[發(fā)明專利]一種基于特征識(shí)別的自動(dòng)閱卷方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910959432.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110689013A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱裕德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京課程幫科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/32
• 分類號(hào): G06K9/32
• 代理公司: 11582 北京久維律師事務(wù)所
• 代理人: 邢江峰

本發(fā)明提供了一種基于特征識(shí)別的自動(dòng)閱卷方法及系統(tǒng)，采取ORB算法、RANSAC算法對(duì)試卷進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有的閱卷系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，提供了一個(gè)完整的答卷處理系統(tǒng)，包括網(wǎng)頁(yè)端模板制作工具、答卷掃描識(shí)別客戶端、主觀題閱卷網(wǎng)頁(yè)端，幾乎對(duì)任意排版的答卷都進(jìn)行進(jìn)了兼容，對(duì)沒(méi)有定位點(diǎn)的答題卡或者由于印刷、掃描導(dǎo)致的定位點(diǎn)缺失問(wèn)題提供了解決方案，并且在監(jiān)考老師收倒、收反答卷的情況下也能很好的修正過(guò)來(lái)，最大限度的保障了閱卷的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及適用于考試閱卷使用的一種基于特征識(shí)別的自動(dòng)閱卷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的閱卷系統(tǒng)中，通常使用兩種方法，一種是使用光標(biāo)機(jī)進(jìn)行掃描閱卷，由于其快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，使得其在國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)化考試中應(yīng)用非常普遍，但該方法也有顯著缺點(diǎn)，只能處理選擇、判斷題，對(duì)主觀題無(wú)法進(jìn)行處理，對(duì)填涂所用的筆材料、填涂的輕重、答題卡紙張質(zhì)量、印刷質(zhì)量、答題卡的結(jié)構(gòu)都有一定要求，而且要求有專用的光標(biāo)閱讀機(jī)；另一種是通過(guò)通用掃描儀，對(duì)學(xué)生試卷進(jìn)行掃描成電子答卷再進(jìn)行識(shí)別，再用試卷周?chē)亩ㄎ稽c(diǎn)與提前制作的標(biāo)準(zhǔn)答題卡進(jìn)行矯正、比對(duì)和按題塊切割，這種方法很好的彌補(bǔ)了用光標(biāo)機(jī)法閱卷的不足和高要求，但對(duì)于答卷中定位點(diǎn)缺失、打印質(zhì)量差的問(wèn)題，目前并沒(méi)有提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)所闡述的問(wèn)題，本發(fā)明目的是提供一種基于特征識(shí)別的自動(dòng)閱卷方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，最大限度的保障了閱卷的可靠性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于特征識(shí)別的自動(dòng)閱卷方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：

Q1、試卷結(jié)構(gòu)定義，對(duì)試卷信息進(jìn)行信息統(tǒng)計(jì)，定義試卷中各區(qū)域的題塊，題塊分為：試卷標(biāo)題區(qū)、準(zhǔn)考證號(hào)填涂區(qū)、客觀題填涂區(qū)、主觀題答題區(qū)，并指明各個(gè)題塊的分?jǐn)?shù)，用掃描儀掃一張空白試卷的答題卡灰度圖片，上傳至服務(wù)器作為標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)的答題卡模板；

Q2、存儲(chǔ)信息，將學(xué)生的考號(hào)及對(duì)應(yīng)姓名存儲(chǔ)到服務(wù)器中；

Q3、答題卡掃描識(shí)別，將學(xué)生答題后的答題卡使用本地客戶端連接并控制掃描儀，對(duì)學(xué)生作答后的答題卡進(jìn)行掃描得到答題卡掃描圖片，修正答題卡掃描圖片的正反面順序、答題卡的進(jìn)紙方向、檢查答題卡上學(xué)生考號(hào)的信息是否重復(fù)、錯(cuò)填或缺填，然后對(duì)答題卡掃描圖片的旋轉(zhuǎn)、拉伸、平移、縮放及小量扭曲進(jìn)行修正；

首先提取答題卡模板關(guān)鍵點(diǎn)，掃描答題卡模板修正時(shí)采取ORB算法掃描，使用FAST算來(lái)定位一組特征點(diǎn)，計(jì)算FAST特征點(diǎn)的哈爾角點(diǎn)測(cè)量，

通過(guò)公式一計(jì)算FAST特征點(diǎn)的特征向量，即描述符A，通過(guò)以下公式：

根據(jù)公式二得到梯度方向相對(duì)于特征中心的方向，即：

θ＝atan2(m₀₁，m₁₀)公式二

計(jì)算得到描述符后存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

其次，提取答題后的答題卡關(guān)鍵點(diǎn)，得到描述符B；

然后，將描述符A和述符B進(jìn)行匹配，描述符A定為查詢集，描述符B定訓(xùn)練集，把兩個(gè)集合進(jìn)行逐一匹配，選定的距離公式三為：

選出最優(yōu)匹配后進(jìn)行一輪交叉驗(yàn)證，減少匹配錯(cuò)誤；

最后，根據(jù)匹配到的描述符，確定匹配到的兩個(gè)相互對(duì)應(yīng)的集合點(diǎn)。通過(guò)RANSAC算法來(lái)確定兩個(gè)集合的變換矩陣，校正學(xué)生試卷，得到最終圖片；

Q4、根據(jù)服務(wù)器上預(yù)先存好的各題塊的位置信息，通過(guò)掩膜切分Q3中得到的最終圖片，進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)各個(gè)主觀題區(qū)域、學(xué)生信息區(qū)域進(jìn)行定位，將修正后的圖片和識(shí)別結(jié)果上傳至服務(wù)器中；