應(yīng)用于毛筆書寫的行筆路線識(shí)別方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種應(yīng)用于毛筆書寫的行筆路線識(shí)別方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)書法作為漢字的書寫藝術(shù)，是一種古老和具有豐富內(nèi)涵的藝術(shù)形式。它隨著中華文明的發(fā)展而發(fā)展，以其獨(dú)特的藝術(shù)形式和藝術(shù)語(yǔ)言展現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)文化的內(nèi)涵，在中國(guó)傳統(tǒng)文化史上占有重要的地位。漢字一經(jīng)產(chǎn)生，便呈現(xiàn)出了書法藝術(shù)的萌芽。從甲骨文、金文演變而為大篆、小篆、隸書，至定型于東漢、魏、晉的草書、楷書、行書諸體，書法一直散發(fā)著藝術(shù)的魅力。中國(guó)的書法藝術(shù)歷史悠久，源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，影響深遠(yuǎn)。今天，在幾乎所有的名勝古跡，我們都能看到從古至今無(wú)數(shù)文人墨客留下的書法作品。這些書法作品或是寫于紙上、或是制成匾額、或是雕于石碑、或是刻于山崖，都是中華傳統(tǒng)藝術(shù)文化的瑰寶。
[0003]隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的普及和相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們擁有了新的書法創(chuàng)作方式。傳統(tǒng)的筆、墨、紙、硯，也已不再是書寫文字的必要工具。在多數(shù)情況下，人們是借助鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行文字輸入工作。因此，在汲取傳統(tǒng)書法藝術(shù)的基礎(chǔ)上，為了繼承、弘揚(yáng)和發(fā)展書法藝術(shù)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的仿真就成為當(dāng)前藝術(shù)及科技領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)的課題之一。
[0004]同時(shí)，書法初學(xué)者要對(duì)很多優(yōu)秀的書法作品進(jìn)行大量的臨摹訓(xùn)練以學(xué)習(xí)書法的用筆、結(jié)構(gòu)、章法和意境等知識(shí)和技巧。對(duì)書法臨摹與創(chuàng)作過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬有利于人們更快速、簡(jiǎn)便、干凈的練習(xí)書法，而且減少了筆墨紙硯的浪費(fèi)，也激發(fā)了人們學(xué)習(xí)書法的熱情。
[0005]因?yàn)椴煌娜藭鴮懙墓P跡有所區(qū)別，形成了書寫軌跡的多樣性，現(xiàn)有毛筆模擬設(shè)備還不能有效準(zhǔn)確的識(shí)別出書寫軌跡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種應(yīng)用于毛筆書寫的行筆路線識(shí)別方法和裝置，以提高識(shí)別書寫軌跡的準(zhǔn)確性。
[0007]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于毛筆書寫的行筆路線識(shí)別方法，包括:采集手寫輸入設(shè)備按下書寫至抬起停止書寫過(guò)程中的書寫軌跡數(shù)據(jù)；其中，該書寫軌跡數(shù)據(jù)包括各個(gè)書寫點(diǎn)的坐標(biāo)和時(shí)間；按照各個(gè)書寫點(diǎn)的時(shí)間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理和插值處理；檢測(cè)處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度變化值，將角度變化值超過(guò)設(shè)定閾值的點(diǎn)確定為特征點(diǎn)；將相鄰的特征點(diǎn)連接得到書寫軌跡數(shù)據(jù)的多個(gè)筆畫段，根據(jù)筆畫段的長(zhǎng)度將上述多個(gè)筆畫段劃分為主筆畫段和輔筆畫段；根據(jù)主筆畫段和輔筆畫段間的連接關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的筆畫段的特征，該筆畫段的特征包括:起筆藏鋒、起筆頓筆、起筆轉(zhuǎn)向、收筆回鋒、收筆頓筆、收筆出尖和收筆轉(zhuǎn)向；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的筆畫段八方向規(guī)則確定上述主筆畫段的方向；將確定的上述主筆畫段的方向和上述筆畫段的特征與預(yù)先建立的筆畫樣本庫(kù)比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果識(shí)別書寫軌跡數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的筆畫。
[0008]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，按照各個(gè)書寫點(diǎn)的時(shí)間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理和插值處理包括:按照各個(gè)書寫點(diǎn)的時(shí)間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)排序；對(duì)排序后的書寫軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行道格拉斯-普克平滑處理；在平滑處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中等間隔插入數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0009]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，檢測(cè)處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度變化值，將角度變化值超過(guò)設(shè)定閾值的點(diǎn)確定為特征點(diǎn)包括:遍歷處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與前一數(shù)據(jù)點(diǎn)組成的直線和當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與后一數(shù)據(jù)點(diǎn)組成直線之間的夾角；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角小于預(yù)設(shè)的進(jìn)入角閾值，標(biāo)記第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)開始，記錄后續(xù)遍歷的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角，直至記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角大于預(yù)設(shè)的離開角閾值時(shí)，結(jié)束第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)；將記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角中最小夾角對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)確定為第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)出的特征點(diǎn)；繼續(xù)遍歷后續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行下一段轉(zhuǎn)折點(diǎn)檢測(cè)，直至?xí)鴮戃壽E數(shù)據(jù)中的每一個(gè)點(diǎn)遍歷完畢。
[0010]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，根據(jù)筆畫段的長(zhǎng)度將多個(gè)筆畫段劃分為主筆畫段和輔筆畫段包括:檢測(cè)當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度；判斷當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度是否小于設(shè)定的長(zhǎng)度閾值；其中，長(zhǎng)度閾值是筆寬與設(shè)定系數(shù)相乘的值；如果小于，確定當(dāng)前筆畫段是輔助筆畫段；如果不小于，確定當(dāng)前筆畫段是主筆畫段。
[0011]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，根據(jù)主筆畫段和輔筆畫段間的連接關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的筆畫段的特征包括:判斷第一個(gè)主筆畫段之前是否至少有兩個(gè)輔筆畫段，且與第一個(gè)主筆畫段不相鄰的輔筆畫段中至少有一個(gè)與第一個(gè)主筆畫段的方向反向，如果是，確定第一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為起筆藏鋒；如果否，且第一個(gè)主筆畫段前面有至少一個(gè)輔筆畫段，確定第一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為起筆頓筆；計(jì)算第一個(gè)主筆畫段與前一個(gè)輔筆畫段之間的角度差，根據(jù)角度差確定第一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為順時(shí)轉(zhuǎn)向或逆時(shí)轉(zhuǎn)向；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)主筆畫段之前沒有輔筆畫段時(shí)，確定第一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為直向；判斷最后一個(gè)主筆畫段后面不相鄰的輔筆畫段的方向與最后一個(gè)主筆畫段的方向是否反向，如果是，確定最后一個(gè)主筆畫段所在筆畫段為收筆回鋒；如果否，且最后一個(gè)主筆畫段后面有至少一個(gè)輔筆畫段，確定最后一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為收筆頓筆；計(jì)算最后一個(gè)主筆畫段與后一個(gè)輔筆畫段之間的角度差，根據(jù)角度差確定最后一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為順時(shí)轉(zhuǎn)向或逆時(shí)轉(zhuǎn)向；當(dāng)最后一個(gè)主筆畫段之后沒有輔筆畫段，確定最后一個(gè)主筆畫段所在的筆畫段為收筆出尖。
[0012]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于毛筆書寫的行筆路線識(shí)別裝置，包括:數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集手寫輸入設(shè)備按下書寫至抬起停止書寫過(guò)程中的書寫軌跡數(shù)據(jù)；其中，書寫軌跡數(shù)據(jù)包括各個(gè)書寫點(diǎn)的坐標(biāo)和時(shí)間；數(shù)據(jù)平滑與插值處理模塊，用于按照各個(gè)書寫點(diǎn)的時(shí)間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理和插值處理；特征點(diǎn)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度變化值，將角度變化值超過(guò)設(shè)定閾值的點(diǎn)確定為特征點(diǎn)；筆畫段劃分模塊，用于將相鄰的特征點(diǎn)連接得到書寫軌跡數(shù)據(jù)的多個(gè)筆畫段，根據(jù)筆畫段的長(zhǎng)度將多個(gè)筆畫段劃分為主筆畫段和輔筆畫段；筆畫段特征確定模塊，用于根據(jù)主筆畫段和輔筆畫段間的連接關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的筆畫段的特征，該筆畫段的特征包括:起筆藏鋒、起筆頓筆、起筆轉(zhuǎn)向、收筆回鋒、收筆頓筆、收筆出尖和收筆轉(zhuǎn)向；筆畫段方向確定模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的筆畫段八方向規(guī)則確定所述主筆畫段的方向；筆畫識(shí)別模塊，用于將確定的上述主筆畫段的方向和上述筆畫段的特征與預(yù)先建立的筆畫樣本庫(kù)比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果識(shí)別書寫軌跡數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的筆畫。
[0013]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，上述數(shù)據(jù)平滑與插值處理模塊包括:數(shù)據(jù)排序單元，用于按照各個(gè)書寫點(diǎn)的時(shí)間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)排序；平滑處理單元，用于對(duì)排序后的書寫軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行道格拉斯-普克平滑處理；插值處理單元，用于在平滑處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中等間隔插入數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0014]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，上述特征點(diǎn)檢測(cè)模塊包括:夾角計(jì)算單元，用于遍歷處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與前一數(shù)據(jù)點(diǎn)組成的直線和當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與后一數(shù)據(jù)點(diǎn)組成直線之間的夾角；特征點(diǎn)確定單元，用于當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角小于預(yù)設(shè)的進(jìn)入角閾值時(shí)，標(biāo)記第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)開始，記錄后續(xù)遍歷的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角，直至記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角大于預(yù)設(shè)的離開角閾值時(shí)，結(jié)束第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)；將記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)的夾角中最小夾角對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)確定為第一段轉(zhuǎn)折檢測(cè)出的特征點(diǎn)；繼續(xù)遍歷后續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行下一段轉(zhuǎn)折點(diǎn)檢測(cè)，直至?xí)鴮戃壽E數(shù)據(jù)中的每一個(gè)點(diǎn)遍歷完畢。
[0015]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，上述筆畫段劃分模塊包括:長(zhǎng)度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度；長(zhǎng)度判斷單元，用于判斷當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度是否小于設(shè)定的長(zhǎng)度閾值；其中，長(zhǎng)度閾值是筆寬與設(shè)定系數(shù)相乘的值；第一確定單元，用于當(dāng)長(zhǎng)度判斷單元的判斷結(jié)果為當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度小于設(shè)定的長(zhǎng)度閾值時(shí)，確定當(dāng)前筆畫段是輔助筆畫段；第二確定單元，用于當(dāng)長(zhǎng)度判斷單元的判斷結(jié)果為當(dāng)前筆畫段的長(zhǎng)度不小于設(shè)定的長(zhǎng)度閾值時(shí)，確定當(dāng)前筆