[发明专利]一种形状约束的方向词云快速生成方法

说明书

本发明公开了一种形状约束的方向词云快速生成方法。本发明首先提取图形的外轮廓点，根据图形外轮廓多边形生成图形的中轴线，并进行中轴线的智能剪枝，得到能反映图形最主要特征的骨架；其次根据剪枝后的中轴线求解外轮廓的方向约束点；然后将剪枝后中轴线的方向和对应外轮廓点的约束方向作为已知方向，插值出整个图形的方向场；最后根据中轴线和方向场指导单词放置的位置和方向。本发明不需要计算图形的距离场来生成图形的螺旋线，只需根据中轴线划分的区域来确定螺旋线下一个点的方向来生成螺旋线，从而解决了现有的标签云生成方法需要计算距离场来生成螺旋线来指导单词的放置时效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及计算机数据可视化领域，具体涉及一种面形状约束的方向词云快速生成方法。

背景技术

伴随着“大数据”的爆发，可视化应用技术也日益受到重视，利用可视化技术显示并分析大数据已经成为主流。词云或称之为标签云，作为一种可视化工具已较多地出现在不同的应用中。词云作为文本分析结果的一种展现形式及分析工具，采用字体大小作为单词重要性的象征，相对重要的单词以其更大的空间占比获得高的关注度。

现有词云布局方法虽然能在特定形状内部实现紧凑的基于形状约束的词云，但因为要计算图形的距离场，依据距离场生成的螺线来指导单词的放置，此过程比较费时。再者，单词的放置方向只有水平和竖直，在方向上不契合图形的形状。

发明内容

本发明提供了一种形状约束的方向词云快速生成方法，旨在解决现有的标签云生成方法需要计算距离场来生成螺旋线来指导单词的放置时效率低下的问题，以及所生成的标签云单词放置的方向不能契合图形的纹理。

本发明提供的技术方案包括：

步骤a：提取图形的外轮廓点，根据图形外轮廓多边形生成图形的中轴线；

步骤b：进行中轴线的智能剪枝，得到能反映图形最主要特征的骨架；

步骤c：根据剪枝后的中轴线求解外轮廓的方向约束点；

步骤d：将剪枝后中轴线的方向和对应外轮廓点的约束方向作为已知方向，插值出整个图形的方向场；

步骤e：根据中轴线和方向场指导单词放置的位置和方向。

本发明的技术方案还包括：在所述步骤a中，根据图形的外轮廓多边形生成图形的中轴线，采用图像处理的方法提取图像的外轮廓点并离散化成多边形，通过求解轮廓多边形凸点处的角平分线和凹点与凸点角平分线间的等距抛物线生成整个图形的中轴线。

本发明的技术方案还包括：在所述步骤b中，中轴线的智能剪枝，包括初步剪枝和二次剪枝。初步剪枝，完整中轴线删除树状结构的第一层中轴线；计算中轴线相邻叶子节点的距离并根据距离进行分组，对每一组叶子节点表示的外轮廓顶点进行拟合圆计算，如果这些点与拟合圆距离较小，则进行合并，并计算该组叶子结点坐标的平均位置，该位置到外边框的投影点即为该组结点合并后新的叶子结点；二次剪枝，删除中轴线梯度变化较大的枝干，删除中轴线上距离场大于阈值且倾斜角大于45度的中轴线。

本发明的技术还包括：在所述步骤d中，整个图形内的方向场生成技术，以剪枝后的中轴线方向以及轮廓上的方向约束点的切向方向为约束方向，并利用2旋转对称场插值技术生成整个图形内各点处的方向。

本发明的有益效果：

本发明不需要计算图形的距离场来生成图形的螺旋线，只需根据中轴线划分的区域来确定螺旋线下一个点的方向来生成螺旋线，从而解决了现有的标签云生成方法需要计算距离场来生成螺旋线来指导单词的放置时效率低下的问题。而且，因为根据图形的外轮廓生成了图形的中轴线，剪枝后的中轴线反映了图形主要特征，所以该技术方案生成的标签云单词放置的方向又能契合图形的纹理的特点，能反映图形的主要特征，在视觉效果上更加的优美。

附图说明