书法碑帖图像去噪、轮廓拟合及纹理建模研究

发布时间：2017-04-29 00:00

  本文关键词：书法碑帖图像去噪、轮廓拟合及纹理建模研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 中国书法是一门古老和具有丰富内涵的艺术。它是以汉字为载体,以毛笔为主要创作工具,以笔法、墨法、字法、章法为表现手段,以文字涵义和书写者思想情趣为表现内容的一种融时间和空间于一体的线条造型艺术。中国历史上产生了大量对后世影响巨大的书法家,他们留下了丰富的书法作品。这些书法作品主要以碑帖的形式被保存下来。在当前这个数字时代,利用计算机图形图像处理、模式识别等技术对古书法碑帖图像进行处理,使之更方便被传播和应用,对于继承和发展传统文化有非常重要的意义。本文就古书法碑帖图像数字化的几个关键问题:去噪、碑帖汉字轮廓参数化、书法纹理的建模等问题作了认真分析,并给出了相应的算法。 首先根据碑帖图像中噪声和汉字笔画不同的形状和分布特点,提出一个碑帖文档图像去噪算法。该算法主要包括两个步骤:先用基于偏微分方程的TotalVariation算法和0tsu二值化方法对书法文档图像进行预处理;然后根据碑帖文档图像里的噪声和笔画形状特征及它们不同的分布特点,用游长统计的方法,从游长概率密度直方图计算得到一个最佳的游长门限,根据这个游长门限去掉碑帖图像里的大部分块状和随机噪声,最后用改进的霍夫变换方法去掉线状噪声。实验结果表明,该算法的去噪结果优于相关方法。 其次本文提出一个从书法碑帖图像生成轮廓字体的方法。该方法主要包括汉字轮廓的特征点检测和轮廓段拟合。其中特征点检测方法考虑书法碑帖图像的特点,首先构造一个基本笔画库,然后用线性回归方法得到汉字轮廓噪声程度和高斯函数之间的关系表达式,最后用主成分分析的方法确定汉字轮廓上的特征点。这些特征点将汉字轮廓划分成轮廓段,最后根据累加弦长参数化和最小二乘方法,对每个轮廓段用参数曲线进行拟合得到轮廓字体。本文提出的特征点检测算法改进了基于曲率尺度空间(Curvature Scale Space,CSS)的特征点检测方法,使之更适合碑帖汉字轮廓的特点。该算法和基于CSS的特征点检测方法相比,不仅减少了算法的时间复杂度,而且提高了检测带有噪声的汉字轮廓特征点的准确率。 最后本文给出一个基于样本的草书纹理生成模型。该模型利用一些典型的草书笔画纹理样本,根据自回归模型和分层采样技术,能生成视觉上有丰富变化的草书风格笔画纹理。同笔画纹理样本相比,利用本文提出的草书纹理模型能生成与样本笔画纹理结构上相似,但又有所变化的笔画纹理。将生成的纹理映射到汉字轮廓上,获得了满意的视觉效果。
【关键词】：书法 文档图像 去噪 特征点检测 尺度空间 自回归 分层采样 最小二乘 线性回归 主成分分析 轮廓字体 纹理合成
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：J292.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题背景12-14
• 1.2 本文工作14-16
• 1.2.1 古书法文档图像的去噪14-15
• 1.2.2 碑帖汉字轮廓参数化15-16
• 1.2.3 书法纹理生成模型16
• 1.3 本文贡献16-17
• 1.4 论文结构17-18
• 第2章 相关研究工作18-32
• 2.1 书法文档图像处理与分析18-24
• 2.2 书法的计算机建模和绘制24-29
• 2.2.1 虚拟毛笔模型24-28
• 2.2.2 墨在宣纸上的扩散效果模拟28-29
• 2.3 本章小节29-32
• 第3章 碑帖文档图像去噪32-48
• 3.1 引言32-33
• 3.2 碑帖图像预处理33-36
• 3.2.1 平滑碑帖图像34-35
• 3.2.2 碑帖图像二值化35-36
• 3.3 基于游长统计的碑帖图像去噪36-42
• 3.3.1 噪声及笔画宽度的游长统计36-39
• 3.3.2 从游长概率密度直方图计算最佳门限39-41
• 3.3.3 用估计的笔画宽度对碑帖图像去噪41-42
• 3.4 线状噪声去除42-44
• 3.5 实验结果和分析44-46
• 3.6 本章小节46-48
• 第4章 碑帖图像的轮廓字体生成48-68
• 4.1 引言48-50
• 4.2 平面轮廓的特征点检测50-53
• 4.2.1 基于支撑域的特征点检测51-52
• 4.2.2 基于曲率尺度空间的特征点检测52-53
• 4.3 基于统计的碑帖汉字轮廓特征点检测53-59
• 4.3.1 字轮廓提取与跟踪54-55
• 4.3.2 构建典型笔画库55-56
• 4.3.3 线性回归确定高斯尺度56-58
• 4.3.4 主成分分析方法确定汉字轮廓上的特征点58-59
• 4.4 用最小二乘和累加弧长参数化生成轮廓字体59-61
• 4.4.1 累加弧长参数化60-61
• 4.4.2 最小二乘确定Bézier曲线的控制点61
• 4.5 实验结果和分析61-66
• 4.6 本章小节66-68
• 第5章 用自回归和分层采样生成草书纹理68-80
• 5.1 引言68-70
• 5.2 草书纹理生成70-75
• 5.2.1 构建笔画纹理库70-71
• 5.2.2 自回归模型71-72
• 5.2.3 基于自回归的草书纹理生成72-73
• 5.2.4 笔画纹理宽度控制73-74
• 5.2.5 笔画纹理延长74-75
• 5.3 结果和分析75-77
• 5.4 本章小结77-80
• 第6章 结论与展望80-84
• 6.1 本文的工作80-81
• 6.2 未来工作展望81-84
• 参考文献84-94
• 攻读博士学位期间主要的研究成果94-96
• 致谢96-97

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 万文博;空间载频干涉法测量薄膜厚度技术研究[D];西安工业大学;2011年

2 薛环振;运用机械臂的计算机书法创作系统设计与开发[D];华东师范大学;2011年

3 李浩然;条纹法则测量薄膜厚度技术研究[D];西安工业大学;2012年

4 赵琪;书法碑帖文字的笔划提取技术及其实现[D];华东师范大学;2010年

  本文关键词：书法碑帖图像去噪、轮廓拟合及纹理建模研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：333772