[发明专利]基于模板匹配的手写汉字笔画位置关系正确性判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用计算机对汉字书写进行评价的技术领域，尤其涉及一种基于模板匹配的手写汉字笔画位置关系正确性判断方法。

背景技术

汉字是记录汉语言文字的符号系统，是所有使用汉语言的人交流思想感情的工具，它具有独特魅力，充满美感，是世界最悠久的文字之一。汉字凝聚着中华民族的聪明才智，承载着中华民族的文化和文明史，蕴含着中华民族的美好追求和气节，是中华民族最宝贵的文化遗产。而伴随着计算机的普及，人们记录汉字的方式发生了革命性的变化，传统的纸笔书写逐渐被电脑打字所代替，人们手写汉字的机会则越来越少，书写能力普遍下降。如何提升国人汉字书写能力的已成为一个亟待解决的问题。

目前手写汉字书写自动评价方法主要有以下几种：

1、通过判断手写汉字的横向、纵向比例关系、结构特征以及手写汉字各点在书写空间内的分布关系进行评价，如中国发明专利书写汉字结构规范性评价的方法和装置(公开号：CN101251891A)。

2、采用机器学习的方法，对手写汉字的单个笔画、字体内各部分的空间结构、字体内各部分的书写风格一致性进行美观性评价，如中国发明专利“一种汉字书写形态美观度的计算机评估方法”(公开号：CN101295371A)；

3、通过对人工给定的汉字样本进行机器学习，然后使用图像处理与人工智能的方法对手写汉字进行相似度模糊判断，如中国发明专利“一种汉字书写美观度的计算机评估方法”(公开号:CN101295371A)；

上述方法虽然能在某些方面对于手写汉字空间结构、笔画间布局关系进行评价，但这些方法都不能准确的判断用户手写汉字与标准汉字笔画或部件间的相对位置关系书写是否正确，因而无法实现汉字书写笔画位置关系正确性判断、结构合理性判断以及整体书写质量评价。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于模板匹配的手写汉字笔画位置关系正确性判断方法。

本发明采用的技术方案如下：

基于模板匹配的手写汉字笔画位置关系正确性判断方法，具体包括如下步骤：

(1)建立标准汉字的整字特征集和部件特征集，部件特征集包括部件中笔画间的拓扑关系、部件中笔画间的相对方位关系、部件中笔画间的距离关系、部件间的相对方位关系以及部件间的距离关系五类特征；

(2)记录用户手写汉字的书写笔迹，获取其笔画特征；

(3)依据整字特征将用户汉字与标准汉字进行匹配，建立用户汉字笔画与标准汉字笔画间一一对应关系，确认用户汉字每一笔画的属性，并将笔画分配到部件中；

(4)依据所述部件中笔画间的拓扑关系、部件中笔画间的相对方位关系和部件中笔画间的距离关系，将用户汉字与标准汉字进行比对，根据比对结果判断部件内笔画间的位置关系是否正确；

(5)依据所述部件间的相对方位关系及部件间的距离关系，将用户汉字与标准汉字进行比对，根据比对结果判断部件间的位置关系是否正确。

所述步骤(1)中，建立标准汉字的整字特征集和部件特征集的方法如下：

构建标准汉字特征集，其中包含整字特征集和部件特征集，整字特征集包括该汉字中每个笔画的类型、绝对位置关系、相对位置关系以及笔画间相交的关系四种特征；部件特征集包括部件中笔画间的拓扑关系、部件中笔画间的相对方位关系、部件中笔画间的距离关系、部件间的相对方位关系以及部件间的距离关系五种特征；其中部件中笔画间的拓扑关系包括相交、相接、相邻、非邻四种，相邻是指两个笔画不相交、不相接且中间没有笔画穿过，若两个笔画中有其他笔画穿过则为非邻；部件中笔画间的相对方位关系包括左、右、上、下四种；部件间的相对方位关系包括上、下、左、右、左上、右上、左上半包围、左下半包围、右上半包围、右下半包围、上包下半包围、下包上半包围、左包右半包围、全包围等。

所述步骤(2)中，记录用户手写汉字的书写笔迹，获取其笔画特征方法如下：

记录用户手写汉字的书写笔迹，根据用户在平台上手写汉字的笔迹移动情况，获取该手写汉字点集，将用户书写过程中从下笔到起笔所形成的点集定义为一个笔画；遍历笔画点集，对原始点集进行降噪处理，并对降噪后的笔画进行冗余化归类。

所述步骤(3)的具体步骤如下：

以标准汉字为基准，依次对手写汉字进行下述判断：