[發明專利]一種基于力信息的毛筆書法表達方法

有效

• 申請號: 201110360097.3
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102436348A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳仲城;羅健飛;陳海強;申飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06F3/048
• 分類號: G06F3/048;G06T11/80
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 趙曉薇

1.一種基于力信息的毛筆書法表達方法，其特征在于：通過采集和轉換三維力傳感器獲取毛筆筆毫與簽字平面接觸產生的三維手寫力矢量信息，計算毛筆筆毫與紙張平面接觸產生的筆觸區域，根據力信息對筆觸區域操作和處理形成筆跡，用墨水十字擴散方法計算在筆跡邊緣的墨水擴散方式，實現力信息下的毛筆書法表達，方法步驟是：

a、初始化三維力傳感器：包括提供電源需求、內存需求、零點修正，溫度補償以及接口驅動需求，以保證三維力傳感器能夠正確而有效的輸出數據；

b、獲得三維手寫力數據：包括當書寫者開始進行鋼筆書法時，三維力傳感器會實時感知并輸出書寫者在簽字過程所產生的力信號，通過采集和轉換這些力信號，獲得三維手寫力數據R_x(i)、R_y(i)、R_z(i)，其中R_x(i)為t＝iT時刻采集三維力傳感器x軸方向上的力數值，R_y(i)為t＝iT時刻采集三維力傳感器y軸方向上的力數值據，R_z(i)為t＝iT時刻采集三維力傳感器z軸方向上的力數值，T為系統采樣周期；

c、獲得三維手寫力信息數值：包括對獲得的三維手寫力數據R_x(i)、R_y(i)、R_z(i)通過解耦矩陣進行解耦處理，使每一維的輸出只反映一個變量的變化，以獲得真實和準確的手寫力信息數值V_x(i)、V_y(i)、V_z(i)，其中V_x(i)為t＝iT時刻x軸方向上的手寫力信息數值，V_y(i)為t＝iT時刻y軸方向上的手寫力信息數值，V_z(i)為t＝iT時刻z軸方向上的手寫力信息數值，T為系統采樣周期；

d、預處理計算：包括濾波計算和平滑計算，以降低噪聲對數值的影響，根據c步驟經解耦運算得到的三維手寫力信息數值V_x(i)、V_y(i)、V_z(i)，分別經過濾波計算和平滑計算得到F_x(i)，F_y(i)、F_z(i))，其中F_x(i)為t＝iT時刻x軸方向上的預處理后手寫力信息數值，F_y(i)為t＝iT時刻y軸方向上的預處理后手寫力信息數值，F_z(i)為t＝iT時刻z軸方向上的預處理后手寫力信息數值，T為系統采樣周期；

e、計算筆觸區域：包括填充和形成毛筆書法軌跡、計算筆觸區域的縮放系數、計算筆觸區域內的旋轉坐標和前后筆觸區域之間利用線性插值完成連線填充，其中采用步驟d預處理后的三維手寫力信息數值F_x(i)、F_y(i)、F_z(i)計算筆觸區域的縮放系數，并采用步驟d預處理后的三維手寫力信息數值F_x(i)、F_y(i)、F_z(i)計算計算筆觸區域內的旋轉坐標；

f、墨水擴散計算：采用十字擴散法計算，包括以當前點為擴散中心，墨水在當前點處以“十字”形式即向當前點的上下左右4個鄰域點進行擴散并凝聚，同時將這4個點加入“擴散隊列”，且每個點的墨水量為所在點的墨水量減去所在點的吸墨量；步驟：

將筆跡邊緣上所有的點加入“擴散隊列”中，并為每個點賦上墨水量的值；

判斷“擴散隊列”是否為空，如果不為空，取出“擴散隊列”第一個元素為當前點F，并為F著色；

F的墨水量大于F的吸墨量？

如果是，墨水以F點為中心，進行“十字”擴散計算；

如果否，則返回到判斷“擴散隊列”為空；

如果“擴散隊列”為空，結束完成墨水擴散計算。

2.根據權利要求1所述一種基于力信息的鋼筆書法表達方法，其特征是：所述d、預處理計算；包括卡爾曼濾波計算和高斯平滑濾波計算，其中卡爾曼濾波計算是實現濾波處理，使期望的輸出數據和實際輸出數據的均方根誤差小；高斯平滑濾波計算是為了得到飽滿的鋼毛筆書寫字跡，采用對數字化后信號的平滑處理，降低誤差的影響。