本發(fā)明涉及漢字筆畫順序學習，尤其涉及一種結合文字與圖像處理的漢字筆畫順序學習系統(tǒng)。

背景技術：

1、漢字是漢語的書寫系統(tǒng)。它是一種表意文字，即每個漢字通常代表一個意思或一個詞匯。漢字由一個或多個筆畫構成，不同的筆畫有不同的書寫方式，掌握漢字的筆畫順序有助于提高書寫流暢度和美觀度，漢字的書寫筆畫順序遵循一定的規(guī)則，一般先橫后豎，如“十”字，先寫橫，再寫豎；先撇后捺，如“人”字，先寫撇，再寫捺；從上到下，如“三”字，先寫上面的橫，再寫中間的橫，最后寫下面的橫；從左到右，如“漢”字，先寫左邊的三點水，再寫右邊的部分；先外后內再封口，如“國”字，先寫外面的框，再寫里面的“玉”，最后封口；先中間后兩邊，如“小”字，先寫中間的豎鉤，再寫兩邊的點。

2、在當下，中小學生在學習漢字時，往往僅側重于書寫筆畫順序，而忽略了漢字的讀音和含義，這樣的學習方式容易導致學生對漢字的理解片面，影響語言能力的全面發(fā)展，漢字不僅僅是書寫的符號，它們還承載著豐富的文化和歷史，單獨學習書寫可能導致學生無法理解漢字在實際使用中的語境和意義，且在傳統(tǒng)書寫學習中多通過練習本、字帖等進行書寫練習，且往往缺乏互動性，學生容易產生厭倦心理。鑒于此，探索研究一種結合文字與圖像處理的漢字筆畫順序學習系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種結合文字與圖像處理的漢字筆畫順序學習系統(tǒng)，以解決背景技術中存在的技術問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明的技術方案是：

3、一種結合文字與圖像處理的漢字筆畫順序學習系統(tǒng)，包括硬件和軟件，所述硬件包括觸控顯示屏和手寫板；所述軟件包括圖像識別與處理模塊、動畫展示模塊、數(shù)據(jù)庫、用戶界面、知識講解模塊、互動測評評估模塊；所述觸控顯示屏，用于用戶與系統(tǒng)交互的主要界面，展示漢字的筆畫順序動畫、圖像等內容；所述手寫板，用于用戶的漢字書寫練習，實時捕捉用戶的書寫動作；所述圖像識別與處理模塊，用于識別用戶在書寫板上書寫的漢字，判斷筆畫順序的正確性，并提供反饋；所述動畫展示模塊，用于分步驟展示漢字的正確書寫順序，通過動畫形象地演示每個筆畫的書寫方式；所述數(shù)據(jù)庫，用于存儲漢字的筆畫順序、文化背景、音義和練習題等知識資料；所述用戶界面，用于提供學習者與系統(tǒng)的交互界面；所述知識講解模塊，用于通過文字、圖片、音頻和視頻等多媒介形式講解漢字的含義、用法及文化背景；所述互動測評評估模塊，用于生成測試題目，對學習者的學習進度進行評估。

4、優(yōu)選的，所述觸控顯示屏內設置有顯示引擎、用戶交互接口、動畫播放器和圖像展示器；所述顯示引擎，用于顯示漢字筆畫順序動畫、圖像和文本等內容；所述用戶交互接，支持觸摸操作，提供交互式按鈕和菜單；所述動畫播放器，用于播放漢字筆畫順序的動畫；所述圖像展示器，用于展示漢字圖像、文化背景圖像等；所述手寫板內設置有壓力傳感器、坐標定位模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口和用戶反饋顯示模塊；所述傳感器，用于感知用戶的書寫力度；所述坐標定位模塊，用于捕捉書寫的筆畫位置和軌跡；所述數(shù)據(jù)傳輸接口，用于將捕捉到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像識別與處理模塊；所述用戶反饋顯示模塊，用于顯示用戶的書寫結果和反饋信息。

5、優(yōu)選的，所述圖像識別與處理模塊內設置有圖像識別引擎、特征提取子模塊和對比分析子模塊；所述圖像識別引擎，用于從手寫板獲取并識別用戶書寫的漢字圖像；所述特征提取子模塊，用于提取筆畫的形狀、方向等特征；所述對比分析子模塊，用于將提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的標準筆畫順序信息對比。

6、優(yōu)選的，所述在特征提取子模塊中通過cnn算法自動從圖像中提取多層次的特征，具體步驟如下：

7、s1：對手寫板捕捉到的圖像進行預處理，包括二值化、去噪等；

8、s2：使用cnn提取筆畫的形狀和方向特征，cnn通過多層卷積和池化操作自動從圖像中提取多層次的特征；

9、s3：將提取的特征轉換為特征向量形式，便于后續(xù)的對比分析；

10、s4：將提取的特征向量與數(shù)據(jù)庫中的標準筆畫順序信息進行對比，判斷筆畫順序的正確性，并生成反饋信息。

11、優(yōu)選的，所述動畫展示模塊內設置有動畫生成器、動畫播放器和筆畫標注模塊；所述動畫生成器，用于生成漢字筆畫順序的動畫；所述動畫播放器，用于播放動畫，展示每個筆畫的書寫順序和方式；所述筆畫標注，用于在動畫中顯示每個筆畫的名稱和順序。

12、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫包括漢字筆畫順序數(shù)據(jù)庫、漢字文化與歷史數(shù)據(jù)庫、練習題庫數(shù)據(jù)庫；所述漢字筆畫順序數(shù)據(jù)庫，用于存儲漢字的標準筆畫順序信息，包括每個漢字的書寫順序、筆畫數(shù)量及其書寫方式；所述漢字文化與歷史數(shù)據(jù)庫，用于提供與每個漢字相關的文化背景、歷史淵源、演變過程及其在語言中的使用情況；所述練習題庫數(shù)據(jù)庫，用于存儲與漢字學習相關的各種練習題和評估測試。

13、優(yōu)選的，所述用戶界面內設置有菜單欄、用戶信息存儲模塊和導航工具；所述菜單欄，用于向用戶提供功能菜單；所述用戶信息存儲模塊，用于保存用戶賬號、密碼等信息；所述導航工具，用于幫助用戶在不同功能模塊之間切換。

14、優(yōu)選的，所述知識講解模塊內設置有多媒體內容管理、內容展示引擎和交互式學習工具；所述多媒體內容管理，用于管理文字、圖片、音頻和視頻等多媒體內容；所述內容展示引擎，用于展示多媒體內容，支持文字、圖片、音頻和視頻的播放；所述交互式學習工具，用于提供互動式學習工具，如練習題、測試題等。

15、優(yōu)選的，所述互動測評評估模塊內設置有題目生成器、答案評估子模塊和結果分析子模塊；所述題目生成器，用于生成各種類型的測試題目；所述答案評估子模塊，用于對比用戶答案和標準答案；所述結果分析子模塊，用于根據(jù)結果生成測評報。

16、本發(fā)明還提供了一種結合文字與圖像處理的漢字筆畫順序學習方法，包括以下步驟：

17、s1：用戶在觸控顯示屏上選擇一個漢字；

18、s2：系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫提取該漢字的筆畫順序、文化背景、音義等相關知識，通過動畫展示模塊在觸控屏上播放筆畫書寫動畫，同時知識講解模塊提供相關的發(fā)音和釋義；

19、s3：系統(tǒng)通過動畫展示模塊內的動畫生成器生成漢字筆畫順序的動畫，動畫播放器播放動畫展示每個筆畫的書寫順序和方式，筆畫標注模塊在動畫中顯示每個筆畫的名稱和順序，通過觸控顯示屏展示給用戶觀看學習；

20、s4：用戶在手寫板上根據(jù)順序進行漢字書寫練習，手寫板中的壓力傳感器感知書寫力度，坐標定位模塊捕捉筆畫位置和軌跡，數(shù)據(jù)傳輸接口將捕捉的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像識別與處理模塊；

21、s5：圖像識別與處理模塊識別用戶書寫的漢字圖像，通過cnn算法提取筆畫特征，并與數(shù)據(jù)庫中的標準筆畫順序信息對比，判斷筆畫順序的正確性，如果正確，將記錄結果并提供正向反饋；如果不正確，將提供指導性反饋，反饋用戶反饋顯示模塊顯示給用戶；

22、s6：用戶通過互動測評評估模塊生成測試題目，用戶作答后，答案評估子模塊對比用戶答案和標準答案，結果分析子模塊根據(jù)結果生成測評報告。

23、本發(fā)明的上述技術方案具有如下有益的技術效果：

24、1、本系統(tǒng)不僅關注漢字筆畫順序，還通過數(shù)據(jù)庫和知識講解模塊，利用文字、圖片、音頻和視頻等多種媒介形式，講解漢字的含義、用法及文化背景，幫助學生全面理解漢字承載的豐富文化和歷史，避免對漢字的片面理解，通過手寫板和圖像識別與處理模塊的配合，能夠實時捕捉用戶書寫動作，識別書寫的漢字，判斷筆畫順序的正確性，并及時提供反饋，這有助于學生及時發(fā)現(xiàn)自己的書寫問題并改正；

25、2、本系統(tǒng)通過動畫展示模塊形象地演示漢字的書寫順序和方式，提供視覺上的直觀教學，使學習過程更加生動有趣，提高學生的參與度和興趣，通過互動測評評估模塊可以根據(jù)學生的學習進度生成測試題目，通過答案評估和結果分析生成測評報告，讓學生清楚自己的學習情況，也便于教師或家長了解學生的學習進度，以便進行針對性的指導。