CN1783164A - 用于自动分析已填写问卷的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于自动分析已填写的问卷的方法，包括如下步骤：a)提供具有答案位置的问卷，b)扫描问卷的至少两个副本，其中以预定方式在答案位置不同并且互补地填写，c)通过比较扫描件自动地判定答案位置，d)提供具有答案的已填写问卷，e)扫描已填写的问卷到第三扫描，以及，f)用答案位置自动判断答案。

Description

用于自动分析已填写问卷的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于自动分析已填写问卷的设备和方法。本发明还涉及结合了这样设备的数字复印机。

背景技术

本发明适用于可以是例如测试或者调查的问卷。利用问卷在诸如教育期间训练学生、估量消费者的需求进行市场研究和估量一组人的偏爱的环境中是常用的。

问卷工作流程包括如下步骤：准备问卷、分发问卷、填写问卷、收集填好的问卷以及分析问卷。这个工作流程可以部分地在纸上或者是以数字方式进行。纸件问卷提供一种容易的用户界面，而数字问卷提供自动化以及迅速分发的可能性。

迄今为止，产生用于计算机的教育材料的方法效率很低并且昂贵。通常，人们读诸如用于提出问题并且填写答案的纸件上的问卷，填写问卷，以及分析问卷。教师用铅笔在纸上修订多项选择测验。这对于教师是个沉闷的过程。需要花费他大量的时间，并且花费他很多精力，因此可以引起挫败的感觉。

授予Loiacono的美国专利No.6175841公开了一种问卷工作流程。此方法和设备用于将由问题与答案组成的教育材料变换为一种在线计算机。通过扫描文本和/或图形材料的纸，其中有时包括铅笔线，从而建立计算机可读图像。获取的图像通过应用回答格式，其实例包括下划线、加亮区、和圈出正确的答案来修改。存储修改的获取图像，以便分配给用户。回答格式自动地应用于问题，因此允许以计算机交互的形式回答问题。

这种系统的缺点是它要求准备在线的交互问卷的困难的和费时的配置过程。

这种方法和系统的另一个实例从授予Larson和Faul的美国专利No.5555101可以得知。此方法和系统用于交互地建立表格，包括在建立期间显示表格，并且解释经传真装置接收的完成的表格。系统包括下列特性：自动提示、自动数据输出、未决处理和自动确认。这种系统的缺点是它在准备在线的交互表格中要求困难的和费时的配置过程。

用于自动分析已填写的纸件问卷的先有技术的主要缺点是它在预备用于已填写的纸件问卷的自动的分析过程中要求困难的和费时的配置过程。

发明内容

为克服先有技术的缺陷，本发明的一个目的是减少配置对已填写的问卷的自动分析过程所需的时间。该目的通过包括如下步骤的方法实现：

a)提供具有答案位置的问卷，

b)扫描问卷的至少两个副本，其中以预定方式在答案位置不同并且互补地填写，

c)通过比较扫描件自动地确定答案位置，

d)提供具有答案的已填写的问卷，

e)扫描已填写的问卷到第三扫描，以及

f)通过答案位置自动判别的答案。

本方法基于如下观察：纸件提供最好的用户界面，用于自动分析已填写的纸件问卷的配置过程。此方法用于任何纸件的问卷，比如自由格式的手写问卷或者从在包含数字文件的计算机上运行的应用得到的印刷品。因此，本发明提供直观的和容易的方式来配置自动分析已填写的纸件问卷。

通过在步骤b不同地并且互补地填写问卷，即，两个副本填写的答案位置放在一起精确地形成整个的答案位置集合，答案位置被唯一地限定，并且可以明确地通过比较两个扫描件来确定。

在第一实施例中，操作员，例如教师配置用于诸如多项选择测验的已填写的纸件问卷的自动分析过程。教师拷贝未填写的问卷来测试学生并且包括两个另外的副本。两个另外的副本用于第一原版和第二原版。教师利用第一原版表示所有正确的答案，并且利用第二原版表示所有的错误答案。教师在结合了本发明的设备、比如数字复印机或者连接到个人计算机的扫描仪上扫描第一原版和第二原版。

在此第一实施例中，根据本发明，方法包括如下步骤：通过比较第一扫描和第二扫描自动地确定答案位置，其中扫描之一由具有已填写所有正确答案的问卷构成，并且另一个扫描由具有已填写所有错误答案的问卷组成，并且自动地标记每个答案位置作为正确的答案或者错误的答案。

在另一实施例中，根据本发明，方法包括如下步骤：通过利用答案位置找到第三扫描上的所有答案，对每个答案基于答案位置的标记决定该答案是错误的答案还是正确的答案，以及建立校正的问卷。

在此实施例中，操作员通过扫描所有的已填写的纸件问卷来开始对已填写的纸件问卷的分析过程。此后，该方法通过利用答案位置在第三扫描上得到所有的已填写的答案。通过基于诸如答案位置之间的距离或者答案位置的典型的空间位置等空间信息，把答案位置集中在一起来找到所有的问题。标记表示错误的和正确的答案位置。例如，当第三扫描上的答案位置包含一个答案，并且该答案位置标记表示“错误”，那么此已填写的答案是错误的。以这种方式，每个问题的正确的和错误的答案是已知的，并且自动建立校正的问卷。

在第二实施例中，操作员，例如商人、可以配置用于诸如调查的已填写的纸件问卷的自动分析过程。

商人从询问一组人所需的原始的问卷得到多个副本，又包括两个另外的副本。两个另外的副本用于第一原版和第二原版。商人利用第一原版表示所有可能的答案，并且商人提供第二原版、该第二原版是未填写的纸件问卷。商人在结合了本发明的设备、比如数字复印机或者连接到个人计算机的扫描仪上扫描第一原版和第二原版。

在此第二实施例中，根据本发明，方法包括如下步骤：通过比较第一扫描和第二扫描自动地确定答案位置，其中扫描之一由填写了所有答案的问卷组成，并且另一扫描由没有填写答案的问卷组成。

在另一实施例中，根据本发明，方法包括如下步骤：通过利用答案位置在第三扫描上找到所有的答案并且建立包括答案的分布的多个第三扫描的总览。

调查自动地被处理，得到一个总览。

从属权利要求表示有用的细节以及本发明的进一步扩展。

参考本发明的以下例示实施例对本发明进行解释，并且参考附图对本发明进行说明。

这些实施例用来图示本发明并且不应该被认为是对本发明的限制。

附图说明

本发明参考带附图的实施例进行详细解释，其中：

图1显示根据本发明的设备；

图2显示根据本发明的数字复印机；

图3显示根据本发明的功能块；

图4显示用于自动分析已填写的纸件问卷的方法的流程图；

图5A显示用于根据已填写的测试的答案位置自动地判别第三扫描的方法的流程图；

图5B显示用于根据已填写的调查表的答案位置自动地判别第三扫描的方法的流程图；

图6A显示一种多项选择测试，其中已填写了所有的正确答案，是所谓的第一原版；

图6B显示一种多项选择测试，其中已填写了所有的错误答案，是所谓的第二原版；

图7A显示一种问卷，其中已填写了学生的答案；

图7B显示校正的问卷；

图8和9提供手写的自由形式的校正的问卷；

图10显示测试总结；

图11A显示问卷；

图11B显示问卷的实例，其中已在纸上填写了所有答案，是所谓的第二原版；

图12A直到12F显示一组人的已填写的纸件问卷；

图13显示与第三扫描重叠的每一问题的答案分布。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的用于自动分析已填写的纸件问卷的设备的实施例。

这样一个设备包括扫描仪(101)、处理单元(102)以及可能的与处理单元交互作用以便向操作员给出响应的部件(104)，以及打印机(103)。基本设备具有与诸如计算机系统的处理单元(102)连接的扫描仪。更先进的设备包括操作员控制台(104)，它向根据本发明的系统提供用户界面。操作员控制台包含显示器和数据输入部件，比如个人计算机或者膝上型电脑上可用的输入部件。扫描仪(101)扫描第一原版、第二原版和已填写的问卷到处理单元(102)中，其中第一原版、第二原版和已填写的问卷具有与原始相同的问卷。用处理单元(102)执行的方法通过比较来源于第一原版的第一扫描、以及来源于第二原版的第二扫描自动地确定答案位置，并且根据答案位置自动地判断来源于已填写的问卷的第三扫描。系统的任何变化都是可能的。在第一变型中，图1的所有组件结合在一个数字复印机中。在下一变型中，扫描仪(101)、方法(102)以及可能的打印机(103)远程连接。

图2给出了根据本发明的数字复印机(201)的实施例的方框图。这种数字复印机包括扫描仪(101)、诸如控制器的处理单元(102)，以及可能的与计算机系统交互作用的部件(104)以及可能的打印机(103)。

图3图示了根据本发明的方框图。扫描仪(101)将第一和第二原版分别转换为第一扫描和第二扫描，并且将已填写的问卷转换为第三扫描。第一、第二和第三扫描被传送到判定答案位置单元(301)，该单元包括图像预处理，它对齐第一、第二扫描和第三扫描，从第一和第二扫描中移去第一扫描和第二扫描之间相等的信息，识别第一和第二扫描上答案的位置以及基于第一设置或者第二设置的一部分不同地标记答案位置。带标记的答案位置以及第三扫描被传送到判断单元(302)，该单元导出问题，发现有疑问的问题，比如该问题没有填写答案。判断单元(302)将发现的疑问经诸如操作员面板或者图形用户界面的人工界面(104)传递给操作员。判断单元(302)基于带标记的答案位置向第三扫描给出测试结果和/或检验标志，并且作出结果的总结。可能的是，打印机(103)和/或另一个人工界面(104)将判断的问卷以及结果的总结转换为可读形式。

图4图示了用于自动分析已填写的纸件问卷的方法的实施例的流程图。从开始位置401开始，在步骤402，在扫描仪(101)上扫描第一原版到第一扫描。在步骤403，在扫描仪(101)上扫描第二原版。在步骤404，通过比较第一扫描和第二扫描自动地确定答案位置。通过比较扫描，确定第一原版上哪些答案位置已填写，以及第二原版上哪些答案位置没有填写，反之亦然。

但是，因为文件供给机不是理想的，在比较扫描之前，将第一扫描与第二扫描对齐。扫描的对齐可以用本领域描述的几种方式进行。对齐方式通过从扫描的长边和短边在垂直剖面的每一行中添加所有的黑色像素以及在水平剖面的每一列中添加所有的黑色像素来建立第一扫描和第二扫描的投影轮廓。通过比较垂直的和水平的轮廓，可以确定未对准的像素数量，并且通过移动其中一个扫描以便两个轮廓紧密匹配来校正。之后，算法通过利用例如逐个区域的比较，从第一和第二扫描移去第一和第二扫描之间所有的相等信息来确定问卷上的答案位置。此后，对两个扫描执行连接分量分析，以得到答案位置的边界，并且最后从两个扫描除去所有的小分量，因为它们被视为噪声。现在，两个扫描上所有的答案位置都已经找到。最后，标记所有的答案位置。

用于在调查表情况下进行标记的实例是：用于估量来源于某一组人的信息的问卷。对于这种问卷，第一原版是具有所有已填写的答案的问卷，并且第二原版是没有已填写的答案的问卷。本方法将理解，在原版之一完全没有答案位置的情况下，则在另一原版上发现的答案位置必须标记为正确的。

用于在测试情况下进行标记的实例是：多项选择测验。具有较高答案位置数目的扫描包含所有的错误答案位置，因此这些答案位置被标记为错误的答案，具有较少答案位置数目的扫描包含所有的正确答案，因此这些答案位置被标记为正确答案。

备选方法是标记选择基于一个选择部件，以便于操作员表示扫描第一原版还是第二原版，或者标记选择是预定的，使得总是在第二原版之前扫描第一原版，或者相反。

在下一步骤405中，扫描问卷到第三扫描。在步骤406，基于答案位置自动地判断第三扫描。最后，方法在步骤407停止。

本领域技术人员将理解，本发明的实施例能够处理以下两种情况：用于调查每一答案的答案分布的问卷，用于量度来源于某一组人的信息，以及用于测试某一组人的问卷。

图5A图示了本发明的第一实施例的流程图，用于根据答案位置自动地判断第三扫描，它是图4的步骤406的一部分。此流程图图示了自动判断测试的一部分。从开始位置501开始，在步骤502，在扫描仪(101)上扫描已填写的纸件问卷，以通过利用答案位置得到第三扫描上所有的答案。这可以通过例如确定覆盖率来进行。覆盖率是第三扫描的答案位置中，所有像素中黑色像素的百分比。为了确定第三扫描上个体是否选择了答案，对第三扫描上的每个答案位置计算覆盖率。当答案位置的覆盖率超过某一阈值，比如某一百分比时，则自动地确定此答案已填写。此后，在步骤503，在每个答案位置根据答案位置的标记判断已填写的答案或者未填写的答案是错误的还是正确的答案。

这样做之后，在步骤504，通过根据空间信息把答案位置集中在一起来确定所有的问题。在此步骤之前，仅仅存在答案的概念，而不知道这些答案属于哪些问题。没有这个步骤，不可能判断问卷。在判定问题之后，如果检测到这个问题有疑问，比如“没有给出答案”或者“填写了太多答案”，那么将这个问题提供给操作员。在这种情况下，操作员将用部件选择：预定答案、“没有填写答案”或者“填写了太多答案”。此后，本发明的实施例对每个答案判断它是正确的还是错误的和/或对每个问题判断问题被正确地回答或者错误地回答。由此，可以得到测试结果。步骤505通过重叠第三扫描和一个校正符号以及试验结果和/或检验标志来建立校正的问卷。可能的是，可以利用另外的步骤506。在此步骤中，自动地建立一个测试总结，它包括所有第三扫描的试验结果和/或检验标志。此后，流程图在步骤507停止。

图5B图示了本发明的第二实施例的流程图，用于根据答案位置自动地判断第三扫描，它是图4的步骤406的一部分。此流程图图示了自动判断一个调查的一部分。从开始位置509开始，在步骤510，在扫描仪(101)上扫描已填写的纸件调查，以通过利用答案位置得到第三扫描上所有的答案。所有已填写的答案标记为正确的答案。可能的是，在另外的步骤510中，通过根据空间信息把答案位置集中在一起来确定所有的问题。在判断问题之后，可以出现疑问，比如这个问题“没有给出答案”。将这个疑问提供给操作员。在这种情况下，操作员将通过操作员面板选择预定答案。在步骤511，第三扫描与每一答案的答案分布重叠。答案位置上重叠的是相对所有的已填写的调查答案的选择百分比。显然，步骤510是一个增强，因此步骤510并非能够建立步骤511的总览所必需的。

实例

为了图示本方法的工作，举出一些实例。

实例1

图6A是多项选择测验的实例，其中正确的答案(601)已填写在纸上，是所谓的第一原版。在图6B中，显示第二原版-已在纸上填写了错误的答案(602)。扫描(101)两个原版，并在判定答案位置单元(301)中通过图像处理对其进行处理，以得到所有的答案位置。

图7A是已填写的多项选择测验-已填写的问卷的实例。扫描已填写的问卷(步骤405)并且自动地判断(步骤406)以产生校正的问卷(步骤505)。在图7B中，显示校正的问卷的实例。能被使用在校正的问卷上的校正符号的实例是：“这应该是答案”符号(701)、“这不是正确答案”符号(702)、以及“已填写正确答案”符号(703)。此外，测试结果(704)在第三扫描上重叠。

实例2

在图8和9中，描述手写的自由形式的问卷的实施例。这些是本发明图示任何形式的问卷可以通过本发明进行判断的实施例的实例，由此不需要操作员数字地对配置过程进行配置。图8问卷已由John在纸上填写(801)。John得到6.7的测试结果，因为3个答案中2个答案正确(802)。

结合了本发明的实施例的是一个问题有两个正确答案的可能性。例如，图8中的第一问题具有两个正确的答案，成熟的西红柿是红色的并且正在生长的西红柿是绿色的。取决于得分模型，为例如一个正确的答案、多个正确的答案、没有错误的答案或者正确的问题给出得分点。

图9的问卷已由George在纸上填写(901)。George得到3.3的测试结果，因为3个答案中有1个答案正确(902)。已填写了几个这种问卷并且对其进行处理产生测试总结。

在图10中，显示测试总结的实施例。显示了包含George和John的姓名的扫描部分(1001)，它与测试标记的实例结合(1002)。统计总览可以包括例如与人数有关的正确的答案的数目(1003)、或者与问题数量有关的已填写正确答案的人的百分比(1004)。

实例3

配置过程通过利用图11AA和11B的调查表部分地在纸上进行。图11A是其中没有填写答案的调查的实例。在图11B中，此调查表的所有答案都填写在纸上。在图12A到图12F中，显示在纸件上已填写的六份调查表，每一调查由不同的个体填写。扫描这六个问卷(步骤405)并且自动地判断(步骤406参考图5B描述的更为详细)。此步骤的结果的实施例在图13中描述：每一答案的答案分布的实例与扫描输入的问卷重叠(1301)。应该可能的是，在结合了本发明的设备中，每个调查问题有时可以填写多于一个回答，并且因此每一问题的多于一个答案影响答案的分布。这通过累加一个答案位置给出的答案数目，并且将一个答案位置给出的答案的总数与调查表的总数相关来进行。这种问题的实例是第三问题(1302)，其中一个个体可以具有两个或更多喜爱的颜色，比如黄色和蓝色。

对于所述的本发明，显然，本发明在许多方面可以改变。这种变化并不背离本发明的范围，并且所有这样的修改对于本领域技术人员都是显而易见的，旨在包括在以下权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种用于自动分析已填写的问卷的方法，包括如下步骤：

a)提供具有答案位置的问卷，

b)扫描所述问卷的至少两个副本，其中以预定方式在答案位置不同并且互补地填写，

c)通过比较所述扫描件自动判定答案位置，

d)提供具有答案的已填写的问卷，

e)扫描所述已填写的问卷到第三扫描，以及

f)用所述答案位置自动判断所述答案。

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括：通过比较第一扫描和第二扫描，自动地判定答案位置，其中所述扫描之一由具有已填写的所有正确答案的问卷构成，并且另一个扫描由具有已填写的所有错误答案的问卷组成，并且自动地标记每个答案位置作为正确的答案或者错误的答案。

3.如权利要求2所述的方法，其中步骤c)还包括如下步骤：根据所述第一扫描上答案位置的数目和所述第二扫描上答案位置的数目选择标记。

4.如权利要求2或者3所述的方法，其中步骤f)包括如下步骤：

通过利用答案位置得到所述第三扫描上的所有答案，对每个答案根据所述答案位置的所述标记判断所述答案是错误的答案还是正确的答案，以及

建立校正的问卷。

5.如权利要求4所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：向操作员提供不适当填写的问题，以便进行校正动作。

6.如权利要求4或者5所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：显示带校正符号的所述第三扫描。

7.如权利要求4-6之一所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：显示带测试结果的所述第三扫描。

8.如权利要求4-7之一所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：提供测试结果和测试标记之间的关系，根据所述关系判定测试标记，以及

显示带所述测试标记的所述第三扫描。

9.如权利要求4-8之一所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：自动地建立测试总结，其中所述测试总结包括多个第三扫描的所述试验结果和/或检验标记。

10.如权利要求9所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：显示带一部分所述第三扫描的所述测试总结。

11.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括：通过比较第一扫描和第二扫描自动地判定答案位置，其中所述扫描之一由所有已填写的答案的问卷组成，并且另一扫描由没有填写答案的问卷组成。

12.如权利要求11所述的方法，其中步骤f)包括如下步骤：

通过利用所述答案位置在所述第三扫描上得到所有的答案，以及建立包括答案的分布的多个第三扫描的总览。

13.如权利要求12所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：显示带答案的分布的所述第三扫描。

14.如权利要求11-13之一所述的方法，其中步骤f)还包括如下步骤：

向操作员提供不适当填写的问题以进行校正动作。

15.一种计算机程序，包括代码部件，当在计算机上执行该代码部件时，执行权利要求1-14之一的所有步骤。

16.一种设备，其特征在于，用于实施权利要求1-14之一的步骤的处理单元。

17.一种数字复印机，其特征在于，用于实施权利要求1-14之一的步骤的处理单元。

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