應用于毛筆書寫的行筆路線識別方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領域，具體而言，涉及一種應用于毛筆書寫的行筆路線識別方法和裝置。
【背景技術】
[0002]中國書法作為漢字的書寫藝術，是一種古老和具有豐富內(nèi)涵的藝術形式。它隨著中華文明的發(fā)展而發(fā)展，以其獨特的藝術形式和藝術語言展現(xiàn)了中國傳統(tǒng)文化的內(nèi)涵，在中國傳統(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)著藝術的魅力。中國的書法藝術歷史悠久，源遠流長，影響深遠。今天，在幾乎所有的名勝古跡，我們都能看到從古至今無數(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)藝術文化的瑰寶。
[0003]隨著現(xiàn)代科技的進步，計算機的普及和相關技術的飛速發(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進行文字輸入工作。因此，在汲取傳統(tǒng)書法藝術的基礎上，為了繼承、弘揚和發(fā)展書法藝術，對其進行科學的仿真就成為當前藝術及科技領域最具挑戰(zhàn)的課題之一。
[0004]同時，書法初學者要對很多優(yōu)秀的書法作品進行大量的臨摹訓練以學習書法的用筆、結構、章法和意境等知識和技巧。對書法臨摹與創(chuàng)作過程進行計算機模擬有利于人們更快速、簡便、干凈的練習書法，而且減少了筆墨紙硯的浪費，也激發(fā)了人們學習書法的熱情。
[0005]因為不同的人書寫的筆跡有所區(qū)別，形成了書寫軌跡的多樣性，現(xiàn)有毛筆模擬設備還不能有效準確的識別出書寫軌跡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種應用于毛筆書寫的行筆路線識別方法和裝置，以提高識別書寫軌跡的準確性。
[0007]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種應用于毛筆書寫的行筆路線識別方法，包括:采集手寫輸入設備按下書寫至抬起停止書寫過程中的書寫軌跡數(shù)據(jù)；其中，該書寫軌跡數(shù)據(jù)包括各個書寫點的坐標和時間；按照各個書寫點的時間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進行平滑處理和插值處理；檢測處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點對應的角度變化值，將角度變化值超過設定閾值的點確定為特征點；將相鄰的特征點連接得到書寫軌跡數(shù)據(jù)的多個筆畫段，根據(jù)筆畫段的長度將上述多個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系確定對應的筆畫段的特征，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)預先設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先建立的筆畫樣本庫比對，根據(jù)比對的結果識別書寫軌跡數(shù)據(jù)對應的筆畫。
[0008]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，按照各個書寫點的時間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進行平滑處理和插值處理包括:按照各個書寫點的時間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)排序；對排序后的書寫軌跡數(shù)據(jù)進行道格拉斯-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。
[0009]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，檢測處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點對應的角度變化值，將角度變化值超過設定閾值的點確定為特征點包括:遍歷處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個點，計算當前數(shù)據(jù)點與前一數(shù)據(jù)點組成的直線和當前數(shù)據(jù)點與后一數(shù)據(jù)點組成直線之間的夾角；如果當前數(shù)據(jù)點的夾角小于預設的進入角閾值，標記第一段轉(zhuǎn)折檢測開始，記錄后續(xù)遍歷的數(shù)據(jù)點的夾角，直至記錄的數(shù)據(jù)點的夾角大于預設的離開角閾值時，結束第一段轉(zhuǎn)折檢測；將記錄的數(shù)據(jù)點的夾角中最小夾角對應的數(shù)據(jù)點確定為第一段轉(zhuǎn)折檢測出的特征點；繼續(xù)遍歷后續(xù)的數(shù)據(jù)點進行下一段轉(zhuǎn)折點檢測，直至書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個點遍歷完畢。
[0010]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，根據(jù)筆畫段的長度將多個筆畫段劃分為主筆畫段和輔筆畫段包括:檢測當前筆畫段的長度；判斷當前筆畫段的長度是否小于設定的長度閾值；其中，長度閾值是筆寬與設定系數(shù)相乘的值；如果小于，確定當前筆畫段是輔助筆畫段；如果不小于，確定當前筆畫段是主筆畫段。
[0011]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，根據(jù)主筆畫段和輔筆畫段間的連接關系確定對應的筆畫段的特征包括:判斷第一個主筆畫段之前是否至少有兩個輔筆畫段，且與第一個主筆畫段不相鄰的輔筆畫段中至少有一個與第一個主筆畫段的方向反向，如果是，確定第一個主筆畫段所在的筆畫段為起筆藏鋒；如果否，且第一個主筆畫段前面有至少一個輔筆畫段，確定第一個主筆畫段所在的筆畫段為起筆頓筆；計算第一個主筆畫段與前一個輔筆畫段之間的角度差，根據(jù)角度差確定第一個主筆畫段所在的筆畫段為順時轉(zhuǎn)向或逆時轉(zhuǎn)向；當?shù)谝粋€主筆畫段之前沒有輔筆畫段時，確定第一個主筆畫段所在的筆畫段為直向；判斷最后一個主筆畫段后面不相鄰的輔筆畫段的方向與最后一個主筆畫段的方向是否反向，如果是，確定最后一個主筆畫段所在筆畫段為收筆回鋒；如果否，且最后一個主筆畫段后面有至少一個輔筆畫段，確定最后一個主筆畫段所在的筆畫段為收筆頓筆；計算最后一個主筆畫段與后一個輔筆畫段之間的角度差，根據(jù)角度差確定最后一個主筆畫段所在的筆畫段為順時轉(zhuǎn)向或逆時轉(zhuǎn)向；當最后一個主筆畫段之后沒有輔筆畫段，確定最后一個主筆畫段所在的筆畫段為收筆出尖。
[0012]第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種應用于毛筆書寫的行筆路線識別裝置，包括:數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集手寫輸入設備按下書寫至抬起停止書寫過程中的書寫軌跡數(shù)據(jù)；其中，書寫軌跡數(shù)據(jù)包括各個書寫點的坐標和時間；數(shù)據(jù)平滑與插值處理模塊，用于按照各個書寫點的時間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)進行平滑處理和插值處理；特征點檢測模塊，用于檢測處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的書寫點對應的角度變化值，將角度變化值超過設定閾值的點確定為特征點；筆畫段劃分模塊，用于將相鄰的特征點連接得到書寫軌跡數(shù)據(jù)的多個筆畫段，根據(jù)筆畫段的長度將多個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系確定對應的筆畫段的特征，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)預先設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先建立的筆畫樣本庫比對，根據(jù)比對的結果識別書寫軌跡數(shù)據(jù)對應的筆畫。
[0013]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，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，用于按照各個書寫點的時間先后順序?qū)鴮戃壽E數(shù)據(jù)排序；平滑處理單元，用于對排序后的書寫軌跡數(shù)據(jù)進行道格拉斯-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。
[0014]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，上述特征點檢測模塊包括:夾角計算單元，用于遍歷處理后的書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個點，計算當前數(shù)據(jù)點與前一數(shù)據(jù)點組成的直線和當前數(shù)據(jù)點與后一數(shù)據(jù)點組成直線之間的夾角；特征點確定單元，用于當當前數(shù)據(jù)點的夾角小于預設的進入角閾值時，標記第一段轉(zhuǎn)折檢測開始，記錄后續(xù)遍歷的數(shù)據(jù)點的夾角，直至記錄的數(shù)據(jù)點的夾角大于預設的離開角閾值時，結束第一段轉(zhuǎn)折檢測；將記錄的數(shù)據(jù)點的夾角中最小夾角對應的數(shù)據(jù)點確定為第一段轉(zhuǎn)折檢測出的特征點；繼續(xù)遍歷后續(xù)的數(shù)據(jù)點進行下一段轉(zhuǎn)折點檢測，直至書寫軌跡數(shù)據(jù)中的每一個點遍歷完畢。
[0015]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，上述筆畫段劃分模塊包括:長度檢測單元，用于檢測當前筆畫段的長度；長度判斷單元，用于判斷當前筆畫段的長度是否小于設定的長度閾值；其中，長度閾值是筆寬與設定系數(shù)相乘的值；第一確定單元，用于當長度判斷單元的判斷結果為當前筆畫段的長度小于設定的長度閾值時，確定當前筆畫段是輔助筆畫段；第二確定單元，用于當長度判斷單元的判斷結果為當前筆畫段的長度不小于設定的長度閾值時，確定當前筆