当书法教学遇上人工智能,会碰撞出怎样的火花?
2019-08-18 青年

青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 吴潇岚/文 受访者/图、视频

当人工智能遇上传统书法教学,会碰撞出怎样的火花?是用电子屏幕代替宣纸的无纸书法课?或是机器人写书法做示范?都不是!

来自华东师大通信与电子工程学院微电子“菁英班”的本科生刘杭、王茜、顾俊杰,共同研发了一款书法教学智能系统,集合图像处理技术、深度学习技术、增强现实技术、智能机器人技术于一体,为智能书法学习、书法等级考试训练提供了一套完整的解决方案。该研发近日荣获“2019(第12届)中国大学生计算机设计大赛”人工智能组一等奖。

让智能教学系统成为有敏锐眼光的伴读书童

系统利用智能书法提取技术,可以打破以往书法教学软件脱离纸笔书写的弊端,将深度学习应用于毛笔字迹的书法评价,真正实现了人工智能与艺术的结合;利用智能机器人技术,实现了智能书写台的移动与升降,打破了传统书写台不可移动的限制,帮助行动不便人士进行书法学习。

据团队负责人刘杭介绍,他自幼练习书法,大一下学期还选修了学校的书法课。在计划组队参与比赛,大家并没确定选题。当时刘杭一边临习《颜勤礼碑》,一边和大家开线上会议,突然就有了灵感:利用图像处理技术识别出书写字迹的好坏,并进行指导,把这种功能整合成系统,便实现了书法的智能教学。”

在刘杭看来,书法作为一种“审美”艺术,永远无法被机器所代替。书法作品不仅仅是线条和结构,它的呈现与书写者的情感、经历密不可分。由于每个人的审美各不相同,书法作品也没有绝对的好坏之分。

所以,智能教学系统更应该是具有敏锐眼光的伴读书童。帮助书写者观察、分析、比对,迫使书写者进行思考和自我纠错。在练习书法的过程中,这种协助很有效果。

谈到智能系统和人工教学的差异,刘杭表示:“经验丰富的书法老师能够对‘笔’和‘墨’进行控制,也就是笔法和墨法。可是在某些地区,书法教师资源相当稀缺。即使学校开设书法课堂,授课老师也并不专业,很多有天赋的孩子没有机会接受正规的书法教育。”他认为,书法人工教学的效果取决于老师的水平,书法学习者找到合适的书法老师并不容易。如果将书法教学的过程智能化、系统化,这样就可以解决书法师资缺少的问题,也可以随时随地进行书法学习。

申请专利及软件著作权已达十余项

行、草、隶、篆、楷,使用者可以根据自身喜好选择合适的书法字体以及书写风格。系统利用基于向量误差的书写评析模型,通过书法字迹智能提取、智能书法评分、智能书写指导等过程,将单字书法中书写失误部位用红色标记,将书写准确部位用绿色标记。最终实现有效指导书写者进一步改进与学习的目的。

同时,团队研发的另一个亮点是智能书写台。将机器人技术与人工智能相结合,造福行动不便人士,实现了智能书写台的移动以及书写台面的升降。

为了积累足够多的书法字迹数据,团队前期通过网络字库获取了几千张名家名帖及搜集手写字迹。此外,通过拍摄搜集了5000多张正确执笔姿势图片,5000多张错误执笔姿势图片。

刘杭认为,只有对线条的处理和掌控有足够的表现力时,才能够将书写上升为艺术,线条组织才能上升为艺术语言。

因此,团队在设计智能教学系统时,运用图像处理技术对书写者字迹墨色的变化、线条的运动节奏以及结构的准确性进行精确检测。特别是通过和原帖进行比对,给出相应的书写评分和深度解析。

“您写的书法,比例合适,用笔轻重合适呢,写得很棒,综合得分为:87分,请看右图,红色区域需要注意。”系统的评分及指导表达很“接地气”,根据书写字迹的特征分析情况,给出相应的书写建议。他强调,这一过程实际上是为书法学习者提供可参控的书写建议及分析,以引导书写者反思书写方式,提升书写水平。

目前,该团队已申请1项软件著作权、5项国家发明专利、6项实用新型专利,并拿到申请号,部分专利已授权。据预判,如果将智能教学系统应用于硬笔书法将会更有市场,并可以将书法教学与书法等级考试进行关联。

谈及未来的打算,刘杭表示,将人工智能在深度书法解析方面的应用继续深入下去,向科研学术或产品商业化方面继续发展,以此挖掘出人工智能和书法艺术结合的更大价值。

青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 吴潇岚/文 受访者/图、视频

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报

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