一种实现汉字书写美观度智能判别的方法及系统与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种实现汉字书写美观度智能判别的方法及系统。


背景技术：

2.汉字是汉语的元素，汉文化的基础，是中华民族文化交流的唯一媒介，是树立“文化自信”的基石。截至2020年底，全球共有180多个国家和地区开展中文教育，70多个国家将中文纳入国民教育体系，汉字书写总人口近20亿。
3.写好汉字”，写出漂亮的汉字，是汉语文字学习的刚需。中国有四千多年汉字书写的历史，讨论“写好汉字”、写出美观汉字(书法理论)文章图书汗牛充栋，但都只是文字描述，只有文字化的模糊概念，没有定量的数据基础，不便于汉字书写者学习掌握。
4.综上所述，需要一种实现汉字书写美观度智能判别的方法及系统来解决现有技术中所存在的不足之处。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种实现汉字书写美观度智能判别的方法及系统，旨在解决上述问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，包括以下步骤：
7.步骤s1：将中文汉字书法家经典作品进行分类组成中文汉字书法库t1；
8.步骤s2：建立方形测量标尺，以中心点为坐标原点和角度尺原点；
9.步骤s3：将中文汉字书法库t1内分类后的汉字放入方形测量标尺进行测量，得出每个汉字的笔画、偏旁部首和附属组件在文字中的相对位置、书写顺序、占比和艺术形变数值的数字结果，并总结出汉字书写美观度间架结构标准，将每个汉字的数字结果和汉字美观度间架结构标准组成汉字书写数字量化数据标准库t2；
10.步骤s4：用户手写书法作品并上传，将用户手写书法作品放入方形测量标尺，进行数字化处理，得到用户书法作品数字结果，若用户书写书法作品为连续书写内容，则拆解成单个汉字，再放入方形测量标尺，进行数字化处理；
11.步骤s5：将用户书法作品数字结果与汉字书写数字量化数据标准库t2进行叠加对比，通过对比进行用户书法作品评测并生成作品评价结果。
12.可选的，所述步骤s1中的中文汉字书法家经典作品包括但不限于楷书、魏碑和行楷碑帖，敦煌抄经卷，宋、明、清优秀手书木刻图书用字。
13.可选的，所述步骤s2中的方形测量标尺为100
×
100的正方形相对标尺。
14.可选的，所述步骤s3中汉字的笔画的相对位置和占比包括但不限于长短、全字中的占位比和相对距离。
15.可选的，所述步骤s3中偏旁部首和附属组件包括主部首201和附形部首99个。
16.可选的，所述步骤s3中还包括调整评价系数，所述调整评价系数为总结中国书法理论上的单字在不同位置上、不同作品环境中的作了个性调整，归纳出调整笔画和偏旁部首的规律而建立的调整评价系数。
17.可选的，汉字美观度间架结构标准的建立具体为：
18.将32种书法笔画抽象为“点、横、撇、捺、折”5种，按照判断公式进行不断的总结，判断公式m具体为：
19.m＝笔画坐标+压感参数+时序+z，
20.其中，笔画坐标为包括点、横、撇、捺、折和单一笔画弧度变化参数以及单一笔画角度参数；压感参数为书写速度、每个点的相对速度即笔画书写过程中的变化速度；z为不断增加的参数。
21.可选的，所述作品评价结果包括但不限于数字化结论、图形对比、文字描述和汉字书写建议。
22.一种实现汉字书写美观度智能判别系统，其特征在于，包括：
23.手写汉字输入单元，用于输入用户手写书法作品；
24.手写汉字测量单元，用于识别和测量用户手写书法作品，并生成用户书法作品数字数据；
25.手写汉字对比单元，用于用户书法作品数字数据与汉字书写数字量化数据标准库进行对比；
26.评价结果输出单元，用于输出用户书法作品所对应的美观度评价结果。
27.本发明的有益效果：
28.1、本发明中，提出汉字美观度数字化测量标准和测量方法，建立手写汉字美观度数字化标准、判断方法和分析工具，笔画与偏旁部首的位置、总体占比、倾斜度、艺术夸张度等；
29.2、本发明中，通过汉字书写数字量化数据标准库和方形测量标尺工具应用，进而实现测评汉字书写能力，指正错误，为书写者提供“写好汉字”书写建议等。本发明提供的数据工具还可以极大地方便学习者对汉字书写正确性和美观度标准的把握，做到有确定性的规律可以遵循，为汉字硬笔书法和汉字书写教学提供了高效工具；
30.3、本发明中，可对需要评测的手写汉字进行数字化处理，比对标准库、加权“调整评价系数”，给出美观度评价结论，具有一定的使用价值和推广价值。
附图说明
31.图1为本发明的一种流程结构示意图。
32.图2为方形测量标尺的一种结构示意图。
33.图3为角度测量的一种结构示意图。
34.图4为角度测量的另一种结构示意图。
35.图5为测量偏旁部首和笔画的相对占位的一种结构示意图。
36.图6为汉字艺术形变的一种实例图。
具体实施方式
37.如图1-5所示，一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，包括以下步骤：
38.步骤s1：将中文汉字书法家经典作品进行分类组成中文汉字书法库t1，中文汉字书法家经典作品包括但不限于楷书、魏碑和行楷碑帖，敦煌抄经卷，宋、明、清优秀手书木刻图书用字；
39.步骤s2：建立方形测量标尺，以中心点为坐标原点和角度尺原点，方形测量标尺为100
×
100的正方形相对标尺；
40.步骤s3：将中文汉字书法库t1内分类后的汉字放入方形测量标尺进行测量，得出每个汉字的笔画、偏旁部首和附属组件在文字中的相对位置、书写顺序、占比和艺术形变数值的数字结果，并总结出汉字书写美观度间架结构标准，将每个汉字的数字结果和汉字美观度间架结构标准组成汉字书写数字量化数据标准库t2，其中汉字的笔画的相对位置和占比包括但不限于长短、全字中的占位比和相对距离，偏旁部首和附属组件包括主部首201和附形部首99个，还包括调整评价系数，所述调整评价系数为总结中国书法理论上的单字在不同位置上、不同作品环境中的作了个性调整，归纳出调整笔画和偏旁部首的规律而建立的调整评价系数；
41.汉字美观度间架结构标准的建立具体为：
42.将32种书法笔画抽象为“点、横、撇、捺、折”5种，按照判断公式进行不断的总结，判断公式m具体为：
43.m＝笔画坐标+压感参数+时序+z，
44.其中，笔画坐标为包括点、横、撇、捺、折和单一笔画弧度变化参数以及单一笔画角度参数；压感参数为书写速度、每个点的相对速度即笔画书写过程中的变化速度；z为不断增加的参数
45.步骤s4：用户手写书法作品并上传，将用户手写书法作品放入方形测量标尺，进行数字化处理，得到用户书法作品数字结果，若用户书写书法作品为连续书写内容，则拆解成单个汉字，再放入方形测量标尺，进行数字化处理；
46.步骤s5：将用户书法作品数字结果与汉字书写数字量化数据标准库t2进行叠加对比，通过对比进行用户书法作品评测并生成作品评价结果。
47.本发明归集中国书法历史上600多位大书法家经典作品，楷书、魏碑和行楷碑帖，敦煌抄经卷，海内外现存宋、明、清优秀手书木刻图书用字等，切割出3000多个常用汉字15万例字，通过软件逐一分析，综合平均后得出中间数值，即汉字最佳美观度数值表。
48.方形测量标尺可以自动测量手写汉字间架结构与笔画特征，通过精准测量识别，得出笔划32个、偏旁部首和附属组件，主部首201个，附形部首99个，在文字中的位置、占比与艺术形变数值等全部数字结果，以此为基础制定汉字书写数字量化数据标准库，以美观度标准，写好汉字普适数字标准，当代汉字书写和硬笔书法数字化判断基础。
49.汉字书写美观度间架结构标准的设立具体为：
50.将32种书法笔画抽象为“点、横、撇、捺、折”5种，按照判断公式进行不断的总结，判断公式m具体为：
51.m＝笔画坐标+压感参数+时序+z，
52.其中，笔画坐标为包括点、横、撇、捺、折和单一笔画弧度变化参数以及单一笔画角
度参数；压感参数为书写速度、每个点的相对速度即笔画书写过程中的变化速度；z为不断增加的参数，例1：连续两横、三横、四横，每横的长、横坐标位置、每横的左低右高角度、短横与长横不同弧度和起落笔的压感值变化；例2：折落笔、转折的与中间书写的压感和速度比，可以根据不同汉字的相关参数进行学习总结。
53.笔画坐标具体为：字的笔画的相对位置、角度等。其中弧度参数指手写中的横、竖历史约定俗成的几何变形。
54.压感：笔尖在纸上的压力，形成笔划粗细变化。在硬笔书写汉字时，“书写习惯”是首要要求，就要用起落笔压力要大，中间段小，与软笔书法一致，但显示在书写文字上，硬笔尖较硬，笔画粗细变化相对较小，但仍有变化，这种变化是字体美观度的重要体现，可以支持0—8192级压感。
55.时序是负责记录书写过程中点与点之间相对时间。在中文手写过程中，时序是构成“书写习惯”的另一重要因素。在软笔书法传统中，除通过压力变化改变笔划在纸上的几何占位(精细与在字中的位置)，通过时间的不同，墨的下渗量不一样，同样达到改变笔划在纸上的几何占位的目的，二者完善结合，是写出漂亮汉字的基础。
56.时序要求是起落笔时慢，中间快，快、慢是相对的，过渡平滑。通过时序可以判断出“书写习惯”，字体笔画的传统美学特征，单个笔划在单字中的处理合理性等。如“主”、“圭”等多横字，中间横的时序变化比相对较小，第一、第四横相对较大，第四横最大。
57.合体字美观度参数的总结，具体为：按照规范汉字书写结构，将汉字的合体结构分为纵式合体结构、横式合体结构和包围式结构，在上述三种结构的基础上，按照偏旁部首的不同，再次进行归纳，例如：横式合体结构又分为左右对称、左大右小、左小右大、左高右低和左低右高。
58.在100x100的正方形测量标尺内，自动识别笔画相对占位，包括长短、全字中的占位比、相对距离等等。
59.单字书写是基础，但书法与印刷品不同，讲究“谋篇布局”，即在个性美基础上追求“整体美”。为配合“整体美”，实际汉字书写时要作笔画与偏旁部首的书写要素的调整，总结中国书法理论上的关于单字在不同位置上、不同作品环境中的作了个性调整，建立“调整评价系数”。如“太大”这个词的捺，计算机汉字字库产品、印刷用汉字字模，均为同一形状、角度和长短的笔画，见附图6，在古代书法理论通则基础上，归纳出在谋篇布局中“单字服务篇章”时调整笔画和偏旁部首的规律，作为“调整评价系数”，列入手写汉字。
60.具体为：
61.连续同笔画的书写变化判断。如同是竖：，同一字内要有不同的高度。如“门”及“间”、“闲”等相同字型，“门”左右两竖要有不同的长度；两个相邻的字要有不同长度写法。如，“干”、“千”等类似中间竖的字，前、后字须把长竖写成垂露式和收笔，同样，横、折等5种笔画连续单字有相同笔画，都需要作相应变化处理。
62.笔画繁简的变化判断，简言之，笔画少的字在篇章中在放大书写，笔画多的字适当压缩书写，包围类偏旁部首字的处理，例如，“国”、“函”、“团”、“回”、“医、巨、匠、区”等笔画的变形处理，特殊字的处理，如笔画特别多，超过16画，以手写中处理：读“催”音的多笔画字：竁，毳，膬，等；字型特别的字的处理。如：凸、凹、艹，等。
63.在“手写汉字最佳美观度数值表”基础上，将《通用规范汉字笔顺规范》、《汉字部首
表》、《gb13000.1字符集汉字折笔规范》等法规中列出的汉字，共20902个，按《优秀手写汉字书写数字标准》编写出当代《手写汉字(硬笔书法)标准字型数据库》。本库是汉字的笔划、偏旁部首、附属组件的书写顺序、占比、艺术形变值等数字表达方式，用普适性汉字书写美观度判断标准给每个当代汉字生成数字化指标，加上针对“艺术形变”的“调整评价系数”，建立《优秀手写汉字书写数字标准库》，可以对标准手写汉字和整篇手写汉字可能存在的变化，作出相对准确的智能测评结果。
64.手写汉字对比单元和评价结果输出单元得出笔划、偏旁部首书写顺序、占比、形变值、差异率等。对用户汉字书写时的间架结构、笔画书写习惯基本判断，提出错误点，给出完善的参考意见，用户书写汉字与《汉字硬笔书法字型标准库》中汉字标准数值对比的结果，生成数字化结论同时，可以生成图形对比、文字描述等评测意见，以及对用户“写好汉字”的建议等，存储云端平台指定位置，或通过网络提供给用户。
65.本发明实现手写汉字数字化记录，建立汉字书写“规范、美观”的数字标准，把四千多年历史的中国汉字书写的研判过程实现数字化、智能化、网络化，有利于中文汉字书法学习。
66.一种实现汉字书写美观度智能判别系统，其特征在于，包括：
67.手写汉字输入单元，用于输入用户手写书法作品；
68.手写汉字测量单元，用于识别和测量用户手写书法作品，并生成用户书法作品数字数据；
69.手写汉字对比单元，用于用户书法作品数字数据与汉字书写数字量化数据标准库进行对比；
70.评价结果输出单元，用于输出用户书法作品所对应的美观度评价结果。
71.手写汉字输入单元采用带压感的无源电磁出水笔和电磁信号接收板，出水笔芯采用可更换模式，方便装填不同颜色、不同质地的墨水，适合笔记、书画等不同需要，电磁信号接收板，是电磁笔的配套装置，同时作为电磁笔的信号接受器。本电磁信号接受面板板分辨率2540lpi(line per inch)，相当于每毫米100线，用以提高记录精度。支持电磁信号每秒高达266点的采样、8192级的压力感应等级，并且支持记录并提供无损原始书写数据以便后期对于笔迹进行分析和应用。
72.电磁笔内部由笔芯、压力传感装置、电磁传感器组合而成，压力感应装置，在感受到压力时会产生一定程度的形变，从而使传感器有了一定限度的行程。当笔尖产生受压时，笔尖行程发生改变也将改变电感系数，进而改变电磁传感器的谐振频率。在接受端，通过设定基准频率，将改变的频率与基准频率进行对比，即可得到不同等级的压力感应值。
73.手写汉字测量单元，将磁场信号接收板接收到的磁感应信号，转换为数据信号，电磁信号接收板内部，集成了由多组相互垂直的天线组成的天线感应阵列，通过发送接近电磁笔上特定的频率电波，当两个频率靠近时，会产生电磁谐振，此时电磁笔反馈的谐振信号就能被天线阵列捕获，通过不断循环的发送-捕获，计算出电磁笔相对于电磁信号接收板的坐标xy坐标值。
74.通过对比当前磁场感应信号与上一状态变化，来判断当前的笔触状态，当靠近时，磁场产生谐振信号，且随着靠近的趋势，谐振信号的范围由小逐渐增大，反之，原理的过程逐渐减小，由此即可确定电磁笔当前状态为抬笔或落笔。
75.通过天线区域将磁场感应谐振变化转换为电场变化，磁场变化对应于检测系统而言是电压幅值的变化，当接收端微控制器检测到电压变化时，通过模拟数据转换通道adc将电压值转换为数据系统可识别的数据信号，即坐标和压力值。
76.数据编码模块的功能是将采集到的数据信号编码，在这个模块中，系统会向原始数据每一帧进行时机校准，同时会将校准过的数据，与未处理的数据进行对应的数据校验，校验后的数据，以特有的协议重新编码。
77.通过对每一帧的数据进行时间基准校准，可以使原本无序的数据序列化，这一功能可以有效改善系统的两项性能：增强数据在传输过程中的误码率判断；同时使应用的开发多元化。
78.原始的数据仅包含坐标和压力感应值，这对于后期的数据分析是远远不够的，为了丰富数据的完整性，我们对校准后的数据使用全新的协议进行编码，其中除了包含原有的坐标和压力感应数据之外，会重新加入经过校准的时间基准，即轨迹时序，笔抬起和落下的状态，接收板繁忙状态等信息，用于后期数据分析。经过了时间校准的坐标，带有了时序信息，也可以称为时序坐标。
79.数据传输模块通过4g或wifi通道，将存储的已经编码的数据，上传到服务器。在使用的过程中，无需手机、电脑等第三方设备的介入，完全独立工作。
80.存放在服务器的原始编码数据，需要进一步进行解码操作，提取编码过程中加入的时间基准，抬笔、落笔，设备繁忙状态等信息。时间基准可以用于确定书写轨迹的顺序，也称之为时序，两点之间的时间间隔，我们可以理解为时延。渲染服务器可以通过结合时序和时延信息，判断两点之间的时间和空间位置关系，将足够多的数据拟合出来，就可以得到最基本的轨迹数据。另外，通过量化点与点之间的时延关系，辅以压力感应数据，就可以将轨迹的粗细和轻重渲染呈现出来。最终渲染后的数据，将呈现在用户平台，可以是小程序界面，app界面，web界面等。
81.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：将中文汉字书法家经典作品进行分类组成中文汉字书法库t1；步骤s2：建立方形测量标尺，以中心点为坐标原点和角度尺原点；步骤s3：将中文汉字书法库t1内分类后的汉字放入方形测量标尺进行测量，得出每个汉字的笔画、偏旁部首和附属组件在文字中的相对位置、书写顺序、占比和艺术形变数值的数字结果，并总结出汉字书写美观度间架结构标准，将每个汉字的数字结果和汉字美观度间架结构标准组成汉字书写数字量化数据标准库t2；步骤s4：用户手写书法作品并上传，将用户手写书法作品放入方形测量标尺，进行数字化处理，得到用户书法作品数字结果，若用户书写书法作品为连续书写内容，则拆解成单个汉字，再放入方形测量标尺，进行数字化处理；步骤s5：将用户书法作品数字结果与汉字书写数字量化数据标准库t2进行叠加对比，通过对比进行用户书法作品评测并生成作品评价结果。2.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述步骤s1中的中文汉字书法家经典作品包括但不限于楷书、魏碑和行楷碑帖，敦煌抄经卷，宋、明、清优秀手书木刻图书用字。3.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述步骤s2中的方形测量标尺为100
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100的正方形相对标尺。4.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述步骤s3中汉字的笔画的相对位置和占比包括但不限于长短、全字中的占位比和相对距离。5.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述步骤s3中偏旁部首和附属组件包括主部首201和附形部首99个。6.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述步骤s3中还包括调整评价系数，所述调整评价系数为总结中国书法理论上的单字在不同位置上、不同作品环境中的作了个性调整，归纳出在调整笔画和偏旁部首的规律而建立的调整评价系数。7.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述汉字美观度间架结构标准的建立具体为：将32种书法笔画抽象为“点、横、撇、捺、折”5种，按照判断公式进行不断的总结，判断公式m具体为：m＝笔画坐标+压感参数+时序+z，其中，笔画坐标为包括点、横、撇、捺、折和单一笔画弧度变化参数以及单一笔画角度参数；压感参数为书写速度、每个点的相对速度即笔画书写过程中的变化速度；z为不断增加的参数。8.根据权利要求1所述一种实现汉字书写美观度智能判别的方法，其特征在于，所述作品评价结果包括但不限于数字化结论、图形对比、文字描述和汉字书写建议。9.一种实现汉字书写美观度智能判别系统，其特征在于，包括：手写汉字输入单元，用于输入用户手写书法作品；手写汉字测量单元，用于识别和测量用户手写书法作品，并生成用户书法作品数字数据；
手写汉字对比单元，用于用户书法作品数字数据与汉字书写数字量化数据标准库进行对比；评价结果输出单元，用于输出用户书法作品所对应的美观度评价结果。

技术总结
本发明公开了一种实现汉字书写美观度智能判别的方法及装置，提出汉字美观度数字化测量标准和测量方法，建立手写汉字美观度数字化标准、判断方法和分析工具，笔画与偏旁部首的位置、总体占比、倾斜度、艺术夸张度等，通过汉字书写数字量化数据标准库和方形测量标尺工具应用，进而实现测评汉字书写能力，指正错误，为书写者提供“写好汉字”书写建议等。本发明提供的数据工具还可以极大地方便学习者对汉字书写正确性和美观度标准的把握，做到有确定性的规律可以遵循，为汉字硬笔书法和汉字书写教学提供了高效工具，具有一定的使用价值和推广价值。价值。价值。


技术研发人员：偶正涛 张鹏
受保护的技术使用者：杭州拾墨科技有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/25