銅靈 曉查 發自 凹非寺

　　量子位 出品 | 公衆号 QbitAI

　　一位叫Roger的中國學霸小哥的拍照做題程序mathAI一下子火了，這個AI，堪稱數學解題神器。

　　輸入一張包含手寫數學題的圖片，AI就能識别出輸入的數學公式，然後給出計算結果。

　　不僅加減乘除基本運算，就連高等數學中的微積分都不在話下。

　　就像下面這樣：

　　還在苦苦糾結高數作業如何求解？還在東奔西走的找學霸借作業？手握mathAI，不就是手握了新時代的解題利器麼！

　　短短幾天時間，這個項目在微博就收獲了上百次轉發。看到畫風如此新奇，似乎還能開啟無限可能應用，網友們紛紛召喚自己的印象筆記小助手收藏，大呼：牛逼，以後教寶寶數學就是它了。

　　作者表示，這個項目已經是半開源狀态了，目前開源的部分可以識别計算加減乘除簡單運算。

　　如果想要識别更加複雜的表達式，可以參考數學公式識别的論文自己進行擴展。

　　具體來看看這個解題神器。

　　實現過程

　　全能型選手mathAI是怎麼實現這個功能的？

　　作者在Github中介紹說，整個程序使用python實現，具體處理流程包括：圖像預處理→字符識别→數學公式識别→數學公式語義理解→結果輸出。

　　整個系統的處理流程如下：

　　圖片預處理主要以OpenCV作為主要工具，将圖片中的字符單獨切割出來，避免無關變量對字符識别的影響。

　　随後，國際數學公式識别比賽數據集（CROHME）對通過卷積神經網絡進行訓練。

　　此外，還進行結構分析，對字符的空間關系進行判定。比如一個字符的上标和下标，含義自然不一樣。

　　在語義分析階段，就需要彙集上面得到的信息，判斷運算該如何進行了。節點屬性傳遞過程如下圖所示：

　　作者在用160道手寫測試題進行了測試：

　　結果表明，平均字符識别率達到了96.23%，且系統做題的平均正确率達到了79.38%。

　　上手實操

　　來，實際上手操作下。

　　作者給出兩種使用模式：網頁模式和接口模式。接口模式比較直觀，隻需打開網頁上傳圖片即可自動給出解題結果。

　　下面以接口模式為例介紹一下mathAI的安裝使用方法。

　　首先需要安裝flask、虛拟環境、科學計算庫numpy、sympy等，它們都可以用pip安裝。

　　将項目的lib.zip文件解壓到系統目錄的venv文件夾下。（lib.zip可以回複lib獲取）

　　配置置好運行環境後，用PyCharm打開下載好的項目，在載入過程中，PyCharm會自動安裝好項目依賴的軟件庫。

　　使用命令行進入項目所在目錄，并啟動虛拟環境：

　　将FLASK_ENV環境變量設置為啟用開發模式：

　　然後使用指令運行flask網站框架:

　　打開浏覽器，在地址中輸入127.0.0.1:5000，即可打開項目網頁。在網頁中輸入一張包含數學公式的圖片，就好返回運算結果。

　　目前GitHub項目頁上的代碼隻支持加減乘除這樣的簡單運算。

　　中國少年

　　做出這個自動求解系統的，還是一位中國少年。

　　這位GitHub ID為Roger，本名羅文傑，是中山大學數據科學與計算機學院的研一在讀碩士生，主要攻讀計算機視覺方向。

　　不僅這個解題神器，在小哥哥的GitHub主頁上還能看到其此前參與的很多有趣研究。

　　比如這個基于帖子的校園互助交友平台LiBond。用戶可以在裡面發布任務，然後使用虛拟币荔枝進行交易。

　　羅同學的設想是，有空閑時間的同學可以在此平台上幫助他人，然後結交好朋友，荔枝币還能用來兌換喜歡的物品。

　　再比如，一個基于C 的無禁手五子棋AI，可以通過openGL實現圖形界面。

　　在這個項目中，羅同學使用了最經典的極大極小博弈樹、alpha-beta剪枝、置換表等算法，還附上了核心代碼。

　　确認過眼神，是學霸無疑了。

　　傳送門 最後，附上神器的Github地址：

　　htt

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