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基于几何变换的草图重叠笔画的判断和拟合方法
《信息技术与网络安全》2020年第8期
穆慧茹，郑程文
西南民族大学 计算机科学与技术学院，四川 成都610041
摘要： 在创建草图时，设计师经常使用多个过度绘制的笔画来描述预期的曲线。对于这样的草图，观察者们很容易将这些笔画判别为是同一个笔画类型。为了将过度绘制的笔画修整为单一笔画，提出了一种基于几何变换的草图重叠笔画的判定和拟合方法。该方法首先找到输入的笔画中最长的一条，并将该笔画经过折点化处理后得到一个逼近该笔画的折点序列。将折点化的线段经过变换后得到一个变换矩阵，通过这个矩阵来判断哪些属于过度绘制笔画，再将聚类后笔画进行拟合从而修整为单一笔画，这样既能提高运算速度又达到了设计师的意图草图。
中图分类号： TP391.4
文献标识码： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.08.008
引用格式： 穆慧茹，郑程文. 基于几何变换的草图重叠笔画的判断和拟合方法[J].信息技术与网络安全，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



         手绘线条为设计师提供了一种可以快速传达形状、想法和图像的途径，当设计师开始创造线条图时，设计师经常过度绘制线条，使用多个原始笔画组来描绘其预期的聚合曲线。随着平板电脑和数位板的普及，设计师可以在计算机程序中轻松创建线条图并以矢量形式记录笔画。但设计师使用计算机辅助设计软件绘制草图时,往往需要在众多的菜单和工具条按钮之间进行选择,这在一定程度上阻碍了设计师的工作效率和创作灵感。

         因为处在不同领域的设计师有不同的设计风格、不同的个人偏好和不同的绘制习惯，因此在计算机上模拟传统的纸笔图形绘制方法，一个关键的问题是能够正确识别设计师绘制的每一条笔画，计算机在理解其绘制意图的同时还需考虑手绘草图设计过程中出现的噪声干扰，以及用户的适应性问题等。能否将传统纸笔设计的优点与计算机强大的图形处理能力相结合，以克服上述不足，成为研究人员一段时间以来不断追求的目标。在这期间，计算机图形学、人工智能、模式识别等技术的发展，高性能平板计算机、数字墨水等的出现，为手绘草图技术的发展提供了可靠的理论基础和实验条件。

         设计师在构思图纸时会对同一笔画进行过度描绘以达到其想要的效果，因此形成了重叠笔画，对于这类笔画，能够轻易地被设计人员当作是同一条笔画，但是计算机识别出来却是一一独立的没有位置联系的笔画。因此本文提出基于几何变换的草图重叠笔画的判别方法，通过将笔画平移旋转，使得重叠笔画间的位置关系更加清晰明确，便于计算机的判断，同时在一定程度上提高了计算机识别的速度，减少笔画的聚类时间，进一步为手绘草图处理的后期工作奠定了基础。


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作者信息：

穆慧茹，郑程文

(西南民族大学 计算机科学与技术学院，四川 成都610041)


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