基于直线检测的电子阅卷方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像识别与模式识别技术领域，尤其涉及一种基于直线检测的电子阅卷方法。
【背景技术】
[0002]随着信息时代的到来，电子信息技术不断发展并日益深入到不同的行业领域，逐步取代繁复的人工操作，极大地提高了事务的处理效率。目前，通过自动扫描实现电子阅卷技术已经得到普遍应用，相比于传统的人工阅卷方式，电子阅卷在大幅提高阅卷速度的同时，能够有效地避免人为失误导致的阅卷错误，提高试卷评判的准确度与公平性。
[0003]现有的电子阅卷大多采用试卷与答题卡分离的形式，应试者将试题答案填涂在一张单独的答题卡上，通过专用的读卡机读取答题卡上的信息进行评分。上述阅卷方式虽然能够提高阅卷效率，但是由于试题与答题卡分离，应试者需要在答题后按规定要求将试题答案单独填涂在答题卡上，无疑增加了应试者的操作复杂度。同时，现有的电子阅卷方式需要制作专用的答题卡，通过专用的具有特定光学字符识别系统的读卡器进行答题卡信息读取，对于答题卡的印刷精度要求高，且制作成本高昂，适合较大型的考试，无法在一些中小规模的考试中进行广泛推广使用。
[0004]由于采用答题卡实现电子阅卷的方式仅适用于对客观题的评阅，目前在大型考试中对主观题的电子阅卷大多通过网上阅卷系统实现。网上阅卷系统采用试题页与答卷页分离的形式，由阅卷老师通过计算机网络对答卷页的电子图像进行评阅，阅卷系统对阅卷老师的评分进行统计与核对。网上阅卷系统可以进行一卷多评，即同一份答卷页可以由多个阅卷老师分别进行评阅，从而降低单一阅卷产生误差的机率，同时网上阅卷系统对阅卷环境、扫描设备和试卷纸质存在较高的要求，因此目前也仅应用于较大规模及较高重要性的考试中。
[0005]现阶段我国的教育体系仍主要采取考试的形式对考生知识的掌握程度进行检验，随着各类教育考试与资格考试的不断增多，与考试频繁性相对应的，是如何实现快速、准确和小成本的实现电子阅卷，成为目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种基于直线检测的电子阅卷方法，首先设计模板试卷图像，打印或印刷得到纸质试卷。考试结束后通过拍照或扫描得到待评阅的纸质试卷的图像，根据待评阅试卷的标识信息，获取对应的模板试卷图像，通过直线检测将待评阅试卷图像与模板试卷图像进行匹配，确定并提取待评阅试卷图像中的答题内容区域，识别内容区域的信息内容后，自动判定并统计得到试卷评阅结果。
[0007]有鉴于此，本发明提供一种基于直线检测的电子阅卷方法，包括:检测待评阅试卷图像中的直线；根据所述直线确定所述待评阅试卷图像的内容区域；提取所述待评阅试卷图像的内容区域，根据所述内容区域确定所述待评阅试卷的评阅结果。
[0008]优选地，所述检测待评阅试卷图像中的直线的步骤，具体为:检测所述待评阅试卷图像中的直线，标记所述直线的位置，将所述直线中斜率相同的直线划为同一直线簇，得到所述待评阅试卷图像对应的直线簇的集合IL1, L2, L3……LM}，其中M为自然数。
[0009]优选地，所述根据所述直线确定所述待评阅试卷图像的内容区域的步骤之前，还包括:根据所述待评阅试卷图像中的特征标识，获取所述待评阅试卷图像对应的模板试卷图像；提取所述模板试卷图像中内容区域对应的直线，标记所述直线的位置，将所述直线中斜率相同的直线划为同一直线簇，得到所述模板试卷图像对应的直线簇的集合(T1, T2, T3……TN}，其中N为自然数。
[0010]优选地，所述根据所述直线确定所述待评阅试卷图像的内容区域的步骤，具体为:分别将所述直线簇集合O^LaL3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中的每一个直线簇进行匹配，得到所述直线簇集合O^kL3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TN}中的每一个直线簇的匹配度；根据所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ与所述直线簇集合IT1J2J3……TJ匹配度最高的预设数量的直线簇，确定所述待评阅试卷图像的内容区域。
[0011]优选地，所述分别将所述直线簇集合IL1山山……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TJ中的每一个直线簇进行匹配，得到所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中的每一个直线簇的匹配度的步骤，具体为:在所述直线簇集合IL1, L2, L3……Lm}的直线簇1^中选取第一直线和第二直线，以及在所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}的直线簇!\中选取第三直线和第四直线，其中，1、j是自然数，且O < i < N，O < j < M ;平移、旋转和/或缩放所述模板试卷图像，使所述第一直线、第二直线分别与所述第三直线、第四直线的位置重合，或者使所述第一直线、第二直线分别与所述第四直线、第三直线的位置重合，记录所述模板试卷图像的平移位移、旋转矩阵和/或缩放比例；统计所述直线簇!\中与所述直线簇L ,中直线位置重合的直线数量，确定所述直线簇!\与直线簇L ]的匹配度；遍历所述直线簇集合{L 1; L2, L3……LJ中每一直线簇，确定所述直线簇集合O^LaL3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TN}中的每一个直线簇的匹配度。
[0012]优选地，所述根据所述直线簇集合{!^山山……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中匹配度最高的预设数量的直线簇，确定所述待评阅试卷图像的内容区域的步骤，具体为:根据所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TJ中匹配度最高的直线簇匕和直线簇T 3寸应的所述模板试卷图像的平移位移、旋转矩阵和/或缩放比例，调整所述直线簇集合IT1, t2，T3……TJ中的直线及所述模板试卷图像，其中，U、V是自然数，且O < V SM，O <u彡N;选取所述直线簇集合(T1, T2, T3……TJ中所述直线簇Tu以外的任一直线簇?\，其中，O < e SN，通过沿直线簇Tu中的直线方向平移所述模板试卷图像，统计所述直线簇集合O^LaL3……LJ中所述直线簇LvW外的每一直线簇中与所述直线簇I；中直线位置重合的直线数量，确定与所述直线簇T e的匹配度；遍历所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中所述直线簇Tu以外的每一直线簇，确定所述直线簇集合(L1, L2, L3……LmI中所述直线簇Lv以外的直线簇与所述直线簇集合IT1J2J3……TJ中所述直线簇Tu以外的直线簇匹配度最高的直线簇L p和直线簇T k，根据所述直线簇Lp和所述直线簇1；匹配时所述模板试卷图像的平移位移，平移所述模板试卷图像，其中，k、P是自然数，且O < k < N，O < P < M ;判断所述直线簇Lv与所述直线簇T.的匹配度以及所述直线簇Lp与所述直线簇T k的匹配度是否满足预设的匹配度阈值，若是，则确定所述待评阅试卷图像中与所述模板试卷图像的内容区域相同位置的区域为所述待评阅试卷图像的内容区域。
[0013]优选地，所述根据所述直线簇集合{!^山山……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中匹配度最高的预设数量的直线簇，确定所述待评阅试卷图像的内容区域的步骤，具体为:根据所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TJ中匹配度最高的直线簇匕和直线簇T 3寸应的所述模板试卷图像的平移位移、旋转矩阵和/或缩放比例，调整所述直线簇集合IT1, t2，T3……TJ中的直线及所述模板试卷图像，其中，U、V是自然数，且0<v<M，0<u彡N ;选取所述直线簇集合IT1, T2, T3……TJ中所述直线簇Tu以外的任一直线簇1\，其中，O < e ( N，根据所述直线簇I；中直线的斜率，在所述直线簇集合O^LaL3……Lm}中选取与所述直线簇I；中直线具有相同斜率的直线簇，通过沿所述直线簇Tu中的直线方向平移所述模板试卷图像，统计所述直线簇集合{L 1; L2, L3……LmI中与所述直线簇I；中直线具有相同斜率的直线簇虫与所述直线簇I；中直线位置重合的直线数量，确定与所述直线簇I；的匹配度；遍历所述直线簇集合IT1, T2，T3……TJ中所述直线簇Tu以外的每一直线簇，确定所述直线簇集合UaL3……LmI中所述直线簇Lv以外的直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TJ中所述直线簇Tu以外的直线簇匹配度最高的直线簇Lp和直线簇T k，根据所述直线簇Lp和所述直线簇T k匹配时所述模板试卷图像的平移位移，平移所述模板试卷图像，其中，k、P是自然数，且O < k < N，0 < P < M ;判断所述直线簇Lv与所述直线簇T ,的匹配度以及所述直线簇L p与所述直线簇T k的匹配度是否满足预设的匹配度阈值，若是，则确定所述待评阅试卷图像中与所述模板试卷图像的内容区域相同位置的区域为所述待评阅试卷图像的内容区域。
[0014]优选地，所述分别将所述直线簇集合IL1山山……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TJ中的每一个直线簇进行匹配，得到所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中的每一个直线簇的匹配度的步骤，具体为:在所述直线簇集合ILuI^L3……Lm}的直线簇1^中选取第一直线和第二直线，以及在所述直线簇集合IT1, T2，T3……TN}的直线簇T1中选取第三直线和第四直线，其中，1、j是自然数，且O < i < N，0 < j < M ;平移、旋转和/或缩放所述待评阅试卷图像，使所述第一直线、第二直线分别与所述第三直线、第四直线的位置重合，或者使所述第一直线、第二直线分别与所述第四直线、第三直线的位置重合，记录所述待评阅试卷图像的平移位移、旋转矩阵和/或缩放比例；统计所述直线簇!\中与所述直线簇L ,中直线位置重合的直线数量，确定所述直线簇!\与直线簇L ,的匹配度；遍历所述直线簇集合(L1, L2, L3……LJ中每一直线簇，确定所述直线簇集合O^L2J3……LJ中的每一个直线簇与所述直线簇集合IT1, T2，T3……TJ中的每一个直线簇的匹配度。
[0015]优选地，所述根据所述直线簇集合IL1山山……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TN}中匹配度最高的预设数量的直线簇，确定所述待评阅试卷图像的内容区域的步骤，具体为:根据所述直线簇集合IL1, L2, L3……LJ与所述直线簇集合IT1, T2, T3……TJ中匹配度最高的直线簇匕和直线簇T u对应的所述待评阅试卷图像的平移位移、旋转矩阵和/或缩放比例，调整所述直线簇集合O^LaL3……Lm}中的直线及所述待评阅试卷图像，其中，U、V是自然数，且O <v彡M，0 <u彡N;选取所述直线簇集合(T1, T2, T3……TJ中所述直线簇Tu以外的任一直线簇T f，其中，O < f ^ N，通过沿直线簇Tu中的直线方向平移所述待评阅试卷图像，统计所述直线簇集合O^LL3……Lm}中所述直线簇匕以外的每一直线簇中与所述直线簇Tf中直线位置重合的直线数量，