[发明专利]基于计算机视觉的书法临帖智能评价与指导方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的书法临帖智能评价与指导方法，包括以下步骤：图像预处理、字形匹配重合度评分、结构匹配重合度评分、投影相似度评分、书法字体关键点相似度评分、通过机器学习回归算法进行综合评分等步骤，通过对书法图像的处理，可以得到书法字体对比字帖的临摹效果的合理评价，对书法学习者临帖评分以及我国书法教育具有较强的指导意义。

技术领域

本发明涉及书法图像处理及其临帖评价指导技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的书法临帖智能评价与指导方法。

背景技术

在书法教育中，最基础的环节，就是学生临摹历代书法大家的作品。针对不同年级的学生，书法教育课程会循序渐进设计不同的范字给学生练习。对于学生的临摹作品，书法教师会比较与范字的差别后进行打分，并给予学生相应的指导。在此同时，学生综合教师的建议，自己去比较差距，反复练习缩小差距，从而打好书法基础，提高书法水平。

对学生而言，在书法学习过程中，对于书法教师的反馈，学生往往不能得到直观的可视化指导，造成了理解的困难，限制了他们书法能力的进步，也对他们的学习效率和学习热情造成了不利影响。

本研究针对以上问题，基于计算机视觉技术设计书法临摹评测与指导的相关算法，并致力于可视化辅助教学的研究，以减轻书法老师教学负担，解决目前存在的教育资源欠缺的问题。目前虽存在临帖书法图像的评价的相关算法，却在评测上缺乏智能性与指导性，且选取的特征缺乏与书法审美的关联，可解释性不强，最终得到的评分也缺少与人类专家的对比验证。

发明内容

为此，本发明提供一种基于计算机视觉的书法临帖评价与指导方法，以实现目前还未有的，基于书法美学设计的特征与专家评分的有监督学习的书法临帖智能评价与指导方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于计算机视觉的书法临帖智能评价与指导方法，包括以下步骤：

步骤一，对上传的临帖字体和原帖字体进行图像预处理；

步骤二，对上传的临帖字体和原帖字体进行字体配准；

步骤三，对经过预处理后的书法图像进行字形匹配重合度评分；

步骤四，对经过预处理后的书法图像进行结构匹配重合度评分；

步骤五，对经过预处理后的书法图像进行字体投影相似度评分；

步骤六，对经过预处理后的书法图像进行关键点相似度评分；

步骤七，通过字形匹配重合度评分、结构匹配重合度评分、字体投影相似度评分和关键点相似度评分对临帖字体进行综合评分，完成对于临帖字体的评价；

步骤八、根据字形匹配重合度评分、结构匹配重合度评分、字体投影相似度评分、关键点相似度评分和综合评分，从预设的指导语句库中生成相应的语句指导进行临帖字体的点评和指导。

进一步的改进，所述的步骤一中，图像预处理包括以下步骤：

步骤1.1，固定临帖字体和原帖字体的原有长宽比例，将临帖字体和原帖字体图像均放缩到预设的固定宽度，转换成灰度图像，并且进行二值化处理得到二值化图像；

步骤1.2，计算二值化图像各个连通域的像素点的个数，然后设定阈值进行滤波，从而去除字体图像上的噪声，保留字体部分。

进一步的改进，图像预处理部分的参数设置如下：

(1)将两个字体图像放缩到相同且固定的宽度为400；

(2)设定的去除字体图像上墨点污渍等其他噪声的最小连通域的像素点个数为400，即将低于400个像素点的连通域去除。

进一步的改进，所述的步骤二中，字体配准包括以下步骤：