互动式简笔绘画教学系统的研究与实现

发布时间：2022-10-10 15:11

　　从古至今,简笔画在人类的生活中都充当着重要的角色,简笔画不仅作为人类沟通交流的重要方式,而且能够激发人类的创造性思维。简笔画绘画教育目前已成为儿童初级艺术教育内容之一。传统的线下绘画教育受时间、地点、费用等约束,导致学生学习进展较慢;传统的线上计算机教学软件又多以视频形式体现,教学互动性差。本文受已有深度学习技术在教育领域的应用研究启发,为了解决目前简笔画绘画教育存在的不足,将深度神经网络算法应用到简笔画初级教学当中,研究并实现了智能的互动式简笔绘画教学系统。系统旨在以简笔画绘画过程序列作为教学内容,以人机交互的教学方式,智能地指导低龄学生完成简笔画绘画过程的学习。本文的研究内容如下:（1）本文为了实现教学系统中教与学的绘画补全和模拟功能,提出了一种基于注意力机制的多种类简笔画绘画序列生成算法,基于原始的变分自动编码器,加入注意力机制,将完整的简笔画作为生成简笔画绘制过程序列的先验知识,生成准确的简笔画绘制序列。图灵测试实验结果表明,本论文提出的生成算法取得了较好的结果。（2）本文为了实现教学系统中的评估绘画结果的功能,提出了一种识别简笔画绘画过程图像序列的评估算法,采用resnet-... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 简笔画生成算法研究现状
        1.2.2 简笔画目标识别算法的研究现状
        1.2.3 简笔画检索算法的研究现状
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文组织结构
第二章 简笔绘画系统相关技术介绍
    2.1 Flask框架
    2.2 Nginx和Gunicorn服务
    2.3 数据库工具
    2.4 相关算法技术
        2.4.1 变分自动编码器
        2.4.2 特征提取网络
    2.5 Tensorflow框架
    2.6 本章小结
第三章 简笔绘画教学系统需求分析与概要设计
    3.1 系统的建设目标
    3.2 系统需求分析
        3.2.1 系统功能性需求分析
        3.2.2 系统非功能性需求分析
    3.3 系统概要设计
        3.3.1 系统功能模块划分
        3.3.2 系统的B/S架构
        3.3.3 系统的MVC模式
        3.3.4 系统数据库设计
    3.4 本章小结
第四章 主要算法的研究与实现
    4.1 基于过程的多种类简笔画绘画序列生成算法
        4.1.1 算法详述
        4.1.2 实验数据集
        4.1.3 训练细节
        4.1.4 实验结果
    4.2 基于过程的简笔画绘画评估算法
        4.2.1 算法详述
        4.2.2 实验数据集
        4.2.3 训练细节
        4.2.4 实验结果
    4.3 本章小结
第五章 系统详细设计、实现及测试
    5.1 系统环境配置
    5.2 系统功能实现
        5.2.1 注册登录模块的详细设计与实现
        5.2.2 学生教学模块的详细设计与实现
        5.2.3 老师教学模块的详细设计与实现
        5.2.4 游客模块的详细设计与实现
        5.2.5 管理模块的详细设计与实现
        5.2.6 数据预处理模块的详细设计与实现
    5.3 系统测试
        5.3.1 unittest单元测试框架
        5.3.2 coverage测试工具
        5.3.3 Chrome开发者工具
        5.3.4 Locus性能负载测试工具
        5.3.5 功能性测试结果
        5.3.6 非功能性测试结果
    5.4 系统应用反馈
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3689857