[发明专利]离线手写汉字同名笔画提取方法、系统、装置

说明书

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种离线手写汉字同名笔画提取方法、系统、装置，旨在解决目前缺乏手写汉字同名笔画的提取方法，导致无法精确到笔画层级指导学生规范书写汉字的问题。本发明方法包括：获取手写汉字图像、基准汉字图像；对基准汉字图像前景区域的最小外接矩形进行缩放，实现其与手写汉字图像的对齐；获取手写汉字图像的分割连通区；计算基准汉字图像各笔画连通区的最小外接矩形、主方向以及与其他笔画的相对位置关系；调整笔画位置；获取手写汉字图像中的同名笔画连通区域；将同名笔画连通区域及其其外轮廓对应的点集进行输出。本发明实现手写汉字同名笔画提取，进而可以精确到笔画层级指导学生规范书写汉字。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种离线手写汉字同名笔画提取方法、系统、装置。

背景技术

能够规范美观地书写汉字，对一个人的学习、工作、生活都大有裨益。目前，教导学生规范书写汉字的示范性教学资源较为丰富，但是对于学生书法练习作业的反馈指导主要依赖人工，效率较低，因此需要智能化手段及时有效地对学生的书法作业给出针对性的指导意见，提升学生书法练习的效果。

指导学生正确规范的书写汉字，除了要评判书写汉字的对错外，更重要的是对汉字每一笔画、笔画间架结构等的规整性给出指导意见，这首先就需要准确的辨别出手写汉字的每一个笔画，我们称在手写汉字图像中匹配的连通区为基准汉字笔画的同名笔画。汉字多种多样，是拓扑结构复杂的连通区组合，不同人书写的汉字千差万别更是增加了手写汉字同名笔画提取的难度。基于此，本发明提出了一种离线手写汉字同名笔画提取方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决目前缺乏手写汉字同名笔画的提取方法，导致无法精确到笔画层级指导学生规范书写汉字的问题，本发明提出了一种离线手写汉字同名笔画提取方法，该方法包括：

S10，获取手写汉字图像、基准汉字图像；所述手写汉字图像为对拍摄或扫描的硬笔书写汉字图像预处理后的二值化图像；所述基准汉字图像为已知笔画及书写顺序的规范汉字图像；

S20，提取手写汉字图像前景区域的最小外接矩形，作为第一矩形；提取基准汉字图像前景区域的最小外接矩形，作为第二矩形；计算第二矩形保持宽高比、缩放到第一矩形的缩放比例，并根据该缩放比例缩放第二矩形得到第三矩形；构建与第三矩形大小相同的图像，将手写汉字图像的前景区域居中放置在构建的图像中，作为第一图像，将原始的手写汉字图像替换为第一图像；

S30，提取替换后的手写汉字图像中各连通区域外轮廓上的像素点，构建第一点集；结合第一点集，提取替换后的手写汉字图像的骨架点，构建第二点集；从第二点集中提取汉字的骨架端点、骨架分枝点，并结合骨架端点、骨架分枝点提取骨架分枝集合，作为第一骨架分枝集合；从所述第一骨架分枝集合中提取骨架拐点，并结合骨架端点、骨架分枝点、骨架拐点，重新提取骨架分枝集合，作为第二骨架分枝集合；

重新提取后，结合骨架分枝点、骨架拐点，遍历第一点集，计算其与第二点集的对应点对，进而遍历第二骨架分枝集合，提取骨架分枝上各像素点对应第一点集中的像素点；构建闭合轮廓，作为分割连通区，并计算各分割连通区的最小外接矩形和主方向；

所述骨架端点为八邻域中只有一个邻居或两个邻接邻居为骨架点的骨架点：所述骨架分枝点为八邻域中0-1或1-0变化次数大于4且为偶数的骨架点；所述骨架拐点为其与距离其设定索引距离的两个像素点构成的张角小于设定张角阈值的；为骨架分枝中的像素点；

S40，将基准汉字图像中的汉字笔画矢量轮廓按S20中获取的缩放比例修正，并按照笔画书写顺序依次将修正后的基准汉字图像中汉字的单一笔画绘制在图像上；绘制后，提取各笔画连通区域外轮廓上的像素点，计算各笔画连通区的最小外接矩形、主方向以及与其他笔画的相对位置关系，并判断该笔画是否在其他所有笔画的上方或下方或左方或右方，若是，则作为边界笔画，否则作为内部笔画；