程 驊

(黔南民族醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校 貴州黔南 558013)

一、基于計算機視覺的自動判卷系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用背景

在當(dāng)前的自動判斷系統(tǒng)中，采用傳統(tǒng)的光電管掃描技術(shù)，通過機讀卡和光標(biāo)閱讀機在相應(yīng)的格式上填涂相應(yīng)的空格位置，并通過掃描進(jìn)行信息收集，但是由于傳統(tǒng)機讀卡的掃描具有特殊性，在使用過程中不能進(jìn)行折疊，掃描的填涂位置必須為矩形，且用2B鉛筆，整體成本較高，且機讀卡使用不便，容易造成信息誤區(qū)，因此需要借鑒現(xiàn)代發(fā)展的計算機視覺技術(shù)進(jìn)行自動判斷系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，降低設(shè)備成本，提高實用性[1]。

計算機的視覺技術(shù)發(fā)展至今，已被廣泛應(yīng)用到各大技術(shù)領(lǐng)域，在產(chǎn)品檢測定位匹配等各種工作中通過計算機的視覺技術(shù)進(jìn)行人工取代，一定程度上改進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此，可以將計算機的視覺技術(shù)主動運用到自動判卷系統(tǒng)中，提高自動判卷準(zhǔn)確率和實用性。

二、基于計算機視覺的自動判卷系統(tǒng)開發(fā)

（一）關(guān)于感知哈希技術(shù)的試卷填涂信息識別算法

感知哈希技術(shù)的算法是當(dāng)前流行的計算機圖像算法，如百度中的“搜索網(wǎng)絡(luò)中相似圖片”的系統(tǒng)就運用了該技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛運用到圖像對比和搜索的領(lǐng)域。該技術(shù)主要是通過對圖片的格式或字符進(jìn)行信息化處理，并通過相應(yīng)的格式信息組合成一串具有明確指向性的字符，通過對比圖片的信息化字符進(jìn)行相似度比較，具有快速的優(yōu)勢，被廣泛運用到大數(shù)據(jù)圖像比較中。

傳統(tǒng)的機讀卡掃描填涂位置和填涂形狀會極大地影響到掃描結(jié)果，感知哈希技術(shù)通過對比掃描試卷圖像與答案圖像區(qū)域的圖像是否具有信息相似之處進(jìn)行判斷。在算法計算過程中，擴(kuò)大了掃描填涂位置的計算范圍，降低了普通光標(biāo)閱讀機在填涂時的要求規(guī)則，即使進(jìn)行不規(guī)則的填涂標(biāo)記，也可以識別出相應(yīng)的填涂狀態(tài)，能夠降低判卷系統(tǒng)對信息掃描和判讀的失誤率。

（二）基于圖像比較近似度結(jié)果的判卷算法

基于圖像比較近似度結(jié)果的判卷算法是感知哈希技術(shù)的技術(shù)核心，該判卷的算法主要是通過感知哈希技術(shù)進(jìn)行信息識別和選取后，結(jié)合相應(yīng)的圖庫和答案以及規(guī)則進(jìn)行試卷判定。首先將空白試卷中的答題卡布局以及選項框和題目進(jìn)行分類歸屬和信息化處理，然后對答題的規(guī)則進(jìn)行定義，如判斷題和選擇題，單選題和多選題等，對不同種類答題規(guī)則進(jìn)行字符規(guī)定，最后通過對答題卷面的掃描，對比答題選項框的填涂集合與題庫填涂字符，依據(jù)答題規(guī)則的定義，結(jié)合答案字符對比和邏輯判斷，最后得到判定題目的結(jié)果[2][3]。

傳統(tǒng)的光標(biāo)閱讀判定系統(tǒng)需要機讀卡不能折疊，要用專用筆進(jìn)行填涂的局限性，基于圖像比較近似度結(jié)果的判卷算法可以有效地通過計算機的方式進(jìn)行規(guī)則的自定義，靈活判斷，減少了判卷系統(tǒng)的規(guī)則性和局限性，同時計算過程邏輯處理，對象鎖定等各項都是計算機視覺系統(tǒng)中最簡單的環(huán)節(jié)，因此，相對于圖像比較近似度結(jié)果的判斷方法處理速度更快。

三、基于計算機視覺的自動判卷系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)主要建立在三大模塊的處理部分上，試卷管理，圖像處理，試卷結(jié)果處理。試卷管理主要是通過對考試試卷的各部分進(jìn)行分析，其中包括題庫答案以及試卷的題目排版，電子試卷數(shù)據(jù)存儲和紙質(zhì)數(shù)據(jù)的印刷，分析電子試卷的題型，分值評判標(biāo)準(zhǔn)，試題排版等，運用到紙質(zhì)試卷印刷后，進(jìn)行圖像學(xué)習(xí)之后再輸入電子的考試數(shù)據(jù)進(jìn)行模板分析。在圖像處理方面，該判卷系統(tǒng)通過對試卷的圖像信息采取和分析處理，借用掃描儀等機械設(shè)備對空白試卷答卷和題庫答案的填涂信息進(jìn)行識別，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆嚲斫Y(jié)果處理模塊中。試卷結(jié)果處理主要是對前端圖像處理結(jié)果和信息進(jìn)行判斷，對題型分值，難易程度，評分標(biāo)準(zhǔn)，出題試卷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計，最終分?jǐn)?shù)完成最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，生成成績數(shù)據(jù)表[4][5]。

利用計算機視覺的自動判斷系統(tǒng)是通過計算機視覺和計算機圖像處理的技術(shù)，對試卷進(jìn)行客觀分析和自動閱卷，并輔助老師進(jìn)行主觀題閱讀。該系統(tǒng)采用高速掃描儀進(jìn)行試卷掃描，視覺系統(tǒng)進(jìn)行信息獲取和分析，信息處理最終數(shù)據(jù)結(jié)果。該系統(tǒng)利用計算機的實用性進(jìn)行客觀判斷，準(zhǔn)確分析，以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用機器實現(xiàn)人工復(fù)雜工作的簡化處理，賦予機器人的視覺信息處理能力并服務(wù)于最終數(shù)據(jù)結(jié)果，在教育領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價值，能有效提高教育領(lǐng)域中關(guān)于復(fù)雜數(shù)據(jù)的解決效率，提高教學(xué)質(zhì)量，減少判卷的失誤率，提高判斷的準(zhǔn)確性和效率，加快教學(xué)進(jìn)程，防止判卷所用的時長過長而影響和阻礙教學(xué)進(jìn)程，更好地服務(wù)于學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，服務(wù)于教師的工作，配合教師的工作，更好地提高教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)束語

綜上所述，計算機視覺可以利用相應(yīng)對象鎖定和結(jié)果對比近似度等技術(shù)應(yīng)用到自動判斷系統(tǒng)中，利用感知哈希技術(shù)和基于圖像比較近似度結(jié)果的判卷算法，減少計算的復(fù)雜程度，突破傳統(tǒng)判卷系統(tǒng)的局限性，降低老師判卷的壓力，提高判卷的效率和準(zhǔn)確度，利用計算機視覺技術(shù)促進(jìn)教育領(lǐng)域的發(fā)展。