本發(fā)明涉及教育考試領(lǐng)域，具體涉及一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

考試閱卷環(huán)節(jié)中，教師通過(guò)在紙質(zhì)試卷上進(jìn)行手工批閱，填寫每道題目的所得分?jǐn)?shù)，批閱完成后，教師人工計(jì)算出每位考生的總分?jǐn)?shù)，并對(duì)所有考生的分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。該人工統(tǒng)計(jì)試卷分?jǐn)?shù)的過(guò)程使得教師需要耗費(fèi)較多的時(shí)間和精力在計(jì)算總分?jǐn)?shù)和統(tǒng)計(jì)匯總上，增大了教師的工作量。

現(xiàn)有技術(shù)中，也經(jīng)常會(huì)使用到答題卡，通過(guò)機(jī)器識(shí)別答題卡，計(jì)算出答題卡中題目的分?jǐn)?shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。然而，答題卡的方式適用范圍有限，僅適用于試卷中的選擇題，而無(wú)法統(tǒng)計(jì)出試卷中填空題的分?jǐn)?shù)，還是需要教師人工批閱后，人工計(jì)算出考生的分?jǐn)?shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，教師的工作量仍較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，在保留教師人工批閱習(xí)慣的同時(shí)，減低教師的工作量，適用范圍廣。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，用于根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，包括如下步驟：

S1：采集試卷圖像，并對(duì)所述試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理用于提高試卷圖像的對(duì)比度并去除試卷圖像中的噪聲；

S2：對(duì)預(yù)處理后的試卷圖像進(jìn)行區(qū)域定位，獲取只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像；

S3：對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行分?jǐn)?shù)字符分割，得到每道試題的字符圖像；

S4：識(shí)別每道試題的字符圖像，得到每道試題的分?jǐn)?shù)；

S5：計(jì)算并錄入試卷的總分?jǐn)?shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S3還包括步驟：預(yù)設(shè)試卷圖像中的試題總數(shù)，在得到每道試題的字符圖像后，計(jì)算所有字符圖像的總數(shù)，判斷字符圖像的總數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的試題總數(shù)，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S4，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S4還包括步驟：預(yù)設(shè)每道試題分?jǐn)?shù)值的范圍，在得到每道試題的分?jǐn)?shù)后，判斷每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S5，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S5還包括步驟：預(yù)設(shè)試題總分?jǐn)?shù)，在計(jì)算出試卷的總分?jǐn)?shù)后，判斷計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題總分?jǐn)?shù)，若超過(guò)，則轉(zhuǎn)入步驟S1，否則，錄入試卷的總分?jǐn)?shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述預(yù)處理包括：

S101：提取試卷邊緣的矩形框特征，計(jì)算矩形框的傾斜角度，對(duì)試卷圖像進(jìn)行Hough變換校正傾斜的圖像；

S102：采用均值濾波去除試卷圖像中的噪聲；

S103：設(shè)定閾值，將試卷圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值和閾值進(jìn)行比較，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值大于等于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為255，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值小于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為0。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述區(qū)域定位包括：

S201：采用逼近算法得到預(yù)處理后的圖像的輪廓曲線；

S202：檢索輪廓曲線，找出矩形或近似矩形的輪廓，作為初選分?jǐn)?shù)區(qū)域；

S203：預(yù)設(shè)目標(biāo)分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例，若初選分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例符合預(yù)設(shè)值，則將該初選分?jǐn)?shù)區(qū)域作為只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像。

本發(fā)明還提供了一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，用于根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，包括：

圖像采集模塊，其用于采集試卷圖像；

預(yù)處理模塊，其用于對(duì)所述試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理；

查找模塊，其用于對(duì)預(yù)處理后的試卷圖像進(jìn)行區(qū)域定位，獲取只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像；

字符分割模塊，其用于對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行分?jǐn)?shù)字符分割，得到每道試題的字符圖像；

圖像識(shí)別模塊，其用于識(shí)別所述字符圖像，得到每道試題的分?jǐn)?shù)；

數(shù)據(jù)處理模塊，其用于計(jì)算并錄入試卷的總分?jǐn)?shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述字符分割模塊還用于比較字符圖像的總數(shù)和預(yù)設(shè)的試題總數(shù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述圖像識(shí)別模塊還用于比較每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)處理模塊還用于比較計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題的總分?jǐn)?shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，可以根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，在保留教師人工批閱習(xí)慣的同時(shí)，減低教師的工作量，適用范圍廣；

(2)本發(fā)明的試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，通過(guò)判斷字符圖像的總數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的試題總數(shù)、判斷每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)、以及判斷計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題總分?jǐn)?shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，以免浪費(fèi)時(shí)間，提高統(tǒng)計(jì)效率及準(zhǔn)確率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)處理的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中區(qū)域定位的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，用于根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，包括如下步驟：

S1：采集試卷圖像，并對(duì)試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理用于提高試卷圖像的對(duì)比度并去除試卷圖像中的噪聲；

S2：對(duì)預(yù)處理后的試卷圖像進(jìn)行區(qū)域定位，獲取只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像；

S301：對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行分?jǐn)?shù)字符分割，得到每道試題的字符圖像；

S302：預(yù)設(shè)試卷圖像中的試題總數(shù)，計(jì)算所有字符圖像的總數(shù)，判斷字符圖像的總數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的試題總數(shù)，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S4，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1；

S401：識(shí)別每道試題的字符圖像，得到每道試題的分?jǐn)?shù)；

S402：預(yù)設(shè)每道試題分?jǐn)?shù)值的范圍，判斷每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S5，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1；

S501：計(jì)算試卷的總分?jǐn)?shù)；

S502：預(yù)設(shè)試題總分?jǐn)?shù)，判斷計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題總分?jǐn)?shù)，若未超過(guò)，則轉(zhuǎn)入步驟S503，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1；

S503：錄入試卷的總分?jǐn)?shù)。

通過(guò)判斷字符圖像的總數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的試題總數(shù)、判斷每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)、以及判斷計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題總分?jǐn)?shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，以免浪費(fèi)時(shí)間，提高統(tǒng)計(jì)效率及準(zhǔn)確率。

本實(shí)施例中分?jǐn)?shù)字符分割采用垂直投影法，對(duì)定位到的目標(biāo)圖像的黑色像素個(gè)數(shù)進(jìn)行垂直方向上的統(tǒng)計(jì)，由于字符區(qū)域黑色像素豐富，而字符間空隙區(qū)域黑色像素較少，通過(guò)檢測(cè)字符與字符之間黑像素個(gè)數(shù)的波谷確定字符的左右邊界。

步驟S401中使用支持向量機(jī)分類器識(shí)別字符圖像，并且選取手寫的數(shù)字作為支持向量機(jī)分類器的訓(xùn)練樣本。

參見(jiàn)圖2所示，對(duì)試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理主要包括傾斜校正、圖像均值濾波平滑處理和二值化，具體包括如下步驟：

S101：提取試卷邊緣的矩形框特征，計(jì)算矩形框的傾斜角度，對(duì)試卷圖像進(jìn)行Hough變換校正傾斜的圖像；

S102：采用均值濾波去除試卷圖像中的噪聲；

S103：設(shè)定閾值，將試卷圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值和閾值進(jìn)行比較，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值大于等于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為255，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值小于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為0。

本實(shí)施例中，試卷的邊緣是由上下兩條橫線和左右兩條豎線組成的矩形框，紙質(zhì)試卷在掃描時(shí)容易使圖像發(fā)生傾斜，但矩形框的特征沒(méi)有發(fā)生改變，因此可以通過(guò)提取矩形框特征，計(jì)算矩形框的傾斜角度，然后對(duì)試卷圖像進(jìn)行Hough變換，將原有的試卷圖像旋轉(zhuǎn)完成傾斜校正。

實(shí)際使用時(shí)，紙質(zhì)試卷在轉(zhuǎn)換為試卷圖像的過(guò)程中，不可避免的引入了許多噪聲，利用均值濾波對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，不僅在去除噪聲方面有較好的效果，而且能很好地保持圖像細(xì)節(jié)輪廓，為后續(xù)圖像識(shí)別創(chuàng)造了好的條件，提升處理效率及識(shí)別的準(zhǔn)確度。

由于采集試卷圖像時(shí)，受不同照明環(huán)境的影響，會(huì)導(dǎo)致采集到的圖像對(duì)比度較低，不便于后續(xù)圖像識(shí)別，因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)二值化的方法提高圖像的對(duì)比度。

參見(jiàn)圖3所示，對(duì)預(yù)處理后的試卷圖像進(jìn)行區(qū)域定位包括如下步驟：

S201：采用逼近算法得到預(yù)處理后的圖像的輪廓曲線；

S202：檢索輪廓曲線，找出矩形或近似矩形的輪廓，作為初選分?jǐn)?shù)區(qū)域；

S203：預(yù)設(shè)目標(biāo)分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例，若初選分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例符合預(yù)設(shè)值，則將該初選分?jǐn)?shù)區(qū)域作為只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像。

本發(fā)明逼近算法的工作原理為：先從輪廓中選擇兩個(gè)最遠(yuǎn)的點(diǎn)，然后將這兩個(gè)點(diǎn)連成一個(gè)線段，然后再查找輪廓上到該線段距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，得到逼近后形成的新輪廓，經(jīng)過(guò)反復(fù)迭代，不斷將線段上最遠(yuǎn)的點(diǎn)添加到結(jié)果中形成新的輪廓，直到所有的點(diǎn)到多邊形的最短距離小于指定的精度，最終得到的輪廓即為目標(biāo)的近似輪廓。

在得到圖像中的輪廓后，由于分?jǐn)?shù)區(qū)域是固定比例和大小的矩形，在輪廓中檢索矩形或者近似的矩形區(qū)域，大小和比例符合要求的輪廓就是定位到的分?jǐn)?shù)區(qū)域。

本發(fā)明的試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)方法，可以根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，在保留教師人工批閱習(xí)慣的同時(shí)，減低教師的工作量，適用范圍廣。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，用于根據(jù)每道試題的手寫分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)試卷總分?jǐn)?shù)，包括圖像采集模塊、預(yù)處理模塊、查找模塊、字符分割模塊、圖像識(shí)別模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。

圖像采集模塊用于采集試卷圖像。

預(yù)處理模塊用于對(duì)試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)試卷圖像進(jìn)行預(yù)處理主要包括傾斜校正、圖像均值濾波平滑處理和二值化，具體包括如下步驟：

S101：提取試卷邊緣的矩形框特征，計(jì)算矩形框的傾斜角度，對(duì)試卷圖像進(jìn)行Hough變換校正傾斜的圖像；

S102：采用均值濾波去除試卷圖像中的噪聲；

S103：設(shè)定閾值，將試卷圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值和閾值進(jìn)行比較，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值大于等于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為255，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值小于閾值時(shí)，設(shè)定該像素點(diǎn)的灰度值為0。

查找模塊用于對(duì)預(yù)處理后的試卷圖像進(jìn)行區(qū)域定位，獲取只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像，區(qū)域定位包括如下步驟：

S201：采用逼近算法得到預(yù)處理后的圖像的輪廓曲線；

S202：檢索輪廓曲線，找出矩形或近似矩形的輪廓，作為初選分?jǐn)?shù)區(qū)域；

S203：預(yù)設(shè)目標(biāo)分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例，若初選分?jǐn)?shù)區(qū)域的大小和比例符合預(yù)設(shè)值，則將該初選分?jǐn)?shù)區(qū)域作為只含手寫分?jǐn)?shù)信息的目標(biāo)圖像。

字符分割模塊用于對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行分?jǐn)?shù)字符分割，得到每道試題的字符圖像，且用于比較字符圖像的總數(shù)和預(yù)設(shè)的試題總數(shù)，判斷字符圖像的總數(shù)是否等于預(yù)設(shè)的試題總數(shù)，若不相等，則表明前面步驟出現(xiàn)錯(cuò)誤，無(wú)需進(jìn)行下一步操作，直接重新采集圖像，重新開始操作，以免浪費(fèi)時(shí)間，提高統(tǒng)計(jì)效率及準(zhǔn)確率。

圖像識(shí)別模塊用于識(shí)別字符圖像，得到每道試題的分?jǐn)?shù)，且用于比較每道試題的分?jǐn)?shù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若不在范圍內(nèi)，則表明前面步驟出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者教師手寫分?jǐn)?shù)有誤，無(wú)需進(jìn)行下一步操作，檢查教師是否出現(xiàn)手寫失誤后，重新采集圖像，重新開始操作，以免浪費(fèi)時(shí)間，提高統(tǒng)計(jì)效率及準(zhǔn)確率。

數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算并錄入試卷的總分?jǐn)?shù)，且用于比較計(jì)算得到的試卷總分?jǐn)?shù)是否超過(guò)試題的總分?jǐn)?shù)，若超過(guò)，則表明結(jié)果有誤，無(wú)需進(jìn)行錄入操作，檢查紙質(zhì)試卷后，重新采集圖像，重新開始操作，提高統(tǒng)計(jì)效率及準(zhǔn)確率。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。