$len=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{({\mathrm{cy}}_1-{\mathrm{cy}}_0)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向复制num次；

S5：根据构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\Σ}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\Σ}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1，2，...，num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0，

S6：将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

2.根据权利要求1所述的数字书画笔迹修补方法，其特征在于，所述约束窗口呈矩形，对应的四个顶点坐标分别为(px₀，py₀)、(px₁，py₀)、(px₀，py₁)以及(px₁，py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁，…，py_n}；

py₀＝min{px₁，…，px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁，…，py_n}；

py₁＝max{px₁，…，px_n}/D_q；

px₁，…，px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁，…，py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

3.根据权利要求1所述的数字书画笔迹修补方法，其特征在于，所述方法还包括，对所有的实际修补点集按其y元素降序排列，筛选掉重复点集。

4.根据权利要求3所述的数字书画笔迹修补方法，其特征在于，所述方法还包括：

输出实际修补点集，得到修补后的图像数据。

5.一种数字书画笔迹修补装置，其特征在于，包括依次电性连接的信号接收模块、断笔修补模块以及信号输出模块，通过视频摄像头采集数字书画笔迹的每一帧图像；

所述信号接收模块用于接收数字书画笔迹的图像；

所述断笔修补模块用于对数字书画笔迹的图像数据中的断笔数据进行修补得到修补后的图像数据；

所述信号输出模块用于输出修补后的数字书画笔迹的图像；

所述断笔修补模块具体用于根据所述信号接收模块接收到数字书画笔迹的图像后，将需要进行笔迹修补的图像定义为当前图像，从所述当前图像中提取当前笔迹点集；将所述当前图像的前一帧图像定义为历史图像，从所述历史图像中提取历史笔迹点集；对当前笔迹点集和历史笔迹点集分别按各自的y元素降序排列，且每个重复点只排一次，其中，重复点指每个点集内部坐标相同的点；

按重心公式分别计算当前笔迹的重心坐标(cx₁，cy₁)、历史笔迹的重心坐标(cx₀，cy₀)；

所述断笔修补模块用于根据当前笔迹的重心与历史笔迹的重心，计算得到当前笔迹的重心与历史笔迹的重心之间的笔迹运行倾斜率q；

所述断笔修补模块用于将历史笔迹点集和当前笔迹点集按排列顺序组合成对应像素点对，分别计算每组对应像素点对的倾斜率q_k，通过多次迭代获得最优倾斜率D_q；

其中，k＝1，2，...，N；

N＝min{n₀，n₁}，n₀、n₁分别表示所述历史笔迹点集和当前笔迹点集中像素点对的数量；

所述断笔修补模块用于根据最优倾斜率D_q与重心距离len通过如下公式计算需构造的笔迹个数num，

$len=\sqrt{{({\mathrm{cx}}_1-{\mathrm{cx}}_0)}^2+{({\mathrm{cy}}_1-{\mathrm{cy}}_0)}^2};$

num＝(D_q+(D_q-q))·len/8＝(2D_q-q)·len/8；

其中，num表示需构造的笔迹个数，即当前笔迹与历史笔迹之间需要将当前笔迹按最优倾斜率方向复制num次；

所述断笔修补模块用于根据构造的笔迹个数num的值计算每次复制时的笔迹偏移量dx和dy，计算方法如下：

第i次复制时的笔迹偏移量：

${\mathrm{dx}}_i=D_q\·({\mathrm{cy}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\Σ}}{\mathrm{dx}}_m);$

${\mathrm{dy}}_i=\frac{({\mathrm{cx}}_1+\underset{m=0}{\overset{i-1}{\Σ}}{\mathrm{dy}}_m)}{D_q};$

其中，

i＝1，2，...，num；

dx_i表示第i次复制时横坐标方向上的笔迹偏移量；

dy_i表示第i次复制时纵坐标方向上的笔迹偏移量；

dx₀＝0，dy₀＝0，

所述断笔修补模块还用于将当前笔迹按相应偏移量，复制num次，并根据每次复制的笔迹，建立约束窗口，过滤掉不在所述约束窗口内的点集，得到实际修补点集。

6.根据权利要求5所述的数字书画笔迹修补装置，其特征在于，所述约束窗口呈矩形，对应的四个顶点坐标分别为(px₀，py₀)、(px₁，py₀)、(px₀，py₁)以及(px₁，py₁)；其中，

px₀＝D_q·min{py₁，…，py_n}；

py₀＝min{px₁，…，px_n}/D_q；

px₁＝D_q·max{py₁，…，py_n}；

py₁＝max{px₁，…，px_n}/D_q；

px₁，…，px_n表示当前复制笔迹的所有横坐标；

py₁，…，py_n表示当前复制笔迹的所有纵坐标。

7.根据权利要求5所述的数字书画笔迹修补装置，其特征在于，所述断笔修补模块还用于对所有的实际修补点集按其y元素降序排列，筛选掉重复点集。

8.根据权利要求5所述的数字书画笔迹修补装置，其特征在于，还包括分别与所述信号接收模块、断笔修补模块以及所述信号输出模块电性连接，用于给所述信号接收模块、断笔修补模块以及所述信号输出模块供电的供电模块。