你相信人工智慧能幫你解開頭痛已久的數學題?(上)

你相信人工智慧能幫你解開頭痛已久的數學題?(上)
你相信人工智慧能幫你解開頭痛已久的數學題?(上)

人工智慧讓你不再為數學所苦!!還在跟數字公式搏鬥的你千萬不要錯過這篇喔~(上)

算數學是很多人求學時的痛苦回憶,當抓破腦袋也解不出、想不出的時候該怎麼辦呢?現在只要拍照上傳,就能讓人工智慧算出解答,還附有解題步驟,這個「解題AI」或許能成為同學們的一線生機啊!

再也不用挑燈夜戰了 讓 AI 人工智慧幫你解決數學難題

人工智慧運用在解數學上能有多神?如果以為只是跟計算機一樣的話就錯了,AI 不只讓你不用再拿紙筆算數,連高等數學都能自動寫出步驟跟答案!

GitHub 上名為 Roujack 的用戶上傳了一項名為「mathAI」的專案,介紹道:「一個拍照做題程序。輸入一張包含數學計算題的圖片,輸出識別出的數學計算式以及計算結果。」

簡單來說,只要把你想解開的數學公式拍照上傳,就算是手寫,AI人工智慧都能辨識出來並算出解答,連解題步驟都附給你看。


▲ 拍下數學題目圖片並上傳給 mathAI 程式,人工智慧立馬幫你解題。(圖片來自 mathAI GitHub介紹欄)

開發者 Roujack 是來自中國的學霸,現在是研一在讀的他主要研究電腦視覺,他設計的這個程序使用 Python 開發而成,全部流程包括:圖像預處理、字符識別、數學公式識別、數學公式語意理解、結果輸出。

一個 AI 數學解題神器的誕生

簡單介紹 mathAI 在各流程的原理:

1. 圖像預處理

mathAI 使用 OpenCV 作為預處理工具,將原始圖片進行二值化將其變成灰度圖後,再使用高斯濾波平滑圖像,就能避免無關變量影響識別結果。最後對圖片中的字符進行輪廓識別、切割提取出來。圖片預處理大致上就是先將原始材料(照片)變得清楚、使 AI 更容易讀取分析,從而去掉許多導致答案錯誤的可能。

2. 字符識別

材料準備好後就要拿起放大鏡好好檢視了,在字元識別上mathAI選擇的模型是卷積神經網路 LeNet5,因為不需要提取字元特徵值,而且在影像識別中甚至可以超越人類辨識的精準度;而訓練網路選用的是國際數學公式辨識比賽數據集(CROHME),它不僅有大量的字符集圖片,而且圖片型別與實際輸入非常相似。

訓練網路,是要讓AI能如同人類、在龐雜無章的資料中自己找出潛在的規則,而不需要人類一項一項親自設定。

3. 數學公式識別

公式的識別,主要是將前面已經識別好的獨立字元,組織成AI能夠理解的數學公式,也就是我們想求解的純字元數學計算題。

訓練人工智慧辨識的過程,其實跟人腦辨識圖像的過程很像,第一層先處理基本的線條,然後慢慢組合出形狀,最後就能判讀出圖形(字符)代表的意義了。本文待續,下集請你相信人工智慧能幫你解開頭痛已久的數學題?(下)

 

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