基于图像的客观题智能批改方法研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

近年来，计算机技术和教育信息化不断发展，计算机技术已逐渐应用于日常教育事业工作中。目前，学生的作业越来越多，批改作业的工作量较大，这给老师和家长带来了相当大的负担。尤其是一些客观选择题较多的科目，如英语、历史，老师人工批改难免会出现由于答案杂多看花眼看错行导致的批改错误，自动阅卷系统以其高效的批阅处理、更加精确的评分机制及更加方便快捷的管理功能等优点逐步替代者人工阅卷。目前较为普遍的客观题答案智能批改多采用光标阅读机实现答题卡的自动识别，但这种方法需严格使用标准答题卡，且需配套购置昂贵的专用识别设备，考试成本较高，目前只适用于大型考试中^[1]。近年来出现的许多基于图像处理的客观题智能批改系统大部分是针对需要填涂的答题卡模式进行识别，其识别率对考生填涂答题卡的质量有一定要求，填涂不规范或者擦除不彻底等容易造成误判，影响公平性，且这种填涂模式不符合考生答题习惯，考生填涂很容易发生填涂错位的情况，占用考生较多时间和精力^[2]，所以说在一些小众化考试中，使用机读卡是不现实的。

为了解决小型考试或学生用于自我检测的作答试卷批改中直接对照答案批改错误率高、涂卡模式识别方法在填涂上花费时间多的问题，本课题中提出了一种基于图像处理的客观题手写答案智能批改方法。该方法通过数码相机等图像获取装置对试卷手写作答区域的数字图像进行采集，然后通过图像处理技术进行处理、识别，再与程序后台的预设答案进行比对，显示作答结果^[3]。

在日常批改中，使用者只需用带有摄像头的图像获取装置对答题区域进行拍照，即可完成答案的批改，其便捷简单、迅速高效、低成本等等优势，是未来阅卷方法改革的趋势方向。该研究适用范围广泛，极大地节省了老师批改客观题的时间，减轻老师及家长的批改负担，为一些考级、考研、考公等备考时间宝贵的备考人员提供了便利。

2. 研究的基本内容和问题

本课题主要通过运用图像处理技术相关知识和matlab环境来进行研究，研究内容有以下几个方面：

（1）答题纸数字图像的采集及前期预处理工作；

（2）答题纸数字图像的倾斜校正方法研究；

3. 研究的方法与方案

首先，对答题纸的数字图像进行采集，通常使用数码相机扫描答题纸，得到答题纸的数字图像。

第二步，对答题纸图像进行前期预处理工作，包括三部分的处理：灰度化处理、二值化处理、去噪处理^[5]。

第三步，倾斜校正。扫描过程中难免会因为答题纸摆放不正、相机倾斜等原因，导致采集到的图像是倾斜图像，影响后续的分割识别工作。在这部分里，尝试用hough变换法^[6]、最小二乘法、投影法、图像纹理法等不同的倾斜角度检测方法检测出图像的倾斜角度，选择最优方法进行图像的倾斜校正操作。

4. 研究创新点

[1]马飞.基于图像处理的客观题自动阅卷系统研究开发[j].计算机技术与发展,2012,22(7):242-248

[2]邵凤莹.基于图像处理系统的自动阅卷系统相关技术研究[d].太原理工大学.2017

[3]赵炜，邵斐.辅助阅卷app在教学中的应用[j].信息化教学,2018(12):132-134

5. 研究计划与进展

（1）2021年2月25日-3月7日：查找资料，熟悉内容，构建课题研究的大致框架步骤，撰写开题报告。

（2）2021年3月8日-3月14日：熟悉操作环境，完成互动界面的设计制作^[15]。

（3）2021年3月15日-3月21日：了解课题中各步骤需使用的基本算法的理论知识，为下一步编写各步骤程序打好基础。