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基于幾何變換的草圖重疊筆畫的判斷和擬合方法

《信息技術與網絡安全》2020年第8期

穆慧茹，鄭程文

西南民族大學計算機科學與技術學院，四川成都610041

摘要： 在創建草圖時，設計師經常使用多個過度繪制的筆畫來描述預期的曲線。對于這樣的草圖，觀察者們很容易將這些筆畫判別為是同一個筆畫類型。為了將過度繪制的筆畫修整為單一筆畫，提出了一種基于幾何變換的草圖重疊筆畫的判定和擬合方法。該方法首先找到輸入的筆畫中最長的一條，并將該筆畫經過折點化處理后得到一個逼近該筆畫的折點序列。將折點化的線段經過變換后得到一個變換矩陣，通過這個矩陣來判斷哪些屬于過度繪制筆畫，再將聚類后筆畫進行擬合從而修整為單一筆畫，這樣既能提高運算速度又達到了設計師的意圖草圖。

關鍵詞： 多筆畫過度繪制筆畫幾何變換筆畫聚類曲線擬合

中圖分類號： TP391.4
文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.08.008
引用格式：穆慧茹，鄭程文. 基于幾何變換的草圖重疊筆畫的判斷和擬合方法[J].信息技術與網絡安全，2020，39(8)：43-47.

Judgement and fitting method of sketch overlapping strokes based on geometric transformation

Mu Huiru，Zheng Chengwen

School of Computer Science and Technology，Southwest Minzu University，Chengdu 610041，China

Abstract： When creating sketches, designers often use multiple overdrawn strokes to describe the expected curve. For such sketches, observers can easily distinguish these strokes as the same type of stroke. In order to trim over-drawn strokes into a single stroke, this paper proposes a method for judging and fitting overlapping strokes of sketches based on geometric transformation. The method firstly finds the longest one of the input strokes, and after making the strokes become vertices, a sequence of vertices that approximates the strokes is obtained. After transforming the vertices of the line segment, a transformation matrix is obtained, which is used to judge which are over-drawn strokes, and then the clustered strokes are fitted, which can not only improve the calculation speed but also reach the designer′s intention sketch.

Key words : multiple strokes；over-drawn strokes；geometric transformation；stroke clustering；curve fitting

手繪線條為設計師提供了一種可以快速傳達形狀、想法和圖像的途徑，當設計師開始創造線條圖時，設計師經常過度繪制線條，使用多個原始筆畫組來描繪其預期的聚合曲線。隨著平板電腦和數位板的普及，設計師可以在計算機程序中輕松創建線條圖并以矢量形式記錄筆畫。但設計師使用計算機輔助設計軟件繪制草圖時,往往需要在眾多的菜單和工具條按鈕之間進行選擇,這在一定程度上阻礙了設計師的工作效率和創作靈感。

因為處在不同領域的設計師有不同的設計風格、不同的個人偏好和不同的繪制習慣，因此在計算機上模擬傳統的紙筆圖形繪制方法，一個關鍵的問題是能夠正確識別設計師繪制的每一條筆畫，計算機在理解其繪制意圖的同時還需考慮手繪草圖設計過程中出現的噪聲干擾，以及用戶的適應性問題等。能否將傳統紙筆設計的優點與計算機強大的圖形處理能力相結合，以克服上述不足，成為研究人員一段時間以來不斷追求的目標。在這期間，計算機圖形學、人工智能、模式識別等技術的發展，高性能平板計算機、數字墨水等的出現，為手繪草圖技術的發展提供了可靠的理論基礎和實驗條件。

設計師在構思圖紙時會對同一筆畫進行過度描繪以達到其想要的效果，因此形成了重疊筆畫，對于這類筆畫，能夠輕易地被設計人員當作是同一條筆畫，但是計算機識別出來卻是一一獨立的沒有位置聯系的筆畫。因此本文提出基于幾何變換的草圖重疊筆畫的判別方法，通過將筆畫平移旋轉，使得重疊筆畫間的位置關系更加清晰明確，便于計算機的判斷，同時在一定程度上提高了計算機識別的速度，減少筆畫的聚類時間，進一步為手繪草圖處理的后期工作奠定了基礎。

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作者信息：

穆慧茹，鄭程文

(西南民族大學計算機科學與技術學院，四川成都610041)

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