用于智能手繪輸入的平面立體投影圖的端點融合方法技術

本發明專利技術首先提取經擬合得到的手勢筆畫的角度信息，并繪制出相應的角度直方圖從而得到手勢筆畫的角度分布，再依據角度直方圖對手勢進行平行校正得到校正筆畫；然后，利用變系數容差帶判定聚類點，將待融合點進行分組聚類；最后，利用本發明專利技術的“坐標系?權重準則”對校正筆畫進行端點融合規整。本發明專利技術方法可以對在線會繪制的平面立體投影圖進行端點融合規整，有效地解決現有的強制捏合端點的融合問題，并對手繪投影圖進行高效的規整處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在線手繪平面立體投影圖的端點融合方法，用于智能手繪輸入設備，如手寫板、智能手機等等。
技術介紹
手繪草圖是一種自然而直接的思想外化和通信交流方式，它簡便、自然而且形象，有利于設計師展現設計思維以及進行創造性活動。一名優秀的產品設計師，不僅要有好的構思、創意，還需要通過一定的表現形式將其表達出來。構思要想被感知必須通過某種特定的載體轉化，草圖這一圖解方式是表達設計創意與構思捕捉記憶最直接、最有效的手段。手繪草圖繪制速度快、線條優美自然，給人一種強烈的藝術感染力。但是由于手繪草圖具有風格變化、抽象、不精確、不穩定等特征，對這些于計算機通過手繪草圖理解用戶的設計意圖是非常困難的。其原因主要有三個方面：第一，人們針對同一物體所繪制的草圖往往具有多種表現形式，實際上同一個人在不同的時間繪制的同一個物體都有可能存在較大不同。第二，在采用二維草圖表達三維模型時，數據維數減少而造成的模糊性；第三，有時候用戶對要繪制物體幾何形式的不明確而造成的隨機性。在線手繪圖識別的目標就是在保證用戶輸入意圖以及用戶適應性的前提下，對草圖進行最佳的識別和規整。目前，在由2D草圖重建3D模型的領域中，草圖解釋方面一般均采用基于基本線元的手繪圖識別方法。該方法解決了圖形描述的唯一性問題，包含筆劃分割、識別、擬合、端點融合等步驟，其中端點融合是影響識別效果的一關鍵步驟。對于手繪平面立體的投影圖，由一系列單筆畫直線段構成，且筆畫平行度不一致、節點處也并非完美無瑕。端點融合技術經過了長期的研究已有很多的研究成果，但主要為基于容差帶的端點融合方法：現有基于統計分析結果得到容差閾值的方法；將線
元長度的一個百分比作為容差閾值的方法。顯然，以上容差閾值結果并不能獲得可信賴的融合結果。容差閾的值應該根據具體線元端點的“敏感度”確定，若采用相對較固定的容差閾值對兩線元端點的融合性進行判斷，閾值較大會導致過融合，容差閾值過小會導致本該相連的端點未能相連。Lipson則提出了基于平均距離的方法，首先計算出每一個原始端點到各實體的平均距離，它包括端點到該實體本身的平均距離，即實體線元的一半長度，并將其最小值作為端點的容差半徑。之后Wang對該方法進行了改善，提出基于變系數容差閾的端點融合方法。得到原始端點的容差帶后，若兩兩原始端點相互落入對方的容差帶內則將其進行聚合，若構成兩個節點彼此之間還能構成新的融合則將這兩個節點進行再融合，并將各聚類點中的原始端點的中心記作為節點。以上兩種方法，前者容差閾值相對比較固定；而后者根據整個實體的尺寸來確定容差閾值，使其更具有適應性。但是兩者在融合過程中都沒有考慮各條草圖筆畫的相對位置關系，孤立地看待每個實體，將聚類點強制捏合到一起，在一定程度上破壞了各個實體之間的相互聯系，也說明了單純考慮融合規整算法的簡便易行所得效果并不魯棒。
技術實現思路
要解決的技術問題為解決現有端點融合技術存在的問題，本專利技術提出了一種用于智能手繪輸入的平面立體投影圖的端點融合方法，按照繪制草圖的“上下文關系”，并結合基于適應性容差帶的融合方法，對草圖筆畫進行端點融合規整。技術方案一種用于智能手繪輸入的平面立體投影圖的端點融合方法，輸入為經識別擬合所得手勢筆畫，其由N條直線段組成；其特征在于步驟如下：步驟1：提取各條手勢筆畫{Li；1≤i≤N本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于智能手繪輸入的平面立體投影圖的端點融合方法，輸入為經識別擬合所得手勢筆畫，其由N條直線段組成；其特征在于步驟如下：步驟1：提取各條手勢筆畫{Li；1≤i≤N}的角度信息值{θi；0≤θi≤180°}；步驟2：采用基于角度直方圖的方法對手勢進行平行校正：步驟2.1：以手勢線號i為橫坐標，角度信息θi為縱坐標，作直方圖，從而得到手勢筆畫的角度分布；步驟2.2：根據該角度分布以及角度閾值Δδ對手勢進行聚類分組，即若|θi?θj|≤Δδ，則將手勢筆畫Li、Lj劃分為一組，最終得到若干組手勢；步驟2.3：假設第s組筆畫由ns條手勢組成，計算每組手勢筆畫的角度平均值，則有θ‾s=Lt+Lt+1+...+Lnsns]]>其中t,t+1,…,ns表示第s組手勢的組內筆畫線號，且當或者或者或者時，然后，將每條手勢按各自的組內角度均值進行角度校正，使得組內角度一致，即如此便達到平行校正的目的，并將得到的筆畫稱為校正筆畫，校正筆畫序列{li(θi)；1≤i≤N}；步驟3：采用基于“坐標系?權重準則”的方法對校正筆畫進行融合處理：步驟3.1：首先提取校正筆畫的所有端點{die；1≤i≤N,e＝0,1}，即待融合點，其中di0表示筆畫起點，di1表示筆畫終點；步驟3.2：采用基于變系數容差帶的端點聚類方法進行待融合點的聚類：若幾個待融合點相互落入對方的容差圓內，那么將這幾個待融合點作為一個聚類，每組聚類點個數為K；最終在端點融合過程中同一組聚類點將被一個節點代替，且所得節點數R為R={2N3+n,(K=2,3)2N3,(K=3),]]>且節點序列表示為{Pu；1≤u≤R}；步驟3.3：將R個節點數投影，投影節點為{Pm；1≤m≤R}，投影節點由三條筆劃組成，組成了R個坐標系；遍歷坐標系序列{Ci；1≤i≤R}，將方向一致的坐標系分為一組，則得到若干組坐標系，每組坐標系個數為wj(1≤j≤R)，且同一組坐標系看作為一個坐標系，按照坐標系組所占權重wj的大小，得到新的坐標系序列{Vx；1≤x≤q}，其分別表示1級坐標系、2級坐標系，q代表坐標系的總的級別個數；步驟3.4：依次按照權重wj降低的順序對各節點進行聚類點的融合處理：步驟3.4.1：按權重降低的順序遍歷新的坐標系序列{Vx；1≤x≤q}；步驟3.4.2：判斷并確定Vx中已參與過融合規整的校正筆畫數M為0或1或2或3，并對筆畫按照“參與過融合規整的優先存儲原則”進行排序，即l1、l2總是優先存儲已參與融合規整的校正筆畫；步驟3.4.3：若M＝3,且K＝3，則l1、l2求交于P點，當e＝0，筆畫l3上已經融合規整的端點d0不變，d1與P點相重合；當e＝1，筆畫l3上已融合規整的端點d1不變，d0與P點相重合，這種情況下，由于三條筆畫均參與過處理了，要將筆畫端點連接，則難免就會產生融合誤差；步驟3.4.4：若M＝0，1，2，且K＝2，則l1、l2求交于P點；步驟3.4.5：若M＝0，1，2，且K＝3，則l1、l2求交于P點；且當e＝0，將l3平移至d0與點P重合；當e＝1，將l3平移至d1與點P重合，并保持角度不變。...

【技術特征摘要】
1.一種用于智能手繪輸入的平面立體投影圖的端點融合方法，輸入為經識別擬合所得手勢筆畫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王淑俠，張茜，王關峰，王守霞，荊曉珂，惠曉明，高滿屯，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61