技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)文字信息處理與觸屏交互信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種個(gè)性化漢字?jǐn)?shù)字墨水的生成方法。

背景技術(shù)

漢字?jǐn)?shù)字墨水指的是對(duì)于觸屏設(shè)備上的手寫(xiě)漢字輸入進(jìn)行字形渲染的方法。至今為止，觸屏漢字輸入不再局限于拼音或者手寫(xiě)識(shí)別這種基于標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)的方法，越來(lái)越多諸如“筆記”概念的軟件開(kāi)始支持手寫(xiě)輸入的漢字，就像用筆在紙上寫(xiě)字一樣。然而在電子屏上用電子筆或者手指寫(xiě)字很難有真是紙筆的觸感，我們需要假定輸入的軌跡都是比較簡(jiǎn)單的軌跡，而且不附帶其他除了筆速以外的任何信息（壓力，筆的傾斜度等等）。

目前，有以下幾種實(shí)現(xiàn)手寫(xiě)數(shù)字墨水的方法：

（1）物理模擬方法：在一些特殊的平板設(shè)備上，可以根據(jù)傳感器等設(shè)備來(lái)獲取電子筆的三維空間位置和觸屏壓力等參數(shù)。然后通過(guò)一些預(yù)定義的物理模型，根據(jù)這些參數(shù)來(lái)模擬出虛擬的運(yùn)筆狀態(tài)和墨汁擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這種方法對(duì)于設(shè)備有比較高的要求，因?yàn)樗哪Ｐ托枰^多的輸入?yún)?shù)，一般要用到多個(gè)電子筆上的位置傳感器和能夠識(shí)別壓力的觸屏。

（2）骨架-皮膚方法：這類(lèi)方法首先預(yù)定義一些形狀對(duì)應(yīng)于不同方向和位置的筆跡輸入，然后根據(jù)用戶的輸入軌跡，將最合適的形狀在相應(yīng)的位置進(jìn)行黏貼，最終進(jìn)行邊緣平緩產(chǎn)生最終結(jié)果。此方法已經(jīng)可以通過(guò)定義形狀特征來(lái)體現(xiàn)風(fēng)格，不過(guò)還沒(méi)有機(jī)器學(xué)習(xí)的思想，產(chǎn)生的結(jié)果風(fēng)格比較單調(diào)。

（3）風(fēng)格融合法：根據(jù)用戶輸入的筆畫(huà)骨架，首先產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)單方法渲染的結(jié)果，然后根據(jù)其形狀與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中相應(yīng)漢字的筆畫(huà)進(jìn)行線性插值融合，融合的程度參數(shù)可以由用戶自行指定。這類(lèi)方法能夠比較好的在結(jié)果中體現(xiàn)用戶風(fēng)格和字庫(kù)風(fēng)格，但前提是字庫(kù)必須是經(jīng)過(guò)筆畫(huà)拆分的。

以上幾種方法都可以產(chǎn)生美觀的字形渲染結(jié)果，然而它們共同的缺點(diǎn)是只能渲染出單一風(fēng)格的字形，而且對(duì)于不同的情況要求的前提條件過(guò)多。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一個(gè)能夠?qū)W習(xí)漢字書(shū)寫(xiě)風(fēng)格的系統(tǒng)，然后對(duì)于已學(xué)習(xí)的風(fēng)格，能夠根據(jù)用戶的手寫(xiě)軌跡輸入進(jìn)行渲染，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的漢字?jǐn)?shù)字墨水。本發(fā)明所述方法有了較大改進(jìn)，在加入半自動(dòng)化的機(jī)器學(xué)習(xí)方法后，能夠僅僅根據(jù)輸入軌跡產(chǎn)生出多變風(fēng)格的字形。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種個(gè)性化漢字?jǐn)?shù)字墨水的生成方法，其步驟包括：

1）對(duì)字庫(kù)中的所有同種筆畫(huà)進(jìn)行聚類(lèi)，挑選出覆蓋完整筆畫(huà)的訓(xùn)練字并提取得到訓(xùn)練字圖像；

2）拆分已標(biāo)定出所述訓(xùn)練字圖像的筆畫(huà)骨架，得到獨(dú)立筆畫(huà)段圖像；

3）根據(jù)最大圓滾動(dòng)算法對(duì)所述獨(dú)立筆畫(huà)段圖像進(jìn)行筆畫(huà)書(shū)寫(xiě)軌跡還原，按照還原結(jié)果建立筆畫(huà)分段模型，得到帶有筆畫(huà)風(fēng)格的筆畫(huà)段；

4）根據(jù)所述帶有筆畫(huà)風(fēng)格的筆畫(huà)段中的形狀特征建立不同風(fēng)格數(shù)據(jù)庫(kù)；

5）在所述風(fēng)格數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入手寫(xiě)漢字進(jìn)行渲染，經(jīng)過(guò)筆畫(huà)分段、筆畫(huà)相似度匹配后得到漢字?jǐn)?shù)字墨水。

更進(jìn)一步，所述筆畫(huà)訓(xùn)練字為：“嶼”，“建”，“梁”，“帆”，“剃”，“甌”，“際”，“陟”，“乳”，“地”，“逃”，“虜”，“報(bào)”，“轉(zhuǎn)”，“狹”，“姨”，“烽”，“龔”，“悠”，“餓”，“瘋”，“希”，“暢”，“誕”，“制”，“覬”，“松”，“煢”，“惘”，“翅”。

更進(jìn)一步，所述最大圓滾動(dòng)算法為：

1）用圓心來(lái)模擬運(yùn)筆的軌跡，圓直徑模擬墨汁擴(kuò)散的程度；

2）在筆畫(huà)段圖像的中部隨機(jī)挑選一個(gè)位置作為起始，找到當(dāng)前位置與兩側(cè)邊緣相切的圓作為內(nèi)部最大圓；

3）根據(jù)所述最大圓向兩個(gè)方向進(jìn)行滾動(dòng)是需要滿足：下一個(gè)圓的圓心與當(dāng)前圓的圓心在位置上相鄰，且能夠覆蓋最多未覆蓋的筆畫(huà)內(nèi)部的像素點(diǎn)；

4）在拐角部分的圓滾動(dòng)需要相切于拐角部的內(nèi)側(cè)邊緣；

5）在得到一串圓模擬的結(jié)果后，相鄰的圓的圓心距離至少為半個(gè)像素。

更進(jìn)一步，所述筆畫(huà)分段模型將筆畫(huà)分為如下形狀特征：中部，端部和拐角部三種筆畫(huà)段，同種類(lèi)筆畫(huà)段所承載的筆畫(huà)風(fēng)格信息各不相同：在端部和/或拐角部，形狀根據(jù)不同的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格有較大不同承載主要的風(fēng)格信息；在中部，體現(xiàn)筆畫(huà)的寬度和走向承載次要的風(fēng)格信息。

更進(jìn)一步，在所述筆畫(huà)分段模型中根據(jù)以下方法得到筆畫(huà)段上的切分點(diǎn)：

1）通過(guò)對(duì)于圓半徑和圓心方向的變化程度，設(shè)定閾值來(lái)判斷筆畫(huà)不同部分的切分點(diǎn)，

2）采用半徑和方向?qū)τ趫A下標(biāo)的二階導(dǎo)數(shù)設(shè)定閾值，對(duì)應(yīng)的閾值分別為0.1與0.01；

3）當(dāng)某個(gè)點(diǎn)前后對(duì)應(yīng)的值一個(gè)大于閾值一個(gè)小于閾值時(shí)，判定該點(diǎn)為一個(gè)切分點(diǎn)。