[发明专利]基于位置约束的手写汉字同名笔画提取方法

权利要求书

1.一种基于位置约束的手写汉字同名笔画提取方法，其特征在于，该方法包括：

步骤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；

步骤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；构建两幅空图像，所述空图像为第三矩形的两倍大小；将手写汉字图像和基准汉字图像的前景区域分别居中放置在两幅空图像中，作为第一图像、第二图像，将原始的手写汉字图像替换为第一图像，将原始的基准汉字图像替换为第二图像；

步骤S30，提取第一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，提取第一图像的骨架点，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；

步骤S40，遍历第一图像的分割联通区，对第二图像中基准笔画的位置进行调整，包括：

步骤S41，初始化基准笔画最优位移集合Tmax、当前位移集合Tcurr、当前所有基准笔画与各自原始位置的相对位移量之和，所有基准笔画与各自原始位置的相对位移量之和的最优值trans_all、当前位移状态下全部基准笔画构成的基准汉字对全部分割连通区的最优覆盖数目cover_max、当前覆盖数目cover_curr；

步骤S42，遍历第一图像的分割联通区，若分割联通区被预构建的基准笔画集合CStroke中的基准笔画覆盖，则跳转步骤S46；否则，跳转步骤S43；所述基准笔画集合为包括第二图像中所有基准笔画的集合；

步骤S43，在CStroke中选取与分割连通区满足设定分枝方向约束、且与分割联通区邻域矩形区有交集的基准笔画子集CStroke_temp；遍历CStroke_temp，选取CStroke_temp中与分割联通区 最优覆盖面积大于设定面积阈值、且从当前位置A移动到最优覆盖时的位置B时路径区域与障碍区域无交集的基准笔画，其余的基准笔画从CStroke_temp中剔除，计算位置A到位置B的相对位移，并统计该基准笔画移动到位置B时，其对应的基准汉字对分割联通区的覆盖数目；

步骤S44，判断CStroke_temp是否为空，若为空，则跳转步骤S46，否则跳转步骤S45；

步骤S45，选取覆盖分割联通区数目最多、或分割区数目相同但较小的基准笔画作为被移动笔画；并更新Tcurr、cover_curr、，将笔画从CStroke集合中剔除；

若更新后的cover_currcover_max，或者更新后的cover_curr=cover_max且 trans_all，则更新Tmax=更新后的Tcurr、cover_max=更新后的cover_curr、trans_all=；

步骤S46，令，继续遍历，直至遍历完所有分割联通区；当遍历完所有分割联通区，判断此次循环中基准笔画最优位移集合Tmax是否更新或者达到最大循环次数，若Tmax未更新或者达到最大循环次数，则结束循环，以最优位移集合调整各基准笔画位置，否则跳转步骤S42；

步骤S50，对第一图像的分割连通区的轮廓点集中的每一个轮廓点，在与所述分割连通区的主方向的距离小于设定主方向距离阈值的第三点集中，将与分割连通区的轮廓点梯度方向距离小于设定梯度方向距离阈值，且像素距离最近的笔画轮廓点作为该分割连通区的轮廓点的对应点，并将与分割连通区轮廓点对应的笔画轮廓点的笔画类别作为分割连通区轮廓点的笔画类别，以轮廓点数目最多的笔画类别作为分割区的笔画类别；分类后，依次标记出笔画类别相同的手写汉字分割连通区，并将相同类别、相互连接的所有分割连通区归并为一个，将归并后面积最大的分割连通区作为基准汉字中该类别笔画在第一图像中的同名笔画连通区域；所述第三点集为调整位置后第二图像中基准汉字的各笔画连通区的外轮廓点集；

步骤S60，提取同名笔画连通区域的图像及其外轮廓对应的点集作为手写汉字图像同名笔画提取结果进行输出。