[发明专利]一种基于改进膨胀算法的字形合成方法

说明书

本发明公开了一种基于改进膨胀算法的字形合成方法，首先通过对两字形各部件分别进行凸剖分，建立部件间的映射关系，并在对应的部件内建立凸多边形的映射关系，然后对存在映射关系的凸多边形利用吻合边的特点进行膨胀，并利用吻合边的特点对膨胀结果进行处理，最后对膨胀结果进行曲线拟合，实现汉字字形的合成。本发明方法具有字形合成效果好、合成质量高等优点。

技术领域

本发明涉及文字图形处理领域，尤其是一种改进膨胀算法的字形合成方法。

背景技术

字形合成是图形变形技术的一种，属于图形处理领域中的一个新的分支。对图形学来说，它可以实现通过现有字形生成新的字形，是一项重要的研究课题。字形合成指的是基于现有的两个字形，通过某种算法，产生一系列的中间字形，从而实现两个字形间的平滑过渡。现有的字体合成方法多是基于字形图像，即以图像为基础进行字体合成。而基于图形的字体合成方法处理对象多是相同拓扑结构的字形。

现有技术公开了多种字形合成方法，处理对象多是相同拓扑结构的字形。但是对于不同构的字形进行合成时，合成效果不佳，容易出现病变结果，不能较好地解决字形不同构的问题。而几乎所有汉字字形都是复杂的凹多边形，字形千变万化，且不同字体间字形结构不同。

发明内容

本发明目的在于提供一种合成效果好、合成质量高的基于改进膨胀算法的字形合成方法，用以解决二维字形间不同构的问题，为后期的字体合成、图形动画、计算机辅助设计等做基础。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤1，获取字形文件，建立字形部件间的映射关系；

步骤2，在各字形部件内分别进行凸剖分；

步骤3，对剖分后的凸多边形建立映射关系；

步骤4，利用吻合边的特点，即两条边长度和方向完全相同，将两凸多边形分别缩小一定比例，以保证膨胀结果字形与原字形大小一致，对存在映射关系的凸多边形进行膨胀；基于两字形间凸多边形的映射关系，选择一个凸多边形的任一端点作为膨胀过程中的参考点，并基于该参考点将该凸多边形沿另一个凸多边形的边逐条进行平移，然后根据每条边两端点处凸多边形平移后形成的新的两多边形的边必然吻合的特性，分别连接每对吻合边的起点和终点，汇总为平行四边形的并集，即多边形膨胀轨迹，从而实现对凸多边形进行膨胀，得到连续的膨胀结果轮廓；

步骤5，对膨胀结果进行曲线拟合，使结果轮廓更平滑。

进一步的，步骤1中，根据字形的连通区域划分部件，并利用字形部件的相似性计算匹配度，确定字形部件间的映射关系。

进一步的，步骤2中，对各部件进行最大凸剖分，即尽可能剖分成最大凸多边形，利于后期的膨胀合成；所述凸多边形均为矢量多边形。

进一步的，步骤3中，计算各凸多边形的中心，并利用归一化后的中心坐标矢量距离计算相似度，从而确定凸多边形间的映射关系。

进一步的，步骤4中，基于吻合边的膨胀过程如下，将对应两凸多边形分别称作多边形PA和PB，其中PA为待膨胀图形，PB为结构元素；

步骤4.1，选择多边形PB的一个顶点作为膨胀过程中的参考点，其中选择各凸多边形的参考点时要保持其一致性，以保证膨胀的方向一致，有效提高膨胀效果；

步骤4.2，保持参考点与多边形PA第一条边的两端点重合，以多边形PA的第一条边的左端点为运动起点，沿多边形PA的第一条边平移多边形PB，并根据边吻合特点，计算这次平移中各对吻合边形成的四边形，即得到PB在PA第一条边的膨胀轨迹。

步骤4.3，重复步骤4.2直至对多边形PA的每条边均进行膨胀为止，得到PB对PA的膨胀轨迹；

步骤4.4，取膨胀轨迹与多边形PA的并集作为膨胀结果。