[发明专利]一种基于手写汉字的机械臂楷体风格书法撰写方法

说明书

本发明涉及计算机科学技术领域，公开了一种基于手写汉字的机械臂楷体风格书法撰写方法，包括以下步骤：用户在人机界面上写下完整汉字，提取完整汉字的各个笔画，依次得到每个笔画的坐标，对每个笔画的类型进行识别；得到标准书法笔画；从标准楷体书法笔画的图像中提取若干参数，建立标准笔画数据库，根据识别的手写的笔画类型，检索数据库中相同类型的书法笔画；使用全局优化方法对数据库中相同类型的书法笔画进行优化，生成最优笔画；将最优笔画的信息输入至机械臂，机械臂对最优笔画的信息进行处理后将最优笔画写在宣纸上，这种基于手写汉字的机械臂楷体风格书法撰写方法，实现了根据手写汉字，得到由机械臂书写的楷体书法作品。

技术领域

本发明涉及计算机科学技术领域，特别涉及一种基于手写汉字的机械臂楷 体风格书法撰写方法。

背景技术

书法是一种探索人类书写之美的传统艺术，然而，对于非专业书法爱好者 来说，写出让人赏心悦目又独具自身字体风格的书法作品是一个挑战。现有的 系统虽能根据手写汉字生成数字书法，但缺少了毛笔、墨汁和纸张相互作用带 给人嗅觉和视觉上真实的审美冲击，不能更直观地欣赏呈现在纸面上的书法 字。为此，本研究开发了一个智能系统，它可以美化手写汉字，并使用机械臂 将汉字以楷体书法的形式书写出来，具有将手写汉字转换为由机械臂书写的物 理书法的优势。同时，为了以用户的风格输出美观的楷体书法作品，采用了一 种全局优化的方法来解决手写笔画和标准书法笔画之间的最优化问题，其中提 出了用形态特征向量(SCV)来描述标准书法笔画的形状。最后将优化后的笔 画由机械臂执毛笔写在宣纸上，书写结果表明该系统能够在保持用户手写字形 特征的同时，实现输入汉字能够拥有美观的楷书智能书写效果。

书法是汉字书写的一种艺术表现形式，这种文化载体深得大众的喜爱和学 习。然而，由于汉字本身的结构复杂性和笔画多样性，使得在计算机中将手写 汉字美化成相应的书法风格字符存在困难，加之书法作品对书写技巧的要求远 远高于硬笔作品，也进一步加剧了机器人智能书写的难度。面对这一挑战，一 些汉字风格转换的在线系统在网络上应运而生[1]Online Chinese Calligraphy Generator:https://www.zhenhaotv.com/.Accessed on Dec.4,2018，可以有效地将 键盘输入的汉字生成某特定风格的书法笔迹，但完全缺少用户自身书写风格。 在计算机应用及人工智能研究领域，前期虽然使用Bezier曲线控制笔画的轮廓 点[2]Liu,L.,Xia,W.,Jin,L.,Mao,H.,Tian,F.:A Kai stylecontour beautificationmethod for Chinese handwriting characters.In:2010 IEEEInternational Conference on Systems,Man and Cybernetics,pp.3644–3649 (2010),[3]Zhang,Z.,Wu,J.,Yu,K.:Chinese calligraphy specific style renderingsystem.In:Proceedings of the ACM International Conference on DigitalLibraries, pp.99–108(2010)，以及采用插值方法可以美化汉字[4]Li,H.,Liu,P.,Xu,S.,Lin, S.:Calligraphy beautification method for Chinese handwritings.In:2012 4^thInternational Conference on Digital Home,pp.122–127(2012)，能够生成视觉上 可信的数字书法。但以上研究聚焦在通过计算机完成从输入手写汉字到具体书 法的美化过程，然而，如何在生成书法汉字后还能将其书写至纸上，这一着眼 点更具趣味性和前瞻性。