[发明专利]一种辅助儿童观察植物和学习生物多样性的绘画系统

说明书

本发明公开了一种辅助儿童观察植物和学习生物多样性的绘画系统，包括植物识别学习系统和儿童写生绘画系统；植物识别学习系统用于识别拍摄的植物照片，将植物名称和相关生物多样性知识呈现在显示界面的设定区域并通过语音播放；儿童写生绘画系统用于将拍摄的植物照片转化为轮廓图，并在儿童进行生物特征绘画时比对植物照片与绘图区域的色彩，在界面上进行信息反馈与展示；所述的植物识别学习系统包括植物图像识别模块和植物知识检索模块；所述的儿童写生绘画系统包括植物轮廓图生成模块和智能辅助绘画模块。利用本发明的系统，可以将植物生物多样性的学习过程结合到儿童植物写生绘画的过程中，并在儿童写生绘画时根据绘制对象提供指导。

技术领域

本发明属于人工智能应用技术领域，尤其是涉及一种辅助儿童观察植物和学习生物多样性的绘画系统。

背景技术

儿童对自然的反复观察可以增加他们对生物多样性的知识和认识。写生是鼓励儿童重复观察的重要方法之一。写生是一种快速画法，显示所观察事物的有趣特征，鼓励参与者进行重复观察和比较。

然而，写生对于儿童来说门槛较高，因为儿童往往无法正确把握所绘制对象的形态和色彩。现在也没有工具或系统可以帮助儿童以学习生物多样性作为目的进行写生绘画。

随着人工智能技术的发展，图像识别技术和知识系统或者专家系统应用越来越广泛。其中涌现了很多关于植物或者生物识别的系统，他们利用神经网络学习大量的标记图片，建立分类回归的输出层，并将其映射到专家系统的数据库中。

如公开号为CN103902996A的中国专利文献公开了一种基于图像识别技术的多元化植物手机APP识别方法，在手机APP上构建植物专家库、模式识别模块，以及植物专家库与模式识别模块之间的链接，通过手机摄像头采集植物的图像信息，图像信息经过模式识别模块识别，通过植物名称在植物专家库进行查询，对于模式识别模块无法识别的，通过手机APP进行发布等待专家解答。

公开号为CN110555416A的中国专利文献公开了一种植物识别方法及装置，包括：步骤S1，获取包含待识别的目标植物的植物图像；步骤S2，根据所述植物图像的属性信息，确定所述目标植物的属性；步骤S3，从多个与植物不同属性相关联的植物识别模型中，调用与所述目标植物的属性相关联的植物识别模型对所述植物图像进行识别，确定所述目标植物的植物信息，所述植物识别模型为神经网络模型。

但是，上述这些应用和方法并没有将植物生物多样性的学习过程结合到儿童植物写生绘画的过程中，也没有在儿童写生绘画时根据绘制对象提供绘画指导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种辅助儿童观察植物和学习生物多样性的绘画系统，可以将植物生物多样性的学习过程结合到儿童植物写生绘画的过程中，并在儿童写生绘画时根据绘制对象提供指导。

一种辅助儿童观察植物和学习生物多样性的绘画系统，包括植物识别学习系统和儿童写生绘画系统；

所述的植物识别学习系统用于识别拍摄的植物照片，将植物名称和相关生物多样性知识呈现在显示界面的设定区域并通过语音播放；

所述的儿童写生绘画系统用于将拍摄的植物照片转化为轮廓图，并在儿童进行生物特征绘画时比对植物照片与绘图区域的色彩，在界面上进行信息反馈与展示。

进一步地，所述的植物识别学习系统包括植物图像识别模块和植物知识检索模块；所述的儿童写生绘画系统包括植物轮廓图生成模块和智能辅助绘画模块；

所述的植物图像识别模块包含卷积神经网络，用于对拍摄的植物照片进行特征识别和分类；

所述的植物知识检索模块用于对植物图像识别模块识别的植物名称进行检索，得到相关的生物多样性百科知识，并利用知识图谱对植物知识库进行归纳；

所述的植物轮廓图生成模块包含生成对抗网络，用于提取植物照片的轮廓生成简笔画风格的轮廓图；