CN111754448A

CN111754448A - 一种基于图像采集分析的作业试卷信息采集的方法与装置

Info

Publication number: CN111754448A
Application number: CN201910235998.6A
Authority: CN
Inventors: 李超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-09

Abstract

本发明涉及一种基于图像采集与分析的方法和装置，包括以下步骤：调整图像采集模块位置和角度，适应不同的批阅姿势；图像采集模块连续高速的采集作业、试卷图像；图像识别模块识别图像上的学生编号、姓名等信息，教师通过交互模块查看、修改、确认学生信息；图像处理模块将上述连续采集的图像拼接合成出未被遮挡的作业、试卷批阅前后的图像；图像识别模块识别批阅的分数、对错符号、评语信息，通过交互模块展示，教师可以修改确认；存储模块保存识别得到的分数、对错符号、评语信息与拼接合成的图像，以及学生、教师的书写字迹特征等信息；通信模块上传识别得到的分数、对错符号、评语信息与拼接合成的作业、试卷的图像，并支持装置的远程升级。

Description

一种基于图像采集分析的作业试卷信息采集的方法与装置

技术领域

本发明属于教育阅卷领域，特别是涉及一种采集与分析教师批阅作业、试卷时的图像，并提取批阅的分数、对错符号、评语信息的采集方法和装置。

背景技术

通过作业和考试，可以检查学生学习、老师教学的情况，并指导学生针对性的学习、老师重点教学，做到查漏补缺，提高教学和学习的效率。全面、及时对作业、试卷信息（分数、对错符号、评语）电子化，才能有效的使用作业、试卷的信息，对教与学都有很大帮助。

现有的考试信息电子化方式主要是网上阅卷，通过统一扫描作业、试卷方式，系统自动识别客观题答案，再由教师通过电脑、移动终端对主观题进行批改。这种方式需要制作专用试卷答题卡，对用纸也有要求，折叠、装订的本子不支持扫描；扫描环节、评卷设置等环节，增加了老师的工作量。由于诸多限制以及工作量大幅增加，网上阅卷很难在日常作业、考试中推广使用。因此网上阅卷主要应用于高、中考等选拔性考试或者学校模拟考试。而绝大部分的作业、考试还是使用传统纸笔批改方式，学生作答信息和教师评阅信息（分数、评语）都只留存在纸面上，信息没有电子化，很难利用。

发明内容

本发明的目的是解决作业、试卷信息难以便捷、快速采集的问题，提供一种基于图像采集与分析的方法和装置，用来采集批阅作业、试卷时的连续图像，合成得到未被遮挡（教师批阅时手会遮挡作业、试卷部分图像）的作业、试卷批阅前后的图像，并分析提取批阅的分数、对错符号、评语等信息。

本发明解决上述问题的技术方案如下：一种基于图像采集与分析批阅作业、试卷过程图像的信息采集方法，连续高速的采集教师批阅作业、试卷过程中的图像，通过图像分析合成得到未被遮挡（教师批阅时手会遮挡作业、试卷部分图像）的作业、试卷批阅前后的图像，并分析提取批阅的分数、对错符号、评语等信息，包括以下步骤：

步骤1，在教师批阅某个学生作业、试卷之前，采集到包含学生编号、姓名区域的图像，通过文字识别、人工选择以及文字识别与人工选择相结合等方法，得到批阅的学生信息。其中使用文字识别技术识别学生编号、姓名信息的过程中，可以利用学生名单信息，通过识别的编号、姓名与名单中编号、姓名比对，结合逻辑分析（例如已经批阅过的学生就不在对比范围内等方法），取相似度最高的作为识别的学生编号、姓名。通过相似度最高的比对识别方法可以达到很高的识别率，尤其是学生编号（编号都为数字）识别。将识别的学生编号、姓名信息展示给批阅教师，由教师确认或者修改校正。后续的试卷、作业识别信息与图像将和该学生关联。

步骤2，实时采集教师批阅作业、试卷时的图像，分析、合成得到未被遮挡的作业、试卷批改前后的图像。利用图像分析技术（例如基于纸边缘与装置的底板颜色差别等方法），定位试卷区域。教师评阅试卷时，手会遮挡部分区域，同时被遮挡内容也会随着批阅的区域变化而改变。通过对批阅全过程的多张图像分析，利用特征点（例如标题、标志点、题号等）信息，拼接得到未被遮挡的作业、试卷批改前后的图像。

步骤3，对全过程的各个图像分析，通过多种方法单独或者组合分析识别得到教师批阅内容（包括批阅的分数、对错符号、评语）。提取批阅内容的方法有：方法一，利用批阅用笔的颜色与印刷的内容、学生作答内容的颜色不同，提取作业、试卷图像中颜色为批阅用笔颜色的内容为教师的批阅内容。方法二，作业本、试卷批阅前后的图像内容差别为教师的批阅内容。方法三，利用连续图像跟踪教师批阅的笔画得到教师的批阅内容。对批阅内容进行识别，利用分数范围等信息逻辑校验提高识别率，提取批阅的分数、对错符号、评语等信息。

步骤4，将步骤3识别得到的分数、对错符号、评语信息以及步骤2采集合成得到的作业、试卷批改前后的图像展示给教师，教师予以确认或者进行修改校正。

步骤5，将步骤3识别得到的分数、对错符号、评语信息以及步骤2采集合成得到的作业、试卷批改前后的图像，与学生信息关联保存。

一种基于图像采集与分析批阅作业、试卷过程图像的信息采集装置，其特征在于：包括图像采集模块，图像处理模块、图像识别模块，用户交互模块，存储模块与通信模块。

所述的图像采集模块包括图像固定单元，采集单元。固定单元用来固定、调节图像采集单元位置、角度，以适应不同教师批阅的动作习惯（例如分左手拿笔、右手拿笔等情况），使得图像采集单元能采集到完整的作业、试卷页面范围。图像采集单元为非接触式，可以在不干扰教师正常的批阅动作情况下，连续、高速采集作业、试卷图像。

所述的图像处理模块，分析图像采集模块得到的多个图像，并进行分析、合成。由于教师批阅时，手会遮挡部分作业、试卷的图像，图像处理模块利用多张图中没有被遮挡的区域，通过特征点（标题、标志点、题号）分析，合成出无遮挡的作业、试卷批阅前后完整的图像。

所述的图像识别模块，识别学生编号、姓名，教师批阅的分数、对错符号、评语信息。识别学生编号和姓名过程中，通过识别的编号、姓名与学生名单中编号、姓名比对，结合逻辑分析（例如已经批阅过的学生就不在对比范围内等方法），达到很高的准确率。识别批改的内容，得到批阅的分数、对错符号、评语信息过程中，通过利用题目的总分信息、批阅的分数与对错符号校验、使用存储模块中记录的学生/教师的书写字迹特征等方法提高识别准确率。

所述的用户交互模块，显示实时采集的每帧图像，以及合成的无遮挡的作业、试卷图像；提示当前识别的学生编号、姓名信息；展示识别的批阅分数、对错符号、评语等信息，教师可以通过交互模块确认或者修改。

所述的存储模块，用来保存学生基础数据，保存识别得到的作业、试卷上的分数、对错符号、评语信息与采集合成的作业、试卷的图像，以及学生、教师的书写字迹特征等信息。

所述的通信模块，从装置之外的设备或者系统获取学生基础数据，上传作业、试卷上的分数、对错符号、评语信息与采集合成的作业、试卷的图像。通信模块还支持装置的远程升级。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非于限定本发明的范围。

【实施例1】

教师通过图像采集模块的固定单元，调整图像采集模块的图像采集单元的位置和角度，使得采集的图像包含批阅的作业、试卷所在位置范围，用户交互模块实时展示采集效果，用来辅助调整。

教师批阅作业、试卷之前，将作业本包含姓名的封面或者试卷放于拍摄区域内，图像采集模块一直在连续、高速的采集图像。图像识别模块通过特征点（作业本的封面上、试卷上有编号、姓名等文字以及下划线）定位并识别学生信息（学生编号、姓名）。利用学生基础信息中的编号、姓名信息，作为编号数字、姓名的文字识别的范围，通过比较相似度可以得到很高的识别率。教师通过用户交互模块查看识别得到的学生编号、姓名信息，并可以修改校正识别的学生编号、姓名信息。

教师批阅作业、试卷的过程中，图像采集模块连续、高速的采集图像。教师批阅的时候，手会遮挡部分作业、试卷内容。随着批阅进行，手会移动，之前被遮挡的区域随后又能被采集到。图像处理模块通过对持续采集到的图像利用特征点进行合成处理，可以得到完整的作业、试卷内容，并将合成的图像展示在用户交互模块上。同时，图像识别模块通过对比批阅前后的图像差别，利用批阅的笔迹颜色与印刷内容、学生作答内容的颜色不同等方法提取出批阅内容，并进行识别，得到批阅的分数、对错符号、评语信息。识别的信息同步呈现在用户交互模块上，教师可以进行修改。

教师确认识别结果和图像内容后，通过用户交互模块提交，识别结果和图像保存到存储模块中，并可以通过通信模块将数据上传至别的系统。

Claims

1.一种基于图像采集与分析批阅作业、试卷过程图像的信息采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在教师批阅某个学生作业、试卷之前，采集到包含学生编号、姓名区域的图像，通过文字识别、人工选择以及文字识别与人工选择相结合等方法，得到批阅的学生信息；

步骤2，实时采集教师批阅作业、试卷时的图像；利用图像处理技术，合成无遮挡的作业、试卷批阅前后的图像；

步骤3，通过对全过程的各个图像分析，利用多种方法单独或者组合分析得到教师批阅内容（包括批阅的分数，对错符号以及评语）, 对批阅内容进行图像文字识别，得到批阅的分数，对错符号以及评语信息；具体获取批阅内容的方法有以下三种：作业、试卷批阅前后的图像差别为教师的批阅内容；利用批阅用笔的颜色与印刷内容、学生作答内容颜色不同，提取试卷、作业图像中颜色为批阅用笔颜色的内容为教师的批阅内容；利用连续图像跟踪教师批阅的笔迹得到教师的批阅内容；

步骤4：将批阅的分数，对错符号以及评语信息展示给批阅教师，教师予以确认或者进行修改校正；

步骤5：将识别的批阅分数、对错符号和评语等信息，分析合成的无遮挡的作业、试卷批改前后的图像，与学生信息关联保存。

2.根据权利要求1所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集方法，其特征在于：图像采集与图像分析是在教师批阅作业、试卷的同时进行并且持续进行的，对教师评阅不造成任何影响；通过对多个图像联合分析处理，合成没有遮挡的作业、试卷批改前后图像。

3.根据权利要求1所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集方法，其特征在于：利用图像分析技术，确定学生姓名、编号区域，利用图像文字识别得到学生编号、姓名信息。

4.根据权利要求1所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集方法，其特征在于：可以利用多种方法提取、识别教师的批阅内容，对批阅内容进行文字识别得到批阅的分数、对错符号、评语等信息。

5.根据权利要求1所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集方法，其特征在于：将批阅的分数，对错符号以及评语信息通过交互模块展示，教师可以修改校正。

6.根据权利要求1所述的基于图像采集与分析的作业试卷信息采集方法，其特征在于：将识别的批阅的分数、对错符号、评语信息以及分析合成的无遮挡的作业、试卷批改前后的图像与学生信息关联保存。

7.一种基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：包括图像采集模块，图像处理模块、图像识别模块，用户交互模块，存储模块与通信模块；

所述的图像采集模块可以调整采集的位置和角度，满足不同教师批阅的姿势习惯，连续高速的采集作业、试卷图像；

所述的图像处理模块，将图像采集模块采集到的多张图中没有被遮挡的区域合成拼接出未被遮挡的作业、试卷批阅前后的图像；

所述的图像识别模块，识别提取学生编号、姓名信息，识别出教师批阅的分数、对错符号、评语信息；

所述的用户交互模块，用来显示实时采集的每帧图像、以及合成得到的作业、试卷图像；展示当前识别的学生编号、姓名信息，展示识别的批阅的分数、对错符号、评语信息；教师可以对上述信息修改确认；

所述的存储模块，保存学生名单等基础数据，保存采集分析识别得到的作业、试卷批阅的分数、对错符号、评语信息与分析合成的无遮挡的作业、试卷批改前后的图像，以及学生、教师的书写字迹特征等信息；

所述的通信模块，从装置之外的设备或者系统获取学生名单数据，上传采集分析识别得到的作业、试卷批阅的分数、对错符号、评语信息与分析合成的无遮挡的作业、试卷批改前后的图像；还支持装置的远程升级。

8.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：可以调节图像采集模块的位置、角度，用来适应不同教师的批阅姿势习惯，连续高速的采集作业、试卷图像。

9.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：图像处理模块，分析图像采集模块得到的每张图片信息，用多张图中没有被遮挡的区域合成出无遮挡的作业、试卷批阅前后完整的图像。

10.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：图像识别模块，识别学生编号、姓名，教师批阅的分数、对错符号、评语信息。

11.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：用户交互模块，显示实时采集的每帧图像、以及合成的作业、试卷图像；展示当前识别的学生信息，展示识别得到的分数、对错符号、评语等信息，教师可以修改确认。

12.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：存储模块，保存学生基础数据，保存识别得到的作业、试卷上的分数、对错符号、评语信息与采集合成的无遮挡的作业、试卷图像，以及学生、教师的书写字迹特征等信息。

13.根据权利要求7所述的基于图像采集与分析的作业、试卷信息采集装置，其特征在于：通信模块，从装置之外的设备或者系统获取学生基础数据，上传作业、试卷上的分数、对错符号、评语信息与采集合成的作业、试卷的图像；支持装置的远程升级。