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笔段网格汉字字形笔画曲线美化及应用研究

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笔段网格汉字字形形式化描述方法用预先定义好长度、方向的直线段--笔段作为描述字形的基元，来统一描述一切可能汉字字形骨架异同；描述的字形有效基元量少，字形比对计算效率高；描述不同汉字的字形间区分度大，有利于提高字形比对计算的准确性和可靠性。由于该方法在描述汉字字形时只能用直线段描述，从而描述的字形笔画中出了很多额外的尖角，缺失了汉字笔画中重要的曲线美学特征，字形显示不美观，针对该问题本文重点完成了以下几方面的工作：
　　 (1)根据人对汉字的认知及笔段网格模型的特征，网格字形中笔画类型主要分为基本笔画、简单笔画、复合笔画；基本笔画由字形的最小单元--笔段组合而成，按照包含的笔段类型不同分为8种不同类型；简单笔画类型主要有特定类型的基本笔画序列组合而成，分为横、竖、撇、捺四种类型，其中“撇”、”捺”又细分为4种子类型，用于细致描述同类型笔画的不同笔形差异；复合笔画由特定类型的简单笔画相连序列组合而成，按照包含简单笔画类型和相连类型不同，复合笔画划分为17种类型，由于在网格字形中笔画复杂多样，复合笔画不能完全覆盖所有的笔画形状，又提出了组合笔画，它能描述更加复杂的笔画形状。经过对上述的各笔画类型特征分析，设计了笔画特征点的存储结构及相应的提取笔画关键点的算法。
　　 (2)结合人对汉字字形的认知，设计了一种人机交互的笔段网格汉字字形笔画曲线美化算法，该算法主要思想：根据网格字形笔画类型及笔画关键点信息设计了一种自动判断笔画中相连的折线段是否需要曲线化描述的判断方法，若需要，则在折点两边的直线段上各增加一个调节点，并对笔画中起点、折点、新增的调节点做相应的标记处理，然后用三次B样条曲线描绘笔画中需要曲线化的折线段，用户对新增的调节点可以动态移动从而调节曲线的美观效果，经过人机交互处理后，描绘处理后的网格字形更符合人对汉字的认知习惯，最后把美化处理后的字形存储在字形库中。
　　 (3)对网格字形中需要曲线化描述的笔画进行曲线笔画类型分类，在同曲线笔画类型中由于笔画中各直线段的长度随机变化，所以同一曲线笔画类型的形状也不同，设计了详细区分每一曲线笔画形状的方法及各笔画所属的曲线笔画类型；抽取笔段网格字形训练集，在上述算法的基础上，人工对训练集中的字形做美化调节处理并记录同曲线笔画类型的各曲线笔画形状调节点的位置信息，然后用统计方法算出同曲线笔画类型中相应调节点的位置特征信息，然后用这些调节点位置信息设计了基于统计的笔段网格汉字字形笔画曲线美化算法，该方法对大批量网格字形进行自动美化处理效率高且效果好。
　　 (4)根据True Type字库格式的要求，提取网格字形字模信息存入True Type字库中，使网格字形像标准字体一样能在Office办公软件中应用。
　　 本文以上工作使网格字形显示更加符合人对汉字的认知习惯；美化处理后的网格字形包含了更丰富的字形美学特征信息，美化字形的骨架信息非常容易提取，从而美化处理后的网格字形仍高效支持字形的整体比对计算及部件抽取分析；美化处理后的网格字形能像标准字体一样显示处理。

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