[发明专利]一种三维书法碑刻或牌匾自动生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维书法碑刻或牌匾的自动生成方法。

背景技术

书法是文字书写的一种法则，按照文字特点及其涵义，以相应书体笔法、结构和章法写字，使之成为富有美感的艺术作品，成为一种深厚的中国传统文化艺术，它不仅是中华民族的文化瑰宝，而且在世界文化艺术宝库中独放异彩。

碑刻，则是书法与雕刻相结合的产物。它把书法文字雕刻在石头上，从而可以比纸张更加长久地保存书法作品，也可以在露天环境里置放。典型的例子包括房山石经，西安碑林以及众多的碑铭志等。但由于介质和工具的改变，碑刻在力图保持书法文字艺术特征的同时，也糅合了雕刻艺术特征，即把笔画刻成有深度变化的，向内凹的立体线条(称阴刻)，从而形成一种新的艺术形式。

与碑刻非常类似的牌匾，除了采用碑刻里的阴刻外，还可以采用把文字笔画刻成凸起的阳刻以及文字剖面呈W状的阴阳刻法，从而形成更加复杂的立体文字表面，因而具有极高的审美价值，广泛地应用于宫殿、牌坊、寺庙、商号、民宅等建筑的显赫位置，向人们传达皇权、文化、人物、信仰、商业等信息。

碑刻受到潮湿、风化、灰尘以及石材本身质地等因素影响，在碑刻表面造成剥落以及文字模糊。此外在强外力作用下碑刻还可能发生纹裂以及严重损毁。我国在古代就用宣纸在碑刻上拓印，一方面可以增加保存书法作品的媒介种类，另一方面拓印在古代也起到类似印刷的作用，可对同一件碑刻作品多次拓印得到多份拓片，然后携带到其它地方供更多人欣赏。但拓片只记录了碑刻的书法文字形状，碑刻上文字因雕刻留下的深度信息则丧失掉。

如果能用拓片图像生成其碑刻效果，不仅可以清晰地再现碑刻上的文字信息，同时又能克服拓片的缺点，表现出碑刻文字的深度变化。生成的虚拟3D碑刻模型可以直接用在数字图书馆，数字博物馆等，对传统文化保护有重要意义。对于牌匾，如果通过书写在纸张上的文字信息自动生成牌匾文字的深度图，包括阴刻，阳刻以及阴阳刻的多种效果供用户选择，然后用数字雕刻机加工牌匾。与手工雕刻牌匾相比可大大提高牌匾制作效率，降低制作成本。

发明内容

本发明的目的是提供三维书法碑刻或牌匾自动生成方法，通过该方面用户只需要输入单张书法作品的拓片或者照片，以及选择生成类型和指定少量参数就可以快速的自动生成接近实物、高质量的三维碑刻或牌匾模型。

为了实现上述目的，本发明的三维书法碑刻或牌匾自动生成方法，包括以下步骤：

1)用户交互输入书法碑刻或牌匾的拓片或者照片；

2)输入生成三维书法碑刻或牌匾的模型类型；

3)输入碑刻或牌匾雕刻模式：阴刻、阳刻或阴阳刻；

4)对输入的碑刻或牌匾的拓片或者照片进行轮廓检测，步骤如下：

使用基于局部区域尺度可变的活动轮廓模型对输入的拓片或者照片I进行轮廓检测，将图像分割成K-1个不连续的笔画区域SR_i和背景区域BR，其中笔画区域由单个孤立笔画或者有交叉的多个笔画组成，I表示成：

I=∪i=1K-1SRi+BR]]>

得到分割区域图；

5)对检测结果进行二维欧氏距离变换，生成距离场，作为文字表面初始高度估计；包括如下步骤：

a、对于每个笔画区域SR_i，其内部的点P＝{p∈SR_i}设置为非特征点，背景区域BR内的点P′＝{p′∈SR_i}设置为特征点。

b、采用斜切距离变换近似计算每一个非特征点p′到与其最近的特征点p的二维欧氏距离值，得到距离灰度图，即距离场D，将该距离场D作为三维书法碑刻或牌匾中的文字表面的初始高度估计；

6)若执行指令为碑刻时，则：