[发明专利]描述汉字轮廓的混合样条函数方法

说明书

本发明涉及一种描述信息处理用汉字轮廓的混合样条函数方法及实现该方法的硬件技术。

随着汉字信息业的蓬勃发展，各种汉字技术应运而生。其中至关重要的一项技术就是汉字字形的描述。

汉字字形的描述经历了从全点阵到矢量描述轮廓的各个阶段，目前国内外最先进的技术已进入函数描述轮廓的阶段，即选用某种函数描述汉字轮廓。这种方法具有描述逼真、生动，信息压缩比大，字体变形不失真等多项优点，但这些优点的发挥在很大程度上取决于采用什么样的函数来描述汉字轮廓。目前多数方法都是照搬国外一种描述西文字形轮廓的成功方法，即采用Bezier函数来描述汉字字形轮廓。

Bezier曲线上各点的方程式为：

其中n为Bezier曲线控制多边形的个数减1，Pi为各控制多边形各顶点的位置向量，而

B_i，n（u）＝ (n！)/(i！（1-u）！) （1-u）^n-iuⁱ（i＝0，1，...，n）

Bezier曲线虽然有很多优点且成功地描述了西文字形，但将其用于汉字字形描述时，则由于汉字的复杂性（字体十分丰富、字形结构复杂、笔形变化多端），就表现出许多不足之处。比如，当一条光滑线条的一端曲率变化很大而另一端曲率变化很小时，用Bezier曲线就难以描述;又如，当两条相切的光滑线条分别用Bezier曲线描述时，就不能保证还原后依然相切或在相切处有较大的冗余信息，等待。

所以，能否创造出一种符合汉字特点的新的函数方法，从而能够较完美地描述汉字字形，就成为一个亟待解决的问题。

〔发明目的〕

本发明的宗旨在于解决上述问题。本发明的目的是提供一种汉字轮廓描述方法及实现该方法的硬件还原技术。该方法包括以下步骤：

a）把每个汉字拆成多个笔划。

b）把每个笔划的边缘分成若干个光滑段。划分原则是：直线与曲线分开，曲率大与曲率小的线段分开.

c）对于每个光滑段，用下列函数加以描述：

A+BU+CU²(0≤U≤1)

P(U)= D+EU+FU²+GU³(1≤U≤2)

H+IU+JU²(2≤U≤3)

其中，P表示曲线上各点的位置向量，U为实参变量，A、B、C、D为系数向量，蕴涵三个分段函数之间的特殊关系。

d）在上述方法的基础上，将得到的曲线描述信息放在ROM中，用硬件电路（如ASIC芯片）实现从轮廓信息到点阵信息的还原。即：CPU根据软件的要求从ROM中取出字形的轮廓信息并进行解释，然后用命令方式将其送入ASIC芯片，芯片高速还原出所需字形的点阵信息，并将其置于SRAM中由CPU取用。上述过程的示意图见图4。

本发明的目的是提供一种汉字轮廓描述方法及实现该方法的硬件还原技术。该方法包括以下步骤：

a）把每个汉字拆成多个笔划。

b）把每个笔划的边缘分成若干个光滑段。划分原则是：直线与曲线分开，曲率大与曲率小的线段分开.

c）对于每个光滑段，用下列形式的混合样条函数描述曲线上各点：

A+BU+CU²(0≤U≤1)

P(U)= D+EU+FU²+GU³(1≤U≤2)

H+IU+JU²(2≤U≤3)

其中：P表示曲线上各点的位置向量;U为实参变量;A，B，...，J为系数向量，可从曲线上的三个采样点坐标值及导数值算得。

为使各段光滑连接，按以下方法确定两段曲线连接点处的导数值：即取从其中一段首点到另一段末点连成直线的斜率。

d）用硬件线路（如专用集成电路芯片ASIC）实现从轮廓信息到点阵信息的还原。还原工作包括：按上述算式计算笔划边缘曲线上各点坐标，勾化笔划边缘的闭合曲线，填充该笔划。该电路与其它电路的关系如图4所示，其工作过程为：CPU根据软件的要求从ROM中取出字形的轮廓信息并进行解释，然后用命令方式将其送入ASIC芯片，芯片高速还原出所需字形的点阵信息，并将其置于SRAM中由CPU取用。

图1    及图2    表示本发明的汉字轮廓描述方法的示意图。

图3    表示实现本发明的硬件线路示意图。

本发明的汉字轮廓方法包括以下步骤：

a）把每个汉字拆成多个笔划。

b）把每个笔划的边缘分成若干个光滑段。划分原则是：直线与曲线分开，曲率大与曲率小的线段分开.