基于轮廓的碑帖书法字笔画提取算法研究

摘要

碑帖不仅仅是中国古代书法名家珍贵墨迹的载体，更是古代先贤留给我们的重要精神与文化财富。在自然条件下，碑帖会遭受到腐蚀、氧化等损坏，这对于该文化遗产的继承是非常不利的。因此，如何利用现代科技方法对古代书法碑帖进行保护和研究，是摆在我们面前的一道科学技术难题。采用计算机技术的方法对碑帖书法字信息进行采集和研究，将碑帖上造成严重破坏的书法字进行修复甚至重新生成缺失字体，不仅对古代碑帖的保护和传承有巨大的价值，而且对其商业价值的挖掘也具有十分重要的意义。其中，碑帖书法字的笔画提取是计算机书法研究的一项重点和难点，本文就这一课题进行了一系列相关研究，主要包括：碑帖书法字图像的预处理与轮廓提取、笔画相交点提取与匹配、笔画提取等，并提出了相应的解决方法。
　　本文首先研究了碑帖书法字图像的预处理方法，在分析碑帖书法字图像特点的基础上，采用了适合碑帖书法字图像的去噪、形态学处理以及二值化方法。通过对比常用的边缘检测算子对碑帖书法字轮廓提取的效果，阐明了采用Canny算子提取碑帖书法字轮廓的优势。
　　其次，研究了基于D-P算法的碑帖书法字轮廓特征点提取算法，该算法提取出的特征点包括笔画端点、笔画转折点和笔画相交点。为了从这些特征点中获取应用于笔画提取的笔画相交点，本文提出了轮廓特征点筛选算法。该算法通过特征点之间空间距离和轮廓角的对比以及不同类型特征点的区别，经过两轮筛选，得到了笔画相交点。
　　最后，提出了笔画相交点匹配与笔画提取算法。笔画相交点匹配算法将属于同一笔画轮廓的笔画相交点进行配对，得到笔画相交点配对集合。利用配对的笔画相交点进行轮廓跟踪，提取出单个笔画轮廓。经过轮廓填充，复原出书法笔画原貌。

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第一章 绪论

§1.1 课题研究背景及意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 本文的主要工作及组织结构

第二章 碑帖书法字图像预处理及轮廓提取

§2.1 碑帖书法字图像预处理

§2.2 碑帖书法字轮廓提取

§2.3 本章小结

第三章 碑帖书法字轮廓特征点检测与筛选算法

§3.1 基于D-P算法的轮廓特征点检测

§3.2 轮廓特征点筛选算法

§3.3 本章小结

第四章 笔画相交点匹配与笔画提取算法

§4.1 笔画相交点匹配

§4.2 笔画提取

§4.3 实验结果及分析

§4.4 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 本文工作总结

§5.2 进一步工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士研究生期间主要研究成果