[发明专利]一种基于力信息的毛笔书法表达方法

权利要求书

1.一种基于力信息的毛笔书法表达方法，其特征在于：通过采集和转换三维力传感器获取毛笔笔毫与签字平面接触产生的三维手写力矢量信息，计算毛笔笔毫与纸张平面接触产生的笔触区域，根据力信息对笔触区域操作和处理形成笔迹，用墨水十字扩散方法计算在笔迹边缘的墨水扩散方式，实现力信息下的毛笔书法表达，方法步骤是：

a、初始化三维力传感器：包括提供电源需求、内存需求、零点修正，温度补偿以及接口驱动需求，以保证三维力传感器能够正确而有效的输出数据；

b、获得三维手写力数据：包括当书写者开始进行钢笔书法时，三维力传感器会实时感知并输出书写者在签字过程所产生的力信号，通过采集和转换这些力信号，获得三维手写力数据R_x(i)、R_y(i)、R_z(i)，其中R_x(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器x轴方向上的力数值，R_y(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器y轴方向上的力数值据，R_z(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器z轴方向上的力数值，T为系统采样周期；

c、获得三维手写力信息数值：包括对获得的三维手写力数据R_x(i)、R_y(i)、R_z(i)通过解耦矩阵进行解耦处理，使每一维的输出只反映一个变量的变化，以获得真实和准确的手写力信息数值V_x(i)、V_y(i)、V_z(i)，其中V_x(i)为t＝iT时刻x轴方向上的手写力信息数值，V_y(i)为t＝iT时刻y轴方向上的手写力信息数值，V_z(i)为t＝iT时刻z轴方向上的手写力信息数值，T为系统采样周期；

d、预处理计算：包括滤波计算和平滑计算，以降低噪声对数值的影响，根据c步骤经解耦运算得到的三维手写力信息数值V_x(i)、V_y(i)、V_z(i)，分别经过滤波计算和平滑计算得到F_x(i)，F_y(i)、F_z(i))，其中F_x(i)为t＝iT时刻x轴方向上的预处理后手写力信息数值，F_y(i)为t＝iT时刻y轴方向上的预处理后手写力信息数值，F_z(i)为t＝iT时刻z轴方向上的预处理后手写力信息数值，T为系统采样周期；

e、计算笔触区域：包括填充和形成毛笔书法轨迹、计算笔触区域的缩放系数、计算笔触区域内的旋转坐标和前后笔触区域之间利用线性插值完成连线填充，其中采用步骤d预处理后的三维手写力信息数值F_x(i)、F_y(i)、F_z(i)计算笔触区域的缩放系数，并采用步骤d预处理后的三维手写力信息数值F_x(i)、F_y(i)、F_z(i)计算计算笔触区域内的旋转坐标；

f、墨水扩散计算：采用十字扩散法计算，包括以当前点为扩散中心，墨水在当前点处以“十字”形式即向当前点的上下左右4个邻域点进行扩散并凝聚，同时将这4个点加入“扩散队列”，且每个点的墨水量为所在点的墨水量减去所在点的吸墨量；步骤：

将笔迹边缘上所有的点加入“扩散队列”中，并为每个点赋上墨水量的值；

判断“扩散队列”是否为空，如果不为空，取出“扩散队列”第一个元素为当前点F，并为F着色；

F的墨水量大于F的吸墨量？

如果是，墨水以F点为中心，进行“十字”扩散计算；

如果否，则返回到判断“扩散队列”为空；

如果“扩散队列”为空，结束完成墨水扩散计算。

2.根据权利要求1所述一种基于力信息的钢笔书法表达方法，其特征是：所述d、预处理计算；包括卡尔曼滤波计算和高斯平滑滤波计算，其中卡尔曼滤波计算是实现滤波处理，使期望的输出数据和实际输出数据的均方根误差小；高斯平滑滤波计算是为了得到饱满的钢毛笔书写字迹，采用对数字化后信号的平滑处理，降低误差的影响。