基于ocr的人工评判试卷处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于模式识别与人工智能技术领域，特别是涉及一种基于OCR的人工评判试卷自动采集装置与数据统计处理方法。
【背景技术】
[0002]基于OCR的人工评判试卷自动采集与数据统计处理技术是指通过计算机等设备，利用OCR技术(光学字符识别)将人工评判试卷中的试卷信息、答题者个人信息、试卷评判结果等字符符号自动提取和识别出来，并进行评判结果的统计分析，构建评判试卷的数据库系统。它是实现人工评判试卷的自动化处理与有效管理的关键技术之一。试卷考试和作业练习是学生学习过程中的重要环节，通过教师的评判与批阅，可以发现学生对学习知识点的掌握情况，并及时采取相应措施改进学习效果。目前的人工评判试卷与作业练习的处理方式还主要采取人工统计计分的方式，评判后的纸质试卷与作业练习需要占据较大的存放空间，长期积累的纸质试卷与作业达到一定年限以后通过丢弃的方式处理。这种处理方式具有明显的不足，不利于进行有效的教学管理，归纳起来，主要表现为以下几个方面:
[0003]1、统计计分过程费时费力，统计结果容易出错。采用人工统计方式，大量的试卷与作业练习，特别是多个科目每日的作业练习，计分过程需要耗费大量的人力，不利于提高教学管理的效率。另外，人工统计很容易出现错误。
[0004]2、难以进行有效数据存储与管理。评判后的纸质试卷与作业练习以纸质方式由学生或教师分散保存，长期大量的试卷与作业不利于管理，通常会被丢弃。教学过程中，通常希望查阅以往的试卷或作业，目前的处理方式很难满足这方面的需求，查找的效率也很低。
[0005]3、无法实现有效的数据统计与分析。大量的试卷和作业数据可以为改善教与学的效果提供有效的数据支持。例如，可以通过对某个学生以往答题和作业情况的分析，针对不足提供个性化的教学。学生可以很容易找到自己的不足之处，教师也可以针对学生不足，单独进行辅导。教师也可以通过对全班或某个群体的以往数据纵向(不同时间段间)与横向(不同个体间)的分析，开展有针对性的教学。但是，目前的处理方法很难满足这方面的需求。
[0006]现有技术中，还存在采用计算机自动进行阅卷的形式，主要包括以下几种:
[0007]1、采用扫描试卷，教师在电脑前评阅打分。这种方式主要针对大型考试，它改变了教师的纸质评阅习惯。教师必须在电脑上才可以评阅，操作不够灵活、自然。而且，目前这类系统也没有相应的试题数据库支撑，缺乏数据的统计与分析的功能。
[0008]2、采用专用答题卡的形式。这种方式要求答卷人通过填涂来完成答卷，仅适用于选择、填空等少数题型。制作答题卡需要额外开销，且填涂答题方式使用也不够自然。
[0009]针对以上不足之处，以及教学单位进一步提高教与学的效率的需求，目前还不存在能够较好地满足人工评判试卷及作业的自动计分，以及数据统计与分析方面需求的计算机自动处理系统与装置。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服上述处理方式的不足，提供一种高效、成本低廉的人工评判试卷自动采集与数据统计处理解决方案。其特点是采用高速扫描仪，能够高速地定位和识别试卷及作业中相关信息及评分结果，并可以完成试卷及作业图像的压缩保存和检索。它可以实现人工评判试卷及作业的自动图像采集、手写评分的自动识别与统计、历史数据分析、快速试卷及得分数据查询等，可以满足人工评判试卷及作业的计算机自动化处理的需要。
[0011]本发明的技术方案为:
[0012]基于OCR的人工评判试卷处理装置，其特征在于，包括:试题导入模块、高速图像采集装置、图形处理与识别模块、图像数据库、试卷图像及评分数据库的检索模块、历史数据分析模块；其中图形处理与识别模块，包括试卷条码识别模块、试卷版面分析与定位模块、OCR识别模块、校正模块、试卷图像的快速压缩保存模块；
[0013]试题导入模块，用于将试卷及作业中的试题，以及试卷分类信息导入到图像数据库中进行保存；
[0014]高速图像采集装置，用于采集已作答的试卷及作业图像，并将采集到的图像数据信息通过试卷图像的快速压缩保存模块处理后送至图像数据库中；
[0015]试卷条码识别模块，用于识别试卷中的条码信息，并将识别的条码信息送至试卷图像的快速压缩保存模块处理；试卷版面分析与定位模块，用于对试卷及作业图像中的信息进行定位与分割，分割得到手写字符图像区域，并将手写字符图像区域送至OCR识别模块做进一步处理；0CR识别模块，对手写字符图像区域进行高精度识别，并将识别结果数据送至试卷图像的快速压缩保存模块处理；校正模块，将OCR识别模块中得到的识别结果数据及可信度信息与需要识别处理的试卷及作业的所有学生信息进行校对、校正，并将处理的数据送至试卷图像的快速压缩保存模块处理；试卷图像的快速压缩保存模块，用于将高速图像采集装置采集的图像进行快速压缩保存到图像数据库中，并将试卷条码识别模块识别的条码信息，OCR识别模块、校正模块处理的数据信息进行关联，保存到图像数据库中；
[0016]试卷图像及评分数据库的检索模块，用于实现图像数据库中的关联数据检索，检索内容包括姓名、班级、学号、科目及数据时间段，并对相应数据依据得分结果给出统计结果;
[0017]历史数据分析模块，用于实现以往试卷及作业的得分情况的纵向(不同时间段间)与横向(不同个体间)的统计数据分析。
[0018]基于OCR的人工评判试卷方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0019]1)试卷及作业的导入，将试卷及作业中试题，以及试卷分类信息导入到图像数据库中；
[0020]2)扫描并采集试卷及作业的图像数据信息，并将采集到的图像数据信息通过试卷图像的快速压缩保存模块处理后送至图像数据库中；
[0021]3)通过试卷条码识别模块获取试卷条码信息；
[0022]4)通过试卷版面分析与定位模块对试卷及作业图像中的信息进行定位与分割，分割出待识别的字符图像区域，并将手写字符图像区域送至OCR识别模块，进行手写字符的高精度识别；
[0023]5)0CR识别模块对手写字符图形区域块进行高精度识别，并将识别结果数据、识别可信度信息送至校正模块进行校正；
[0024]6)校正模块读入需要识别处理的试卷及作业的所有学生信息，并将读入数据与OCR识别模块识别的数据进行比较，并将处理的数据送至试卷图像的快速压缩保存模块处理；
[0025]7)建立试卷条码信息，校正模块校正后获取的学生个人信息、以及评分结果分别与试卷及作业图像建立有效的关联，并与图像数据一起，压缩保存到图像数据库中。
[0026]本发明与已有的技术相比，具有如下优点:
[0027]1、高速数据采集与存储，本装置采用高速扫描仪进行人工评判试卷及作业的图像采集，能够实现快速地图像数据采集与压缩存储。
[0028]2、评分结果的快速、准确自动识别与统计，本系统采用OCR技术对试卷及作业中的相关信息，包括分类信息(包括科目、章节等)、答卷人信息、手写评分结果等进行自动快速、高准确度的识别，并进行计分统计。
[0029]3、快速试卷得分数据查询与统计，系统通过将试卷中的试题信息与评分信息进行有效的数据关联，并构建试卷及评分数据库，可以实现以往试卷及作业得分情况的快速查询，以及数据统计。系统可以为个性化的教学提供数据支持。
[0030]4、历史数据分析，系统的试卷分析模块提供以往试卷及作业的得分情况的纵向(不同时间段间)与横向(不同个体间)的统计数据分析。通过数据统计分析，为教师开展有效的教学管理提供决策依据。
[0031]另外，评判后的试卷及作业在放入高速扫描仪时，无需按顺序放置，甚至可以倒置而不会影响识别与统计结果，避免了繁琐的试卷整理工作。
【附图说明】
[0032]图1是基于OCR的人工评判试卷处理装置的结构框图。
[0033]图2为基于OCR的评判试卷方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
[0035]如图1所示，基于OCR的人工评判试卷处理装置，包括试题导入模块1、高速图像采集装置2、图形处理与识别模块、图像数据库7、试卷图像及评分数据库的检索模块8、历史数据分析模块9。图形处理与识别模块包括试卷条码识别模块3、试卷版面分析与定位模块4、OCR识别模块5、校正模块6、试卷图像的快速压缩保存模块7。
[0036]试题导入模块，负责将试卷及作业中试题，以及试卷分类信息(包括科目、章节等)等导入到图像数据库中进行保存。
[0037]高速图像采集装置，通过对高速扫描仪进行控制，并将采集的试卷及作业图像传输到高性能电脑，并通过试卷图像的快速压缩保存模块处理后送至图像数据库进行存储。
[0038]试卷条码识别模块，用于识别试卷中的条码信息，并将识别的条码信息送至试卷图像的快速压缩保存模块处理；
[0039]试卷版面分析与定位模块，用于对试卷及作业图像中的信息进行定位与分割，分割得到手写字符图像区域，并将手写字符图像区域送至OCR识别模块做进一步处理；
[0040]OCR识别模块，对手写字符图像区域进行高精度识别，并将识别结