汉字字体流形构建方法研究

Recently, personalized computer fonts have been widely used in many applications including social software, entertainment programs, advertisements, and so on. However, due to the numerous amounts and complex shapes of Chinese characters, designing and producing high-quality Chinese fonts are typically time-consuming and costly. Moreover, professional skills and rich experiences are also needed. Thus, increasing demands of personalized Chinese fonts for ordinary users cannot be satisfied. Based on Chinese characters’ shape properties, font designing rules and font producing standards, this project intends to investigate the key techniques for Chinese font manifold construction including accurate correspondence finding of complex character contours, high-level semantic information extraction of font styles, large-scale manifold learning, and etc. An efficient and effective method will be proposed to build a large-scale Chinese font manifold, which will be used in Chinese font designing and producing by developing a font manifold based automatic Chinese font generation system. Researches of this project on the one hand could resolve the tough problem of constructing large-scale Chinese font manifolds and markedly improve the efficiency for the designing and production of Chinese fonts, on the other hand could automatically augment the number and types of existing Chinese fonts from small-amount to infinity, and thus could significantly change the consuming modes and user experiences of Chinese font products. Our researches are of great importance in both theories and real applications, and the research achievements are expected to be widely applied and result in significant economic benefits.

近年来，个性化字体在社交软件、娱乐节目、平面广告等场合得到广泛应用。但是，由于汉字数量庞大、形状复杂，设计和制作高质量中文字库通常耗时费力、成本昂贵且需要高超专业技能和丰富从业经验，导致普通用户日益增长的个性化中文字体订制需求难以得到满足。本项目拟基于汉字形状特性、中文字体设计规范与字库制作要求，对汉字字体流形构建中的复杂字形轮廓精确匹配、字体风格高层语义信息提取和大规模流形学习等关键技术开展深入研究，提出大规模汉字字体流形的快速有效构建方法，并将其应用于中文字体设计与字库制作中，开发出一个基于字体流形的中文字库自动生成系统。本项目的研究一方面有望首次解决大规模汉字字体流形的构建难题，显著提高中文字体设计与字库制作的效率；另一方面将把现有中文字库的数量和种类从少量自动扩展到无穷，颠覆现有的中文字体选用模式与用户体验。应用前景广阔，经济效益显著，具有重要的理论研究和实际应用价值。

近年来，个性化字体在社交软件、娱乐节目、平面广告等场合得到广泛应用。但是，由于汉字数量庞大、形状复杂，设计和制作高质量中文字库通常耗时费力、成本昂贵且需要高超专业技能和丰富从业经验，导致普通用户日益增长的个性化中文字体订制需求难以得到满足。..本项目基于汉字形状特性、中文字体设计规范与字库制作要求，对汉字字体流形构建中的复杂字形轮廓精确匹配、字体风格高层语义信息提取和大规模流形学习等关键技术开展深入研究，提出大规模汉字字体流形的快速有效构建方法，并将其应用于中文字体设计与字库制作中，开发出若干种基于上述相关技术的中文字库自动生成系统。..主要研究成果有：1）提出了一种构建中文字体骨架流形的新方法，实现了一种基于骨架流形的汉字笔画自动提取技术，并将其用于大规模手写体中文字库的自动生成中；2）提出了一种基于流形学习和深度神经网络的中文字库自动生成方法，可基于零样本学习自动生成具备新颖字体风格的高质量中文字库；3）提出了一种基于样例驱动纹理合成技术的文本动态特效迁移方法，可将给定样例中的文本动态特效迁移到静态目标字形图片上；4）提出了一种基于深度强化学习的中文字库自动生成方法；5）提出了一种由给定任意字体属性值自动生成个性化订制风格的完整中英文字库的深度网络模型，可显著提高字体设计师和普通用户设计和制作字库的效率。..基于上述研究成果，在本项目的资助下，课题组共发表学术论文28篇，包括相关领域顶级（CCF A类）会议和期刊论文15篇。申请国家发明专利7项。字库自动生成方面的研究成果已经投入实用。本项目的研究一方面显著提高了中文字体设计与字库制作的效率；另一方面把现有字库的数量和种类从少量自动扩展到无穷，颠覆了现有的字体选用模式与用户体验。应用前景广阔，经济效益显著，具有重要的理论研究和实际应用价值，已经产生良好的社会与经济效益。