[發(fā)明專利]一種答題卡圖像降噪處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611214943.X
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106803238B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞陸平;魏巧寶;臺(tái)躍華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州施強(qiáng)教育科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出一種答題卡圖像降噪處理方法，包括下列步驟：步驟a，獲取答題卡圖像灰度直方圖；步驟b，設(shè)定灰度拉伸中間值，將小于中間值的像素灰度值降低第一設(shè)定值，同時(shí)將大于中間值的像素灰度值增加第一設(shè)定值；步驟c，判斷處理后的直方圖中目標(biāo)灰度區(qū)間內(nèi)是否有像素出現(xiàn)；步驟d，當(dāng)目標(biāo)灰度區(qū)間內(nèi)沒(méi)有像素出現(xiàn)時(shí)，判斷步驟b的處理次數(shù)是否達(dá)到第二設(shè)定值，若已經(jīng)達(dá)到時(shí)停止對(duì)圖像灰度進(jìn)行處理；步驟e，當(dāng)目標(biāo)灰度區(qū)間內(nèi)沒(méi)有像素出現(xiàn)，并且步驟b的處理次數(shù)尚未達(dá)到第二設(shè)定值時(shí)，返回步驟b進(jìn)一步處理；步驟f，當(dāng)目標(biāo)灰度區(qū)間內(nèi)有像素出現(xiàn)時(shí)，停止對(duì)圖像灰度進(jìn)行處理。本發(fā)明能有效降低答題卡圖像的噪聲，提高答題卡圖像識(shí)別的正確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，且特別涉及一種答題卡圖像降噪處理方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷升級(jí)發(fā)展，移動(dòng)終端設(shè)備的使用已經(jīng)越來(lái)越普及，更方便快捷、高效地工作、學(xué)習(xí)方式已越發(fā)受到人們的青睞。在傳統(tǒng)的教育領(lǐng)域，已逐漸開(kāi)展新一代的教育信息化升級(jí)探索。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的基礎(chǔ)教育階段，學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的主要考察形式仍然是各種類型的考試，大至高考、中考，小至基層教師日常家庭作業(yè)、單元考試，以及各類期中期末考試、會(huì)考、聯(lián)考、模考等。在此狀況下，教師背負(fù)著很大的批改作業(yè)和試卷的工作量壓力。

因而各類標(biāo)準(zhǔn)化輔助考試方法已逐漸在各類大型考試中使用，如光標(biāo)閱讀機(jī)(Optical Mark Reader，OMR)進(jìn)行答題卡自動(dòng)閱卷處理的方式。光標(biāo)閱讀機(jī)用光學(xué)掃描的方法來(lái)識(shí)別按一定格式印刷或書寫的標(biāo)記，并將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能接受的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閱卷。光標(biāo)閱讀機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于高配合、符合要求的答題卡，其閱讀準(zhǔn)確(即對(duì)涂點(diǎn)的識(shí)別有極高的精確度，誤碼率小于千萬(wàn)分之一)、閱讀速度快，每秒鐘可以處理一千多個(gè)信息點(diǎn)(處理速度以A4幅面計(jì)，每小時(shí)五千張)。這種處理方式很大程度上減輕了教師批改試卷的工作量壓力，但其也存在很多缺點(diǎn)，例如整套硬件設(shè)備價(jià)格昂貴、答題卡質(zhì)量要求苛刻等，所以，迄今為止，除在大型重要選拔類考試(高考、中考)中能夠被使用外，其它更多的常規(guī)考試閱卷工作無(wú)法使用該系統(tǒng)。

因此，隨之出現(xiàn)的網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)，特別針對(duì)客觀題，通過(guò)電子掃描、圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)分，大大提高了閱卷效率。目前采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和掃描技術(shù)的網(wǎng)上評(píng)卷作為一種新的評(píng)卷方式，得到了廣泛地應(yīng)用。其方法是，先將考生答題卡通過(guò)高速掃描儀，以圖像方式原原本本掃描到系統(tǒng)中，形成電子版答卷，該過(guò)程中對(duì)考生的原始圖像不作任何識(shí)別性修改，使掃描到系統(tǒng)中的電子版答卷與考生實(shí)際答卷完全一致，并通過(guò)計(jì)算機(jī)各類存儲(chǔ)設(shè)備加以存儲(chǔ)和管理。

圖像識(shí)別軟件首先識(shí)別答題卡周邊已經(jīng)印好的定位標(biāo)記塊(這些標(biāo)記塊的尺寸標(biāo)準(zhǔn)、黑度標(biāo)準(zhǔn)，容易識(shí)別)，據(jù)此建立圖像的坐標(biāo)系。圖像識(shí)別軟件根據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的各個(gè)選項(xiàng)的印刷位置(相對(duì)于標(biāo)記塊的位置)，定位各道題的各個(gè)選項(xiàng)在圖像上的位置(坐標(biāo))。以這些位置為中心，選取一定區(qū)域的像素(通常比允許答題者涂的范圍小一些)，計(jì)算每個(gè)區(qū)域內(nèi)所有像素的灰度值的總和，與某個(gè)門限值進(jìn)行比對(duì)，高于它就認(rèn)為答題者涂上了(選擇了這個(gè)選項(xiàng))。圖像識(shí)別軟件把識(shí)別出的選項(xiàng)集與標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行比對(duì)，確定答題者涂中的每道題的答案是否正確。

在圖像識(shí)別中，由于圖像需要做預(yù)處理，將圖像的噪聲進(jìn)行減少，使得后續(xù)的識(shí)別過(guò)程得以簡(jiǎn)化和可行，且提高識(shí)別的準(zhǔn)確度，因此前期的降噪顯得較為重要。

由于使用的答題卡是普通紙張，打印后分發(fā)給學(xué)生進(jìn)行作答，因此會(huì)出現(xiàn)筆墨污染和摩擦。

轉(zhuǎn)換到圖像處理領(lǐng)域，這些摩擦和污染大致可劃分為：

1，圖像模糊

2，圖像噪聲

3，圖像破壞

對(duì)于當(dāng)前的使用場(chǎng)景噪聲來(lái)說(shuō)，由于絕大部分噪聲不是狄拉克沖擊，僅此噪聲點(diǎn)之間存在一定的關(guān)聯(lián)和關(guān)系。通過(guò)考察可以發(fā)現(xiàn)，在正常的墨跡污染中，噪聲是成團(tuán)出現(xiàn)，且孤點(diǎn)或孤島并不是非常多；同時(shí)此類噪聲存在一定的一般特征，即滿足中心點(diǎn)區(qū)域墨跡最濃并向四周擴(kuò)散而變淡。