一种光源跟随处理的手写立体字生成方法技术

本发明专利技术提供一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，该方法首先将字库材料量化为像素矩阵并按灰度值划分汉字集

【技术实现步骤摘要】
一种光源跟随处理的手写立体字生成方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉应用
，尤其涉及一种光源跟随处理的手写立体字生成方法
。

技术介绍

[0002]在数字化时代背景下，由于中文屏幕字体的设计大多依据西方屏幕字体的设计理念设计而来，大多数字体呈现僵硬
、
缺少传统特征等无人文性现象
。
[0003]随着电子产品的广泛应用，绝大多数商品上的装饰类文字也不再由人手写，于是类字体的影响溢出了屏幕，手机
、
电脑
、
书籍
、
传单
——
乃至人们可以在生活中接触到的几乎所有文字，充斥着许多与传统衔接不善的设计造物
。
这也意味着，在快节奏的今天，如果不能将一些传统字体搬上屏幕
、
使它可以被印刷和传播，那么它将面临着被人们遗忘的风险
。
[0004]作为优秀的传统文化，手写立体字在数字化的时代背景淡出普罗大众的视野，令无数书法爱好者为之惋惜
。
众多书法爱好者仍对立体字充满兴趣，然而人工绘制立体字具有较高的难度，需要绘制者对字体结构和空间几何有较好的理解，这已成为传承立体字在缺少计算机传播途径之外的又一瓶颈
。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，解决目前手写立体字书写过程繁琐
、
笔画分割规则要求苛刻等一系列技术问题，利用光源跟随立体字像素点处理，生成手写立体字
。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，所述方法包括步骤：
[0007]步骤1：选择非衬线体字库，将字库材料量化为像素矩阵
A
，像素矩阵
A
由坐标空间和灰度值组成；
[0008]步骤2：提取像素矩阵
A
中灰度值为0的像素点组成汉字集
S
cc
；
[0009]步骤3：将主光源
L
正交分解为
l1、l2，对汉字集
S
cc
中像素点沿光源分解方向
l1、l2的领域像素点进行判断，得到边缘集
S
ss
，
l1为连续方向，
l2为离散方向；
[0010]步骤4：定义连续方向
l1像素点的最短长度，并按步骤3分解得到的
l1、l2方向分离边缘集
S
ss
，得到两个方向的材料，所述两个方向的材料为边缘集中的像素点在各自方向上的集合；
[0011]步骤5：迭代边缘集
S
ss
，删除重叠像素点
、
补偿被遮挡的像素点，得到扫描材料集
S
s
；
[0012]步骤6：初始化目标处理数组，判断目标两个像素点之间的像素点是否在汉字集
S
cc
内，如果在，将像素点放入结果集合数组中，目标处理数组往后移两位，如果不在，目标处理数组往后移一位，重复步骤6，直至对光源方向上的所有像素点完成处理；
[0013]步骤7：提取像素矩阵
A
中灰度值介于0和
255
之间的像素点组成阴影集，基于边缘集
S
ss
对阴影集中的像素点进行邻域判断，筛选出其中处于光源方向相对方向的像素点作为渲染像素点以渲染汉字阴影；
[0014]步骤8：将步骤6中得到的
l1、l2方向的像素点和步骤7得到的渲染像素点合并，还原步骤5中做的预处理，得到手写立体字
。
[0015]进一步的，步骤3中，按需求的光源角度分解光源分量并建立坐标空间，包括：
[0016]利用三维空间中光源与目标汉字在空间上形成的位置关系，通过垂直距离和阴影之间的比例，根据第一公式计算光源与汉字本体边缘夹角
α
，所述第一公式为：
[0017][0018]依据得到的
α
根据第二公式定义主光源
L
，所述第二公式为：
[0019]L
＝
(tan
α
)x+b
[0020]根据第三公式对假定的光源进行分解操作，所述第三公式为：
[0021]l
＝
(tan(
α
±
π
/4))x+b
[0022]其中，
x
表示斜率，代表光源照射的方向，
b
表示截距，代表自然光距离字体的垂直距离，故所述第二公式表示主光源
L
的线性表达式，进而通过第三公式对主光源正交处理，为建立坐标空间做准备
。
[0023]进一步的，在坐标空间中对像素点进行分类，以得到边缘集
S
ss
，具体包括：
[0024]按照灰度值对像素点进行划分，获得本体像素点
、
阴影像素点和背景像素点；
[0025]对沿着光源分量的像素点的领域灰度值进行划分，得到边缘集
S
ss
。
[0026]进一步的，对沿着光源分量的像素点的领域灰度值进行划分，得到边缘集
S
ss
，具体包括：
[0027]设像素点为
A(i,j)
，分别处理
A
在
l1、l2上的邻域像素点，得到像素边缘矩阵如第四公式所示：
[0028][0029]若
I
＝0，则判定
A
不属于字体边缘，若
A
符合第五公式，则判定
A
属于字体边缘像素点，将其归入边缘集
S
ss
，第五公式如下所示：
[0030]A(i,j
‑
1)+A(i,j+1)+A(i
‑
1,j)+A(i+1,j)≠0。
[0031]进一步的，步骤4中，根据光源分量的正交关系构建坐标空间，将源字体量化为可沿光源处理的表达形式，包括：
[0032]对一个光源分量方向上的像素点，固定该光源分量，以另一个光源分量按照第六公式辅助读取像素点，得到像素点在这个光源分量上的坐标表达，所述第六公式为：
[0033]A(i,j)
＝
(i
‑
1)*j
max
+j
[0034]其中，
j
max
表示图片像素矩阵列坐标的最大值，物理意义为图片宽度的大小，通过两个光源分量的读取功能互换，将代数表达代入，像素点在另一个光源分量上的坐标表达由第七公式表示，所述第七公式为：
[0035]A(i,j)
＝
(j
‑
1)*i
max
+i
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：选择非衬线体字库，将字库材料量化为像素矩阵
A
，像素矩阵
A
由坐标空间和灰度值组成；步骤2：提取像素矩阵
A
中灰度值为0的像素点组成汉字集
S
cc
；步骤3：将主光源
L
正交分解为
l1、l2，对汉字集
S
cc
中像素点沿光源分解方向
l1、l2的领域像素点进行判断，得到边缘集
S
ss
，
l1为连续方向，
l2为离散方向；步骤4：定义连续方向
l1像素点的最短长度，并按步骤3分解得到的
l1、l2方向分离边缘集
S
ss
，得到两个方向的材料，所述两个方向的材料为边缘集中的像素点在各自方向上的集合；步骤5：迭代边缘集
S
ss
，删除重叠像素点
、
补偿被遮挡的像素点，得到扫描材料集
S
s
；步骤6：初始化目标处理数组，判断目标两个像素点之间的像素点是否在汉字集
S
cc
内，如果在，将像素点放入结果集合数组中，目标处理数组往后移两位，如果不在，目标处理数组往后移一位，重复步骤6，直至对光源方向上的所有像素点完成处理；步骤7：提取像素矩阵
A
中灰度值介于0和
255
之间的像素点组成阴影集，基于边缘集
S
ss
对阴影集中的像素点进行邻域判断，筛选出其中处于光源方向相对方向的像素点作为渲染像素点以渲染汉字阴影；步骤8：将步骤6中得到的
l1、l2方向的像素点和步骤7得到的渲染像素点合并，还原步骤5中做的预处理，得到手写立体字
。2.
根据权利要求1所述的一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，其特征在于，步骤3中，按需求的光源角度分解光源分量并建立坐标空间，包括：利用三维空间中光源与目标汉字在空间上形成的位置关系，通过垂直距离和阴影之间的比例，根据第一公式计算光源与汉字本体边缘夹角
α
，所述第一公式为：依据得到的
α
根据第二公式定义主光源
L
，所述第二公式为：
L
＝
(tan
α
)x+b
根据第三公式对假定的光源进行分解操作，所述第三公式为：
l
＝
(tan(
α
±
π
/4))x+b
其中，
x
表示斜率，代表光源照射的方向，
b
表示截距，代表自然光距离字体的垂直距离，故所述第二公式表示主光源
L
的线性表达式，进而通过第三公式对主光源正交处理，为建立坐标空间做准备
。3.
根据权利要求2所述的一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，其特征在于，在坐标空间中对像素点进行分类，以得到边缘集
S
ss
，具体包括：按照灰度值对像素点进行划分，获得本体像素点
、
阴影像素点和背景像素点；对沿着光源分量的像素点的领域灰度值进行划分，得到边缘集
S
ss
。4.
根据权利要求3所述的一种光源跟随处理的手写立体字生成方法，其特征在于，对沿着光源分量的像素点的领域灰度值进行划分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍小芹，张耀天，王咸鹏，兰翔，国月皓，李亮亮，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：