一種o2o互聯(lián)網(wǎng)作業(yè)本、系統(tǒng)及實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于教學(xué)輔助裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種020互聯(lián)網(wǎng)作業(yè)本及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作業(yè)練習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)，通過教師的評判與批閱，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對學(xué)科知識點的掌握情況，并及時采取相應(yīng)措施改進(jìn)學(xué)習(xí)效果。目前學(xué)生作業(yè)練習(xí)普遍采用的是學(xué)生在家中完成作業(yè)，在課堂上統(tǒng)一上交，然后由教師進(jìn)行批改評分，手動統(tǒng)計計分，并手動統(tǒng)計某個知識點學(xué)生的掌握情況，這種模式需要浪費教師大量的時間去做統(tǒng)計分析工作。其次，評判后的作業(yè)練習(xí)需要占據(jù)較大的存放空間，長期積累作業(yè)本達(dá)到一定年限以后通過丟棄的方式進(jìn)行處理。這種處理方式具有明顯的不足，不利于進(jìn)行有效的教學(xué)管理。綜上，在目前的作業(yè)練習(xí)評判與批閱中，歸納起來，有以下幾個方面的缺點:
[0003]1、統(tǒng)計計分過程費時費力，統(tǒng)計結(jié)果容易出錯。采用人工統(tǒng)計方式，特別是多個科目每日的作業(yè)練習(xí)，計分過程需要耗費大量的人力，不利于提高教學(xué)管理的效率。另外，人工統(tǒng)計很容易出現(xiàn)錯誤。
[0004]2、難以進(jìn)行有效數(shù)據(jù)存儲與管理。評判后作業(yè)練習(xí)以紙質(zhì)方式由學(xué)生或教師分散保存，長期大量作業(yè)不利于管理，通常會被丟棄。教學(xué)過程中，通常希望查閱以往作業(yè)，目前的處理方式很難滿足這方面的需求，查找的效率也很低。
[0005]3、無法實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。大量的作業(yè)數(shù)據(jù)可以為改善教與學(xué)的效果提供有效的數(shù)據(jù)支持。例如，可以通過對某個學(xué)生以往答題和作業(yè)情況的分析，針對不足提供個性化的教學(xué)。學(xué)生可以很容易找到自己的不足之處，教師也可以針對學(xué)生不足，單獨進(jìn)行輔導(dǎo)。教師也可以通過對全班或某個群體的以往數(shù)據(jù)縱向(不同時間段間)與橫向(不同個體間)的分析，開展有針對性的教學(xué)。但是，目前的處理方法很難滿足這方面的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種020互聯(lián)網(wǎng)作業(yè)本、系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種020互聯(lián)網(wǎng)作業(yè)本，其特征在于，作業(yè)本上設(shè)置有條碼區(qū)域、學(xué)生信息區(qū)域、答題區(qū)域及評分欄區(qū)域、作業(yè)題目，每個作業(yè)題目對應(yīng)一個答題區(qū)域；條碼區(qū)域設(shè)置有條碼，條碼包含作業(yè)的分類信息；作業(yè)本每一頁設(shè)置上設(shè)置有條碼區(qū)域；作業(yè)的分類信息包含科目或章節(jié)或知識點信息。
[0009]進(jìn)一步，作業(yè)題目包括主觀題和客觀題；每個主觀題對應(yīng)一個評分區(qū)域。
[0010]進(jìn)一步，作業(yè)本中設(shè)置有客觀題答題專區(qū)，用于填寫一個或者一個以上客觀題的答案。
[0011]一種020互聯(lián)網(wǎng)作業(yè)本系統(tǒng)，其特征在于，包括作業(yè)本、智能終端、圖像采集裝置、圖像處理裝置、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；圖像采集裝置用于采集作業(yè)本上圖像，并將采集作業(yè)本上圖像保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；圖像處理裝置對圖像采集裝置采集的作業(yè)本中的條碼進(jìn)行識別，獲取作業(yè)條碼信息，并對作業(yè)本中的圖像信息進(jìn)行定位與分割，分割出待識別的字符圖像區(qū)域，然后對字符圖像區(qū)域進(jìn)行高精度識別，并將識別后的數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于保存圖像采集裝置采集的圖像、學(xué)生信息、圖像處理裝置處理的數(shù)據(jù)；智能終端用于與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間通信，顯示學(xué)生信息、作業(yè)信息及評分結(jié)果。智能終端可以是手機或平板電腦或PC機。
[0012]進(jìn)一步，圖像采集裝置為掃描儀或者攝像頭。
[0013]進(jìn)一步，當(dāng)作業(yè)題目為主觀題時，圖像處理裝置中待識別的字符圖像區(qū)域為評分欄區(qū)域。
[0014]進(jìn)一步，當(dāng)作業(yè)題目為客觀題時，圖像處理裝置中待識別的字符圖像區(qū)域為客觀題答題專區(qū)。
[0015]實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0016]I)采用圖像采集裝置采集作業(yè)圖像，并將采集作業(yè)本上圖像保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器;
[0017]2)圖像處理裝置對步驟I)中采集的作業(yè)圖像進(jìn)行二值化處理；
[0018]3)圖像處理裝置對作業(yè)本中的條碼進(jìn)行識別，獲取作業(yè)條碼信息；
[0019]4)圖像處理裝置對作業(yè)本中的圖像信息進(jìn)行定位；
[0020]5)對步驟4)中已經(jīng)定位的圖像信息進(jìn)行分割，分割出待識別的字符塊；
[0021]6)對步驟5)中分割出的字符進(jìn)行識別，識別方法如下:首先根據(jù)字符塊分割過程中得到候選分割字符，建立候選字符分割路徑圖，然后采用動態(tài)規(guī)劃的方法計算最優(yōu)分割路徑，得到字符串的識別結(jié)果；最后并將識別后的數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計。
[0022]進(jìn)一步，步驟2)中，采用基于最大類間方差方法進(jìn)行圖像二值化處理。
[0023]進(jìn)一步，步驟6)中將字符塊分為非中文字符串和中文字符串兩種，分別進(jìn)行識別處理；對于非中文字符串的識別，對每個候選字符分割塊，首先計算8方向梯度特征，并進(jìn)行LDA降維，然后在降維后的特征矢量空間中，利用MQDF(Modified QuadraticDiscriminant Funct1n)分類器進(jìn)行分類，得到每個候選字符的識別可信度；將識別可信度與相鄰候選字符分割塊的寬高比等幾何信息進(jìn)行綜合，并將綜合后的識別可信度代入到文本塊識別的最優(yōu)分割路徑計算中；對于中文字符串的識別，對每個候選字符分割塊，首先計算8方向梯度特征，并進(jìn)行LDA降維；在降維后的特征矢量空間中，利用MQDF分類器進(jìn)行分類，得到每個候選字符的識別可信度，將識別可信度與二元語言模型信息，以及相鄰候選字符分割塊的寬高比等幾何信息進(jìn)行綜合，并將綜合后的識別可信度代入到文本行識別的最優(yōu)分割路徑計算中。
[0024]通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)教師評閱好作業(yè)之后，先由圖像采集裝置對作業(yè)本上的圖像進(jìn)行采集，并由圖像處理裝置對圖像采集裝置采集的作業(yè)本中的條碼進(jìn)行識別，獲取作業(yè)條碼信息，并對作業(yè)本中的圖像信息進(jìn)行定位與分割，分割出待識別的字符圖像區(qū)域，并對字符圖像區(qū)域進(jìn)行高精度識別，最后將得到的評分結(jié)果、主觀題答題情況等數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計分析。
[0025]圖像處理裝置可以快速、準(zhǔn)確自動識別與統(tǒng)計學(xué)生信息、評分?jǐn)?shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)信息上傳至網(wǎng)絡(luò)，教師及學(xué)生家長通過智能終端，可以快速查閱學(xué)生對教學(xué)知識點的掌握情況，實現(xiàn)作業(yè)得分情況的縱向(不同時間段間)與橫向(不同個體間)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析。同時，此系統(tǒng)有利于加強教學(xué)管理及教學(xué)數(shù)據(jù)的保存，為個性化的教學(xué)提供數(shù)據(jù)支持。
【附圖說明】
[0026]圖1是實施例1作業(yè)本的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是作業(yè)本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖3是實施例2作業(yè)本的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是實施例3作業(yè)本的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是實現(xiàn)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0032]實施例1:
[0033]如圖1所示，作業(yè)本所涉及的題目均為主觀題，作業(yè)本每一頁上設(shè)置有條碼區(qū)域1、學(xué)生信息區(qū)域2、科目3、作業(yè)題目4、答題區(qū)域6、評分欄區(qū)域5，學(xué)生信息區(qū)域2包括學(xué)生姓名、班級及學(xué)號等；每個主觀題題目對應(yīng)一個評分欄區(qū)域；條碼區(qū)域設(shè)置有條碼，條碼包含作業(yè)的分類信息，比如章、節(jié)、知識點等。
[0034]作業(yè)本系統(tǒng)，如圖2所示，包括作業(yè)本、智能終端、圖像采集裝置、圖像處理裝置、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；圖像采集裝置用于采集作業(yè)本上圖像，并將采集的作業(yè)本圖像保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；圖像采集裝置可以是掃描儀或者攝像頭。智能終端可以是手機或平板電腦或PC機。
[0035]在實施例1中，作業(yè)本所涉及的題目均為主觀題，學(xué)生在答題區(qū)域答題后，先由教師進(jìn)行批閱，然后由圖像采集裝置對作業(yè)本的每一頁面的圖像進(jìn)行采集，圖像處理裝置對圖像采集裝置采集的作業(yè)本中的條碼進(jìn)行識別，獲取作業(yè)條碼信息，并對作業(yè)本中的圖像信息進(jìn)行定位與分割，分割出待識別的字符圖像區(qū)域，并對字符圖像區(qū)域進(jìn)行高精度識別，其中待識別的字符圖像區(qū)域為評分欄區(qū)域，最后將得到評分結(jié)果等數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計，實現(xiàn)作業(yè)得分情況的縱向(不同時間段間)與橫向(不同個體間)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析。
[0036]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于保存圖像采集裝置采集的圖像、學(xué)生信息、圖像處理裝置處理的數(shù)據(jù)；
[0037]智能終端用于與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間通信，顯示學(xué)生信息、作業(yè)信息及評分結(jié)果。
[0038]如圖5所示，本系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如下:
[0039]I)學(xué)生在答題區(qū)域答題后，先由教師進(jìn)行批閱，然后由高速掃描儀對作業(yè)本每一頁面的圖像進(jìn)行掃描采集。
[0040]2)圖像處理裝置依次對掃描的圖像進(jìn)行二值化處理；采用基于最大類間方差方法進(jìn)行圖像二值化。首先利用最大類間方差方法確定分割圖像前景與背景的閾值，然后計算圖像的最大和最小灰度值。若最大與最小灰度值差超過預(yù)先設(shè)定的值，則利用閾值進(jìn)行二值化，否則圖像二值化為全背景，并標(biāo)識該作業(yè)為空白作業(yè)，不再進(jìn)行后續(xù)處理。
[0041]3)條碼區(qū)域定位:掃描圖像中的條碼，通過條碼進(jìn)行圖像方向的定位，對傾斜的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正；根據(jù)條碼的結(jié)構(gòu)和定位標(biāo)識符號進(jìn)行條碼區(qū)域的定位，并根據(jù)定位信息計算作業(yè)圖像的旋轉(zhuǎn)及傾斜方向。然后，利用評分欄區(qū)域的水平和垂直分割實線，采用基于投影輪廓分析的方法，對傾斜方向在小角度范圍內(nèi)進(jìn)行精確定位，最后對圖像進(jìn)行傾斜與旋轉(zhuǎn)方向的校正。
[0042]4)學(xué)生信息區(qū)域的定位；根據(jù)條碼定位結(jié)果和作業(yè)結(jié)構(gòu)，利用Hough變換直線檢測方法檢測學(xué)生姓名、班級及學(xué)號等區(qū)域，實現(xiàn)學(xué)生信息區(qū)