CN102760226B - 一种基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法，采用分布于两条不同直线上的实心正方形作为试卷客观题答题卡的定位标记，将答题卡扫描处理后，定位出实心正方形所在的直线，利用这两条直线及其交点构造定位坐标系统，从而定位试卷扫描图像中的客观题选项填涂框，因为实心正方形的理想圆形度为固定的值0.79，并且在图像识别中面积容易计算，易识别且识别效率高，所以健壮性很好，并且本发明方法所需的完好的定位标记数量少，即使在大部分定位标记被污损的情况下，仍能准确定位出试卷扫描图像上客观题选项填涂框的位置。
Description
技术领域
本发明涉及试卷客观题答题卡定位方法，特别是涉及一种基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法。
背景技术
在当前的考试系统中，客观题的阅卷使用机读卡，利用OMR或计算机图像识别的方式阅卷，极大地提高了阅卷速度与正确性,所以得到了广泛使用。由于计算机联网阅卷的要求，客观题与主观题放于同一张试卷上，试卷较大，OMR无法处理，所以要重新设计试卷。在新型试卷的应用过程中，一个重要的环节是机读试卷的设计。
在机读试卷中，一般都有客观题部分，为应试者提供几个选项供选择与填涂。准确定位这些选项是试卷设计中的重要工作。当前，采用的技术方案为在试卷的边上印刷与选项填涂框纵横对应的黑色定位标记。为适应与纵横对应的要求，这些定位标记的形状为长条矩形。
由于网络阅卷与机器阅卷的不断普及，越来越多的低龄考生参与考试，定位标记有时会被有意或无意地污损、涂改，这就对试卷扫描图像上的选择题选项定位算法的可靠性与健壮性提出了极大的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有定位方法的不足，提供一种健壮的、具有较高定位精确度的、基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法，该方法在部分污损的情况下，仍然可以准确地计算出试卷扫描图像上各选项填涂框的位置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法：采用分布于两条不同直线上的实心正方形作为试卷客观题答题卡的定位标记，将答题卡扫描处理后，定位出实心正方形所在的直线，利用这两条直线及其交点构造定位坐标系统，从而定位试卷扫描图像中的客观题选项填涂框。
在上述定位方法中，分布于每条直线上的实心正方形为两个以上。
具体的，前述基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法：采用分布于两条不同直线上的实心正方形作为试卷客观题答题卡的定位标记，将答题卡扫描后经二值化处理，利用图像形态学操作，采用圆形度特征参数进行图像识别出完好的实心正方形，根据实心正方形的重心坐标定位出实心正方形所在的直线，利用这两条直线及其交点构造定位坐标系统，从而定位试卷扫描图像中的客观题选项填涂框。
与现有技术相比，本发明采用的是实心正方形来定位答题卡选项填涂框，因为实心正方形的理想圆形度为固定的值0.79，并且在图像识别中面积容易计算，易识别且识别效率高，所以健壮性很好，并且本发明方法所需的完好的定位标记数量少，即使在大部分定位标记被污损的情况下，仍能准确定位出试卷扫描图像上客观题选项填涂框的位置。
附图说明
图1是本发明实心正方形定位标记及布置设计图；
图2是本发明的定位原点计算及选择题选项填涂框定位示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
试卷设计如图1所示：在试卷顶部与左侧布置定位标记1，定位标记大小为5mm×5mm，每个定位标记的重心间距为10mm，水平方向的标记分布于试卷的顶部，共11个，其重心的连线为一水平直线；左侧的定位标记位于试卷左侧，共7个，其重心的连线为一垂直直线。两条直线的交点位于水平方向的第一个定位标记的重心点，一个定位原点，两条直线，构成了一个坐标系，其中，水平坐标轴向右为正方向，垂直坐标轴向下为正方向。在试卷的合适位置放置客观题选项填涂框2，每个填涂框在既定的坐标系统中有特定的位置坐标。
结合图2，客观题选项填涂框的定位方法如下。
1、试卷数字化：利用扫描仪将考生填涂好的试卷输入计算机(分辨率为200dpi)，滤去不必要的颜色，并将该图像二值化，去掉背景，留下定位标记与考生填涂的痕迹，形成供后续处理的图像；
2、图像预处理：在坐标区域，通过适合的参数对图像做腐蚀与膨胀操作，去除噪声，如在坐标区域考生无意勾画的直线，印刷、扫描、答卷过程中形成的小污点等；
3、定位标记识别：在坐标区域，提取轮廓线，并利用圆形度等特征参数识别二值化图像，选出每个完好的定位标记，并分别计算每个定位标记的重心。在设计的每个坐标轴上，至少要有两个完好的定位标记。判断定位标记完好的标准是其圆形度为0.79±0.02,面积为理想值±10；
4、分别利用水平与垂直两个方向上的定位标记重心坐标，用最小二乘法拟合出直线3和直线4；
5、在水平与垂直两个方向上分别选择两个以上的完好正方形，计算重心距离，如果水平方向上重心距离为h1，而预定义模板中相应正方形的重心距离为h2，则水平方向上变形率为h2/h1，垂直方向变形率与此计算方法相同；
6、以拟合得到的直线3和直线4作为坐标轴，其交点作为定位坐标原点5；
7、变形处理、坐标系统正则化：根据步骤5计算出的每个坐标方向的变形率，对坐标系统进行变形处理，根据水平坐标轴的倾斜角度6，对图像做旋转、平移，使水平坐标轴上定位标记的重心的垂直坐标为0，同时，垂直坐标上的定位标记的水平坐标为0；
8、根据设计时的客观题填涂框的坐标值定位其位置：由于已经有了与设计时一致的坐标系统，所以，根据设计时的填涂框坐标值可直接从图像上可选出相应的填涂信息，达到了既定的定位目的。
Claims (3)
1.一种基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法，其特征在于：采用分布于两条不同直线上的实心正方形作为试卷客观题答题卡的定位标记，将答题卡扫描处理后，定位出实心正方形所在的直线，利用这两条直线及其交点构造定位坐标系统，从而定位试卷扫描图像中的客观题选项填涂框。
2.按照权利要求1所述基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法，其特征在于：分布于每条直线上的实心正方形为两个以上。
3.按照权利要求2所述基于实心正方形的试卷客观题答题卡定位方法，其特征在于：采用分布于两条不同直线上的实心正方形作为试卷客观题答题卡的定位标记，将答题卡扫描后经二值化处理，利用图像形态学操作，采用圆形度特征参数进行图像识别出完好的实心正方形，根据实心正方形的重心坐标定位出实心正方形所在的直线，利用这两条直线及其交点构造定位坐标系统，从而定位试卷扫描图像中的客观题选项填涂框。
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