[发明专利]一种在线多笔画重复绘制草图的聚类与拟合方法

摘要

本发明涉及一种在线多笔画重复绘制草图的聚类与拟合方法，首先通过笔画逼近折线段的折点序列，构造包围笔画的容差带；然后通过依赖于多笔画重复绘制判定算法的聚类算法将原始草图分成若干个子草图；最后将这些子草图拟合为直线段、折线段、二次曲线等标准图元。本发明方法可以对在线多笔画重复绘制草图中的笔画进行聚类，有效解决不同类型重复绘制笔画的聚类问题，并且将聚类结果准确拟合为直线段、折线段、二次曲线等标准图元，从而将多笔画重复绘制草图高效转换为二维线图。

主权项

1.一种在线多笔画重复绘制草图的聚类与拟合方法，其特征在于步骤如下：步骤1：对每个输入笔画的计算机数据提取包括笔画起点和笔画终点的N个采样点，得到采样点序列{pi；0≤i≤n}，其中N＝n+1，对采样点序列进行折线化逼近处理，得到折点序列{za；0≤a≤M}；采用经典Graham扫描算法对输入笔画进行扫描得到笔画的凸包，然后采用极值法得到笔画的最小包络矩形；步骤2：遍历笔画的折点序列{za；0≤a≤M}，依次在相邻两折点间构造一个长为该两折点间的欧式距离，宽为w的矩形，得到关于笔画折点的构造矩形序列{Pb；0≤b＜M}；遍历笔画的折点序列{za；0≤a≤M}，依次构造以折点为圆心、直径为w的圆，得到关于笔画折点的构造圆形序列{Cc；0≤c≤M}；所述的矩形序列{Pb；0≤b＜M}与圆形序列{Cc；0≤c≤M}的并集构成了笔画容差带；所述的w定义为笔画包络最小矩形的周长c′及笔画宽度b′的函数： w = 4 / 3 c ′ + 2 b ′ ]]>步骤3：依次比较两条输入笔画之间的最小包络矩形的周长大小，计算周长较小的笔画的采样点落入周长较大的笔画容差带的数量占周长较小的笔画的总采样点数的比例，若该比例大于一个给定的阈值p，则将该两条笔画添加到一个笔画集合中，每一个笔画集合为一个子草图gj，得到子草图序列G＝{gj；0≤j＜m}；步骤4：遍历子草图序列G＝{gj；0≤j＜m}，采用单笔画识别方法判断子草图gj(0≤j＜m)是否为直线段，如果是，则对该子草图进行直线段拟合，得到一条拟合直线段；否则，采用单笔画识别方法对子草图中的笔画依次进行单笔画识别，步骤如下：1)若gj中只包含折线段笔画或同时包含折线段笔画和直线段笔画，则对其进行折线段拟合，得到一系列直线段的组合；2)若gj只包含二次曲线，则对所有待拟合笔画的逼近折线段的折点进行最小二乘拟合；3)若gj包含有折线段曲线和二次曲线的笔画，则执行步骤4.3.1～4.3.4；设gj中单笔画识别结果为折线段曲线的笔画集合为Pj＝{si；0≤i＜fj}，单笔画识别结果为二次曲线的笔画集合为Cj＝{si；0≤i＜cj}，fj+cj＝tj，tj为笔画数；步骤4.3.1：初始化p″＝0，c″＝0；依次计算gj中各条笔画的最小包络矩形周长ci，并求出最大值，记为cmax；步骤4.3.2：依次将ci与cmax进行比较，若cmax-ci＜cmax/3且si为折线段曲线，则p″＝p″+1；否则c″＝c″+1；步骤4.3.3：若c″＞0，p″＝0，则判定该混合类型子草图为二次曲线，采用所述二次曲线拟合方法将子草图gj整体拟合为一条二次曲线；步骤4.3.4：若p″＞0，则弹出人机交互对话框以供用户确定曲线拟合结果；所述的直线段拟合：随机选择待拟合的所有笔画的折点集合中的最远点对的某一个点作为该拟合直线段的起点，另一个点作为终点，连接起点和终点产生一条直线段；所述的折线段拟合：将待拟合的所有的折线段笔画依据其笔画逼近折线段的折点分割为若干子笔画，然后如步骤3所述对所有子笔画进行笔画聚类，得到关于子笔画的子草图序列，最后依次对这些子草图序列进行直线段拟合，得到关于该折线段子草图的拟合直线段组合。