一种结构优化的汉字字形生成方法技术

本发明专利技术涉及一种结构优化的汉字字形生成方法，包括以下步骤，创建书法作品的笔画数据库及书法笔画对应的笔锋运动轨迹模板库；识别源自数字板的笔锋轨迹并将其与所述笔锋运动轨迹模板库中的运动轨迹进行对应；对所述书法汉字的间架结构进行描述并将该描述的方法进行标准化；将所述标准化后的书法汉字采用优化算法计算出符合该书法家风格的字体。采用上述方案，再现书法汉字书写的过程，通过预先建立起书法作品的笔画数据库及笔锋运动轨迹模板库，将数位板上输入的笔锋运动轨迹上述笔锋运动轨迹模板库进行匹配对比，以实现再现不同书法作品风格。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汉字字形的生成方法，特别涉及。
技术介绍
中国书法艺术源远流长，博大精深，是非常重要的文化遗产。尽管历史上流传下来大量的书法碑帖资料，但对于历史上某位书法家而言，我们能从其同一风格作品中获得的字符集却十分有限。如晋王羲之《兰亭序》全文仅324字，属小字符集，而汉字常用字符集包含6千多个汉字。如果能解决这个问题——即给定历史上某位书法家的小字符集，利用算法生成与其风格相似但该字符集中没有的汉字，那么在电脑字库建设、印刷出版，以及影视广告传媒等领域都具有十分广泛的应用前景。但是汉字结构复杂，其点画书写和间架结构都有严格的审美要求，由小规模字符集生成大规模字符集是一项极具挑战性的工作。学术界也提出了一些合成汉字字形的方法，从合成方式来看一般采用自动合成汉字字形。章夏芬在2009年提出利用同一汉字的不同风格字形作为输入，提出基于汉字轮廓变形的字形生成方法，参见 Zhang, X. and G. Liu, Chinese Calligraphy Character ImageSynthesis Based on Retrieval. Advances in Multimedia Information Processing-PCM2009,2009 p. 167-178.。徐颂华于2005年介绍了基于综合推理的自动书法生成系统，他们把从不同字形样本学习得来的知识作为字形生成的依据，输出字形合成结果，参见Xu，S. , et al. , Automatic generation of artistic Chinese calligraphy. IntelligentSystems, IEEE, 2005. 20(3) p. 32-39.。另外，徐颂华于2009年利用对同一汉字的多次书写结果进行加权平均来生成具有样本风格的字形，参见Xu, S. , et al. Automatic Generationof Personal Chinese Handwriting by Capturing the Characteristics of PersonalHandwriting. 2009.章夏芬、徐颂华提出的方法本质上是借助同一汉字的不同风格字形，采用类似形状加权平均的思想来产生新字形。其中涉及图像分割，及关键点对应等问题，目前这些问题还在进一步研究中，并未完全解决。另外，他们的方法需要同一个汉字的不同风格作为模板进行合成，最终风格与模板甚为相似。倘若某位书法家的风格与给定的模板差异很大，则无法通过给定的模板来合成想要的风格，因此根据自动合成的方法再现不同书法家的书写风格效果不佳。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的技术问题，提供了。采用该汉字生成方法，不仅根据交互的方式实现汉字字形的生成，并且其生成的汉字结构匀称、整体美观。另外，该汉字生成方法采用全新的汉字间架结构描述方式，以及全新的汉字优化算法，实现书法汉字的重心平稳、布白均匀、笔画风格统一。本专利技术解决现有技术中存在的技术问题，提供的技术方案是提供，包括以下步骤，步骤100，创建书法作品的笔画数据库及书法笔画对应的笔锋运动轨迹模板库；步骤200，识别源自数字板的笔锋轨迹并将其与所述笔锋运动轨迹模板库中的运动轨迹进行对应；步骤300，对所述书法汉字的间架结构进行描述并将该描述的方法进行标准化；步骤400，将所述标准化后的书法汉字采用优化算法计算出符合该书法家风格的字体。作为本专利技术的优选方案，所述步骤100进一步包括以下步骤，步骤110，从书法作品中提取汉字的笔画，经过灰度化、二值化、平滑去噪的图像预处理后建立笔画数据库；步骤120，通过数位板输入书法笔画对应的笔锋运动轨迹；步骤130，创建索引号并以相应索引号作为书法笔画与笔锋运动轨迹的映射关系。 作为本专利技术的优选方案，所述步骤200进一步包括以下步骤，步骤210，将笔锋运动轨迹视为曲线并计算该曲线的属性；步骤220，根据该曲线上的各点构造特征矩阵；步骤230，将该曲线与笔锋运动轨迹模板库中的运动轨迹进行匹配。作为本专利技术的优选方案，在步骤500中，采用模拟退火优化算法计算出符合该书法家风格的字体。作为本专利技术的优选方案，所述描述汉字间架结构的方法为9-Intersections&Range Relation。本专利技术所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是本专利技术采用一种通过数位板书写交互式的汉字字形生成方法，再现书法汉字书写的过程，通过预先建立起书法作品的笔画数据库及笔锋运动轨迹模板库，将数位板上输入的笔锋运动轨迹上述笔锋运动轨迹模板库进行匹配对比，以实现再现不同书法作品风格。本专利技术通过交互式方法直接提取书法作品的笔画，回避了图像分割，及关键点对应等问题。通过本专利技术提出的对汉字间架结构描述和优化的方法，对特定风格书法作品的笔画重新组合，实现了书法家风格的字形合成，效果更好，适用性更强。另外，本专利技术米用9IRR模型(9_Intersections&Range Relation, 9交叉与范围关系模型)对汉字间架结构进行描述，使书法汉字的重心平稳、布白均匀、笔画风格统一。并且，采用模拟退火优化算法对书法汉字进行优化，从而使汉字更加美观。再者，本专利技术的方法不依赖于初始的间架结构，即使书写者写字不美观，也可借助本专利技术的方法生成美观的字形效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了本专利技术所述的结构优化的汉字字形生成方法流程图；图2a与图2b示出了本专利技术所述的笔锋轨迹识别过程；图3是本专利技术中采用9IRR描述字形间架结构的字形优化效果示意图；其中质心权值Wc = O. 3，布白权值为Ww = O. 3，笔画宽度权值为Ws = O. 4，优化迭代次数为i = 100次为参数，以“太”字和“心”为例；图4示出了不采用9IRR描述字形间架结构的字形优化效果示意图；图5示出了采用本专利技术算法优化汉字的结果与字贴中字形的对比示意图6不同书写者的书写结果和利用本专利技术算法优化后的字形示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图I所示，本专利技术所述的，包括以下步骤，步骤100，创建书法作品的笔画数据库及书法笔画对应的笔锋运动轨迹模板库。该步骤100进一步包括以下步骤，步骤110，从书法作品中提取汉字的笔画，经过灰度化、二值化、平滑去噪的图像预处理后建立笔画数据库；步骤120，通过数位板输入书法笔画对应的笔锋运动轨迹；步骤130，创建索引号并以相应索引号作为书法笔画与笔锋运动轨迹的映射关系。步骤200，识别源自数字板的笔锋轨迹并将其与所述笔锋运动轨迹模板库中的运动轨迹进行对应。具体地，如图2a、图2b所示以首端点为例(其他点以此类推)首端点为S，末端点为E，计算首末端点的中心点O1，将向量@绕着O1逆时针旋转90 °得到向量OO1，以O为中心每隔1°做射线交曲线C于若干点。不妨设第1^°交曲线C于PyP1,. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊松，李伟，周昌乐，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：