三位大学生研发出书法教学人工智能系统,可纠错还能评分


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当人工智能遇到传统书法教学时,会发生什么样的火花碰撞?是无纸书法课使用电子屏幕而不是宣纸吗?还是机器人写书法来展示?都不是!

由华东师范大学通信与电子工程学院微电子“精英班”本科生刘航,王伟,顾俊杰开发的书法教学智能系统,结合图像处理技术,深度学习技术,增强现实技术技术和智能机器人技术。一,提供完整的智能书法学习和书法等级考试培训解决方案。

该系统采用智能书法提取技术,从笔纸书写中突破了以往书法教学软件的缺点。深度学习应用于毛笔书法的书法评价,真正实现了人工智能与艺术的结合。智能写作技术是通过智能机器人技术实现的。机芯和升降机突破了不动产传统写字台的极限,帮助行动不便的人学习书法。

最近,该系统获得了“2019(第12届)中国大学生计算机设计竞赛”人工智能组一等奖。目前,该团队已申请一项软件着作权,五项国家发明专利,六项实用新型专利,并获得申请号,部分专利已获得授权。

819.jpg研发团队。本文中的图片是华东师范大学的图片

合并五种字体来指导和评估作家

据团队负责人刘航介绍,他从小就练习书法,并在学期间在学校上了书法课。 “我们计划合作参加比赛,但还没有决定这个话题。在我学习《颜勤礼碑》的时候,当我和大家进行在线会面时,我突然有了灵感:使用图像处理识别写作质量的技术,并将该功能引导和整合到一个系统中,实现了书法的智能化教学。“

为了积累足够的书法和手写数据,该团队通过在线字体数据库获得了数千个着名的着名帖子和收集的笔迹。此外,通过拍摄收集了超过5,000个正确的笔姿势图像,以及超过5,000个不正确的笔姿势图像。

和结构,而且它们的外表与作家的情感和经历密不可分。因此,智能教学系统应该是一个敏锐的“阅读孩子”,帮助作者观察,分析,比较和强迫作者思考和纠正自己。

刘航说,在这个系统中,包括线,草,李,篆和楷五种字体,用户可以根据自己的喜好选择合适的书法字体和书写风格。系统采用基于矢量误差的书写评价模型,通过书法手写智能提取,智能书法评分,智能书写指导等过程,将单字书法中的书写错误部分标记为红色,写作的确切部分用绿色标记,最终实现有效的指导性写作。进一步改进和学习目标。

此外,刘航还解释说,在智能教学系统的设计中,图像处理技术还可以用来准确地检测作者笔迹的墨色变化,线的运动节奏和结构的准确性。 “特别是,通过与原始帖子的比较,给出了相应的书写分数和深度分析。”

62.png系统评估页面。

他进一步举了一个例子:“你写的书法比例合适。适合用笔书写。很棒。综合得分是87分。请看右边的图片。红色区域需要注意。 “系统的得分和指导非常有表现力。 “接地气”,根据对写作特点的分析,给出了相应的写作建议。他强调,这个过程实际上是为书法学习者提供书面建议和分析,可以用来指导作者反思写作和改进写作。

与此同时,团队研发的另一个亮点是智能写字台。机器人技术和人工智能的结合使得智能书桌的移动和书写表面的升降能够使行动不便的人受益。

设计从磨削改为智能算法

刘航坦言,该系统可以实现多种功能,具有很强的应用价值,离不开团队的“跨界”导师。

从竞赛选拔到项目设计再到赛前准备,来自通信与电子工程学院的田英红和计算机科学与技术学院的朱庆婷利用他们在人工智能应用方面的专业知识和见解,为此提供了强有力的工具。开发智能算法。技术指导和建议。在最后辩护之前,通信与电子工程学院的史燕玲教授对国防进程给予了认真的指导,为比赛的顺利进行提供了有利的保障。

此外,书法教育研究者的意见同样有价值。

在整体设计的初始阶段,原型是一个自动标尺,可以帮助作者自动研磨,清洗笔并自动抬起。只要用户预约,系统就可以提前抛光墨水并将笔和纸准备为“小书男孩”。

华东师范大学美术学院崔淑强副教授认为,该系统应该是重点。他认为,对于那些学习书法的人来说,实现智能书法教学是最重要的。

因此,刘航团队调整了计划,重点关注智能算法的设计。在智能算法设计的后期阶段,美术学院的郑文和古琴建议书法分析部分以直观的方式表达,有效地指导作者自我纠正。同时,指出硬笔书法更注重结构。如果将智能教学系统应用于硬笔书法,则会更具市场价值,建议将书法教学与书法水平测试联系起来。

“我希望我能进入书法老师的工作室,与书法专业的学生讨论书法理论,结合书法艺术的纯洁性,人类对艺术的敏感性以及计算机技术对图像敏捷性的洞察力“。刘航表示,人工智能在深度书法分析中的应用将不断深化,并继续在科学研究或产品商业化方面发展,以挖掘出人工智能与书法艺术相结合的更大价值。