CN113378822A - 一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，包括：中央处理模块；模板制作模块；制作出正确答案模板，用于判断学生手写答案的正确性；信息录入模块；用于将学生的手写答案上传到系统中；信息整理模块；用于对上传的答案进行处理；信息识别模块；使用OCR技术对切割出的学生作答区域进行识别，得出每一个区域中学生的作答信息，然后与模板数据库中的正确答案进行对比，最后输出自动批改后的结果。本方案，设置主标记框和附加标记框，既可以识别到主标记框识别不到的答案，又可以防止标记框中的额外字符较多，影响识别的准确性。

Description

一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统

技术领域

本申请涉及智能阅卷技术领域，具体而言，涉及一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统。

背景技术

在新时代背景下，国家的发展需要大量的人才，教育起到了至关重要的作用，教育水平已经成为了国家是否强大的一个指标。学生接受教育，需要日常大量的练习与考试巩固所学的知识，之后，教师对这些练习与试卷加以批改，反馈给学生，在这样的情况下，教师背负着很大的工作压力。

对每一个需要批改的试卷都要手动标注出学生作答区域的位置，而且还需要在题库中搜索目标试卷，同样要在目标试卷中标注答案位置，流程繁琐，浪费了大量的时间。

通过标记框手写答案在页面中的位置，并且在相应位置中写出正确答案，制作出正确答案模板，可用于判断学生手写答案的正确性。

但是，如果标记框较小，可能出现手写答案不在标记框中无法识别的问题，也可能出现手写答案的一半在在标记框中而识别错误的问题；若标记框加大，则标记框中的额外字符较多，影响识别的准确性。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，以改善相关技术中的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，包括：

中央处理模块；

模板制作模块；制作出正确答案模板，用于判断学生手写答案的正确性；

信息录入模块；用于将学生的手写答案上传到系统中；

信息整理模块；用于对上传的答案进行处理；

信息识别模块；使用OCR技术对切割出的学生作答区域进行识别，得出每一个区域中学生的作答信息，然后与模板数据库中的正确答案进行对比，最后输出自动批改后的结果。

在本申请的一种实施例中，模板制作模块包括原始图片上传单元、答案位置标注单元、正确答案标注单元和模板数据库；

原始图片上传单元用于将纸质作业，通过扫描设备读入系统，成为作业原始图片；

答案位置标注单元用于在原始图片上标注出学生作答区域的位置；

正确答案标注单元用于在学生作答区域填写正确答案；

模板数据库，用于将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储存为模板。

在具体使用时，首先使用原始图片上传单元，通过扫描设备将纸质作业读入系统，成为作业原始图片；然后使用答案位置标注单元在原始图片上标注出学生作答区域的位置；然后通过正确答案标注单元在学生作答区域填写正确答案；然后将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储转化为模板并储存在模板数据库中。

在本申请的一种实施例中，答案位置标注单元包括主标记框和附加标记框；

主标记框通过手动标记；每个主标记框和若干个附加标记框配合；附加标记框在主标记框的外侧；

每个附加标记框都进行编号；

若干个所述附加标记框和均所述主标记框相连接。

在本申请的一种实施例中，答案位置标注单元还包括测距单元，自动测量手写答案到主标记框边缘的距离；

如果手写答案距离主标记框的某一边的距离小于设定值，则打开和主标记框相应的边连接的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

在具体识别时，如果答案“B”只有一半在主标记框中，则可能被识别成答案“D”，这个时候，如果答案和主标记框上边缘接触，则打开和主标记框上边相邻的副标记框，即可进一步识别清楚答案；其他情况以此类推。

同理，答案“8”可能被识别为“0”，也可能被识别为“3”。

填空题中可能有负号，如果手写答案距离主标记框的左侧的距离小于设定值，则打开主标记框左侧的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

在本申请的一种实施例中，所述主标记框设置为矩形标记框；

所述附加标记框设置为矩形标记框。

在本申请的一种实施例中，答案位置标注单元包括坐标系生成单元和位置坐标标记单元；

坐标系生成单元，用于人工手动在页面建立坐标系；

位置坐标标记单元；用于人工手动圈出学生作答区域，自动生成位置坐标；

主标记框位置信息是一个4维的向量[x，y，w，h]。x和y表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w和h表示主标记框的宽和高。

附加标记框位置信息是一个4维的向量[x1，y1，w1，h1]。X1和y1表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w1和h1表示主标记框的宽和高。

在本申请的一种实施例中，所述答案位置标注单元包括附加标记框自动生成单元。

以主标记框的一个边为其中一个附加标记框的边，设定附加标记框距离柱标记框的距离v，可自动生成附加标记框。

在本申请的一种实施例中，信息整理模块包括图片转化模块；

图片转化模块包括图片转化数据库；在图片转化数据库中设置有多组对比图片数据，每组对比图片数据包括主页面和倾斜页面；

主页面有一个，呈现水平状态；

倾斜页面有若干个，呈现不同程度的倾斜状态；

图片转化模块用于将任何一个倾斜页面转化为主页面。

在本申请的一种实施例中，信息整理模块还包括倾斜图片识别模块；

识别录入图片一组对边延长线的夹角大小，识别录入图片另一组对边的长度比例；

通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，将倾斜图片转化为水平图片。

在信息录入时，由于录入设备的倾斜，每次拍摄的角度各不相同。试卷原本平行的边在图片里不再平行，原本长度相等的边再图片里也不再相等，通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，可将倾斜图片转化为水平图片。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

通过上述设计的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，使用时，

设置主标记框和附加标记框，如果手写答案的一部分在标记框里，则打开和主标记框相应的边连接的附加标记框，查看是否有遗漏字符；

既可以识别到主标记框识别不到的答案，又可以防止标记框中的额外字符较多，影响识别的准确性。

附图说明

图1为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的结构框图；

图2为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的模板制作模块的结构框图；

图3为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的实施例1的答案位置标注单元的结构框图；

图4为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的测距单元工作逻辑框图；

图5为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的主标记框和附加标记框的图；

图6为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的信息整理模块的结构框图；

图7为根据本申请实施例提供的在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统的实施例2的答案位置标注单元的结构框图。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参阅图1-图6，本申请提供了一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，包括：

中央处理模块；

模板制作模块；制作出正确答案模板，用于判断学生手写答案的正确性；

信息录入模块；用于将学生的手写答案上传到系统中；

信息整理模块；用于对上传的答案进行处理；

信息识别模块；使用OCR技术对切割出的学生作答区域进行识别，得出每一个区域中学生的作答信息，然后与模板数据库中的正确答案进行对比，最后输出自动批改后的结果。

具体的，模板制作模块包括原始图片上传单元、答案位置标注单元、正确答案标注单元和模板数据库；

原始图片上传单元用于将纸质作业，通过扫描设备读入系统，成为作业原始图片；

答案位置标注单元用于在原始图片上标注出学生作答区域的位置；

正确答案标注单元用于在学生作答区域填写正确答案；

模板数据库，用于将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储存为模板。

在具体使用时，首先使用原始图片上传单元，通过扫描设备将纸质作业读入系统，成为作业原始图片；然后使用答案位置标注单元在原始图片上标注出学生作答区域的位置；然后通过正确答案标注单元在学生作答区域填写正确答案；然后将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储转化为模板并储存在模板数据库中。

具体的，答案位置标注单元包括主标记框和附加标记框；

主标记框通过手动标记；每个主标记框和若干个附加标记框配合；附加标记框在主标记框的外侧；

每个附加标记框都进行编号；

若干个所述附加标记框和均所述主标记框相连接。

优选的，答案位置标注单元还包括测距单元，自动测量手写答案到主标记框边缘的距离；

如果手写答案距离主标记框的某一边的距离小于设定值，则打开和主标记框相应的边连接的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

在具体识别时，如果答案“B”只有一半在主标记框中，则可能被识别成答案“D”，这个时候，如果答案和主标记框上边缘接触，则打开和主标记框上边相邻的副标记框，即可进一步识别清楚答案；其他情况以此类推。

同理，答案“8”可能被识别为“0”，也可能被识别为“3”。

填空题中可能有负号，如果手写答案距离主标记框的左侧的距离小于设定值，则打开主标记框左侧的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

示例性的，所述主标记框设置为矩形标记框；

所述附加标记框设置为矩形标记框。

具体的，答案位置标注单元包括坐标系生成单元和位置坐标标记单元；

坐标系生成单元，用于人工手动在页面建立坐标系；

位置坐标标记单元；用于人工手动圈出学生作答区域，自动生成位置坐标；

主标记框位置信息是一个4维的向量[x，y，w，h]。x和y表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w和h表示主标记框的宽和高。

附加标记框位置信息是一个4维的向量[x1，y1，w1，h1]。X1和y1表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w1和h1表示主标记框的宽和高。

进一步的，信息整理模块包括图片转化模块；

图片转化模块包括图片转化数据库；在图片转化数据库中设置有多组对比图片数据，每组对比图片数据包括主页面和倾斜页面；

主页面有一个，呈现水平状态；

倾斜页面有若干个，呈现不同程度的倾斜状态；

图片转化模块用于将任何一个倾斜页面转化为主页面。

具体的，信息整理模块还包括倾斜图片识别模块；

识别录入图片一组对边延长线的夹角大小，识别录入图片另一组对边的长度比例；

通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，将倾斜图片转化为水平图片。

在信息录入时，由于录入设备的倾斜，每次拍摄的角度各不相同。试卷原本平行的边在图片里不再平行，原本长度相等的边再图片里也不再相等，通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，可将倾斜图片转化为水平图片。

实施例2

请参阅图1、图2、图4、图5、图6和图7，本申请提供了一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，包括；

中央处理模块；

模板制作模块；制作出正确答案模板，用于判断学生手写答案的正确性；

信息录入模块；用于将学生的手写答案上传到系统中；

信息整理模块；用于对上传的答案进行处理；

信息识别模块；使用OCR技术对切割出的学生作答区域进行识别，得出每一个区域中学生的作答信息，然后与模板数据库中的正确答案进行对比，最后输出自动批改后的结果。

具体的，模板制作模块包括原始图片上传单元、答案位置标注单元、正确答案标注单元和模板数据库；

原始图片上传单元用于将纸质作业，通过扫描设备读入系统，成为作业原始图片；

答案位置标注单元用于在原始图片上标注出学生作答区域的位置；

正确答案标注单元用于在学生作答区域填写正确答案；

模板数据库，用于将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储存为模板。

在具体使用时，首先使用原始图片上传单元，通过扫描设备将纸质作业读入系统，成为作业原始图片；然后使用答案位置标注单元在原始图片上标注出学生作答区域的位置；然后通过正确答案标注单元在学生作答区域填写正确答案；然后将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储转化为模板并储存在模板数据库中。

具体的，答案位置标注单元包括主标记框和附加标记框；

主标记框通过手动标记；每个主标记框和若干个附加标记框配合；附加标记框在主标记框的外侧；

每个附加标记框都进行编号；

若干个所述附加标记框和均所述主标记框相连接。

优选的，答案位置标注单元还包括测距单元，自动测量手写答案到主标记框边缘的距离；

如果手写答案距离主标记框的某一边的距离小于设定值，则打开和主标记框相应的边连接的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

在具体识别时，如果答案“B”只有一半在主标记框中，则可能被识别成答案“D”，这个时候，如果答案和主标记框上边缘接触，则打开和主标记框上边相邻的副标记框，即可进一步识别清楚答案；其他情况以此类推。

同理，答案“8”可能被识别为“0”，也可能被识别为“3”。

填空题中可能有负号，如果手写答案距离主标记框的左侧的距离小于设定值，则打开主标记框左侧的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

示例性的，所述主标记框设置为矩形标记框；

所述附加标记框设置为矩形标记框。

具体的，答案位置标注单元包括坐标系生成单元和位置坐标标记单元；

坐标系生成单元，用于人工手动在页面建立坐标系；

位置坐标标记单元；用于人工手动圈出学生作答区域，自动生成位置坐标；

主标记框位置信息是一个4维的向量[x，y，w，h]。x和y表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w和h表示主标记框的宽和高。

附加标记框位置信息是一个4维的向量[x1，y1，w1，h1]。X1和y1表示主标记框中心点在试卷图像中的坐标，w1和h1表示主标记框的宽和高。

所述答案位置标注单元包括附加标记框自动生成单元。

以主标记框的一个边为其中一个附加标记框的边，设定附加标记框距离柱标记框的距离v，可自动生成附加标记框。

进一步的，信息整理模块包括图片转化模块；

图片转化模块包括图片转化数据库；在图片转化数据库中设置有多组对比图片数据，每组对比图片数据包括主页面和倾斜页面；

主页面有一个，呈现水平状态；

倾斜页面有若干个，呈现不同程度的倾斜状态；

图片转化模块用于将任何一个倾斜页面转化为主页面。

具体的，信息整理模块还包括倾斜图片识别模块；

识别录入图片一组对边延长线的夹角大小，识别录入图片另一组对边的长度比例；

通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，将倾斜图片转化为水平图片。

在信息录入时，由于录入设备的倾斜，每次拍摄的角度各不相同。试卷原本平行的边在图片里不再平行，原本长度相等的边再图片里也不再相等，通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，可将倾斜图片转化为水平图片。

在本发明中：

1.作业原始图片：

学生在日常学习过程中，需要大量的作业与考试巩固学过的知识，这些作业与考试一般是纸质的练习、试卷等，作业自动批改系统需要以图片的形式录入学生的作业，当录入系统的图片是没有经过作答的空白作业时，这个图片就是原始作业图片。

2.学生作答区域：

在一份纸质的作业上，学生需要在固定的区域写上自己的答案，例如选择填空题的括号区域，填空题的下划线区域，这些区域就是学生作答区域。采用数字图像处理等方式对学生作答区域进行提取，就能为实现电子阅卷，自动批改等任务打下良好的基础。

3.数字图像处理：

数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。通过数字图像处理技术，对学作业或试卷进行预处理，如灰度化，二值化等，最后提取出的学生作答区域更有利于后续的处理，降低了识别区域中手写内容的难度。

4.图像标注：

图像标注是一个将标签添加到图像上的过程。图像标注既可以是为整个图像添加一个描述作为标签，也可以为图像内的某个部位添加一个描述作为标签。在本发明中，图像标注就是为作业图片中的学生作答区域，画一个矩形边界框，用来标记该区域。

5.OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符，通过检测暗、亮的模式确定其形状，然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程；即，针对印刷体字符，采用光学的方式将纸质文档中的文字转换成为黑白点阵的图像文件，并通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，供文字处理软件进一步编辑加工的技术。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于，包括：

中央处理模块；

模板制作模块；制作出正确答案模板，用于判断学生手写答案的正确性；

信息录入模块；用于将学生的手写答案上传到系统中；

信息整理模块；用于对上传的答案进行处理；

信息识别模块；使用OCR技术对切割出的学生作答区域进行识别，得出每一个区域中学生的作答信息，然后与模板数据库中的正确答案进行对比，最后输出自动批改后的结果。

2.如权利要求1所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于：

模板制作模块包括原始图片上传单元、答案位置标注单元、正确答案标注单元和模板数据库；

原始图片上传单元用于将纸质作业，通过扫描设备读入系统，成为作业原始图片；

答案位置标注单元用于在原始图片上标注出学生作答区域的位置；

正确答案标注单元用于在学生作答区域填写正确答案；

模板数据库，用于将标注出的学生作答区域的数据和填写的正确答案数据储存为模板。

3.如权利要求2所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于：

答案位置标注单元包括主标记框和附加标记框；

主标记框通过手动标记；每个主标记框和若干个附加标记框配合；附加标记框在主标记框的外侧；

每个附加标记框都进行编号；

若干个所述附加标记框和均所述主标记框相连接。

4.如权利要求3所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于：

答案位置标注单元还包括测距单元，自动测量手写答案到主标记框边缘的距离；

如果手写答案距离主标记框的某一边的距离小于设定值，则打开和主标记框相应的边连接的附加标记框，查看是否有遗漏字符。

5.如权利要求3所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于：

所述主标记框设置为矩形标记框；

所述附加标记框设置为矩形标记框。

6.如权利要求3所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于，

答案位置标注单元包括坐标系生成单元和位置坐标标记单元；

坐标系生成单元，用于人工手动在页面建立坐标系；

位置坐标标记单元；用于人工手动圈出学生作答区域，自动生成位置坐标；

主标记框位置信息是一个4维的向量[x，y，w，h]；

附加标记框位置信息是一个4维的向量[x1，y1，w1，h1]。

7.如权利要求3所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于：

所述答案位置标注单元包括附加标记框自动生成单元；

以主标记框的一个边为其中一个附加标记框的边，设定附加标记框距离柱标记框的距离v，可自动生成附加标记框。

8.如权利要求1所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于，信息整理模块包括图片转化模块；

图片转化模块包括图片转化数据库；在图片转化数据库中设置有多组对比图片数据，每组对比图片数据包括主页面和倾斜页面；

主页面有一个，呈现水平状态；

倾斜页面有若干个，呈现不同程度的倾斜状态；

图片转化模块用于将任何一个倾斜页面转化为主页面。

9.如权利要求8所述的一种在试卷中使用特殊标记框标注手写答案区域的系统，其特征在于，

信息整理模块还包括倾斜图片识别模块；

识别录入图片一组对边延长线的夹角大小，识别录入图片另一组对边的长度比例；

通过数据的组合可将图片的倾斜程度数据化，通过一定的参数，将倾斜图片转化为水平图片。

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