一种纸质工程图作业批阅装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纸质工程图作业批阅装置及其方法，该装置包括依次连接的拍摄模块和图片处理模块，该方法包括以下步骤：S1、通过拍摄模块获取纸质工程图作业对应的作业照片，并将该作业照片传输给图片处理模块；S2、图片处理模块依次对作业照片进行预处理、定位、二值化、小区域模型匹配和标签渲染操作，以得到渲染颜色的作业图片，即完成对纸质工程图作业的批阅。与现有技术相比，本发明专利技术实现了对纸质工程图的自动准确批阅，节约了教学者批改纸质工程图作业的时间，提高了工程制图教学自动化水平，此外，对学习者能产生良好的实时反馈性。对学习者能产生良好的实时反馈性。对学习者能产生良好的实时反馈性。

【技术实现步骤摘要】
一种纸质工程图作业批阅装置及其方法


[0001]本专利技术涉及纸质工程图作业自动化阅卷
，尤其是涉及一种纸质工程图作业批阅装置及其方法。

技术介绍

[0002]在传统的工程制图教学中，学生需要在练习、绘制纸质工程图后，了解自己存在的问题，同时教学者也需要对学生的纸质工程图作业进行批阅。
[0003]但是由于学生的作业量增大，相应也会增加教学者的批阅作业工作量，导致作业批阅的效率和质量受到不良影响，另一方面，学生自身也难以自主地准确获知作业的准确度，为此有必要开发一种能够辅助进行作业批阅的智能装置，中国专利CN201510776179提出一种基于立体重构的工程制图作业智能批阅方法及系统，其本质上是基于AutoCAD软件平台，通过对二维视图进行立体图重构，再从立体图提取关键数据，最后根据标准答案数据库进行信息对比，这种方式一方面操作较为复杂，另一方面也依赖于立体图重构程序的准确性，一旦立体图重构不准确，必然导致后续信息对比的准确率降低，此外，该方式仅适用于电子版本的工程图作业，无法适应纸质工程图作业，用户也无法直观地获知作业中哪些地方存在什么问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纸质工程图作业批阅装置及其方法，以对纸质工程图作业进行高效准确地批阅。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纸质工程图作业批阅装置，包括拍摄模块和图片处理模块，所述拍摄模块用于对待批阅的纸质工程图作业进行拍照，以得到对应的作业照片，所述图片处理模块内存储有预设值的答案模板图片，所述图片处理模块用于对作业照片进行处理分析，以完成对纸质工程图作业的批阅。
[0006]进一步地，所述图片处理模块包括预处理单元、二值化单元、定位匹配单元和标签渲染单元，所述预处理单元用于对作业照片进行去背景、标定区域以及倾斜校正操作；
[0007]所述二值化单元用于对预处理后的作业图片进行二值化处理；
[0008]所述定位匹配单元用于二值化后的作业图片与答案模板图片进行模板尺寸匹配操作，以得到最优匹配数据矩阵；
[0009]所述标签渲染单元用于对最优匹配数据矩阵进行标签化，并将不同的标签渲染成对应的颜色，以得到渲染颜色的作业图片。
[0010]一种纸质工程图作业批阅方法，包括以下步骤：
[0011]S1、通过拍摄模块获取纸质工程图作业对应的作业照片，并将该作业照片传输给图片处理模块；
[0012]S2、图片处理模块依次对作业照片进行预处理、定位、二值化、小区域模型匹配和标签渲染操作，以得到渲染颜色的作业图片，即完成对纸质工程图作业的批阅。
[0013]进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0014]S21、去除作业照片中非作业面的背景；
[0015]S22、对去除背景的作业照片进行区域标定；
[0016]S23、基于答案模板图片，对作业照片中标定的区域进行倾斜校正，得到识别区域；
[0017]S24、对作业照片的识别区域进行剪裁操作以及二值化处理；
[0018]S25、将二值化处理后的作业图片与答案模板图片进行小区域模型匹配，得到最优匹配数据矩阵；
[0019]S26、对最优匹配数据矩阵进行标签化处理，并将不同的标签渲染为预设对应的颜色，得到渲染颜色的作业图片，即完成对纸质工程图作业的批阅。
[0020]进一步地，所述步骤S21的具体过程为：统计作业照片的RGB通道的数据值，并计算其均值k，之后将RGB通道中大于K的像素点值替换为255，即将该像素点替换为白色背景，以此去除非作业面的背景。
[0021]进一步地，所述步骤S22具体是从去除背景的作业照片中选取四个基点，以这四个基点覆盖的不规则四边形区域作为标定的区域。
[0022]进一步地，所述步骤S23具体是将选取的四个基点与答案模板图片进行透视变换处理，使该四个基点覆盖的不规则四边形区域转变为规则四边形区域，从而实现对标定区域的倾斜校正，得到识别区域。
[0023]进一步地，所述步骤S24具体包括以下步骤：
[0024]S241、对规则四边形的识别区域进行裁剪，得到识别区域图片；
[0025]S242、对识别区域图片进行二值化处理：首先取图片RGB颜色通道的B通道，然后计算B通道数据均值，对于B通道数据值小于均值的记为逻辑是、大于均值的记为逻辑非。
[0026]进一步地，所述步骤S25具体包括以下步骤：
[0027]S251、选取二值化处理后的作业图片与答案模板图片上的四个基点；
[0028]S252、基于步骤S251选取的四个基点，以二值化处理后的作业图片中的黑色像素点a1对应于答案模板图片中的像素点b1，然后用a1去搜索以b1为中心的一个预设大小的矩形区域的黑色像素点，这样就得到多个匹配后的数据矩阵，最后在这多个数据矩阵中筛选得到一个最优匹配矩阵。
[0029]进一步地，所述步骤S26具体是根据最优匹配矩阵中的矩阵点值，以对应进行标签化及颜色渲染：若矩阵点值为0，则背景色为白色；若矩阵点值为1，则将正确的线条渲染成黑色；若矩阵点值为2，则将少画的线条渲染成红色；若矩阵点值为3，则将多画的线条渲染成黄色。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0031]一、本专利技术通过设置拍摄模块和图片处理模块，并在图片处理模块内存储有预设值的答案模板图片，利用拍摄模块对待批阅的纸质工程图作业进行拍照，以得到对应的作业照片，再利用图片处理模块对作业照片进行处理分析，以完成对纸质工程图作业的批阅，由此能够对纸质工程图作业进行自动、准确的批阅，从而提高批阅效率。
[0032]二、本专利技术通过对拍摄的纸质工程图作业照片进行预处理、二值化、定位匹配以及标签渲染操作，以得到渲染颜色的作业照片，不仅保证了批阅的准确性，同时使得用户能够实时地、直观地看到作业中存在对错的位置。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的装置结构示意图；
[0034]图2为本专利技术的方法流程示意图；
[0035]图3为实施例的应用过程示意图；
[0036]图4为标签渲染流程示意图；
[0037]图中标记说明：1、拍摄模块，2、图片处理模块，201、预处理单元，202、二值化单元，203、定位匹配单元，204、标签渲染单元。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0039]实施例
[0040]一种纸质工程图作业批阅装置，包括依次连接的拍摄模块1和图片处理模块2，拍摄模块1用于对待批阅的纸质工程图作业进行拍照，以得到对应的作业照片，图片处理模块2内存储有预设值的答案模板图片，图片处理模块2用于对作业照片进行处理分析，以完成对纸质工程图作业的批阅。
[0041]其中，图片处理模块2包括预处理单元201、二值化单元202、定位匹配单元203和标签渲染单元20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸质工程图作业批阅装置，其特征在于，包括拍摄模块(1)和图片处理模块(2)，所述拍摄模块(1)用于对待批阅的纸质工程图作业进行拍照，以得到对应的作业照片，所述图片处理模块(2)内存储有预设值的答案模板图片，所述图片处理模块(2)用于对作业照片进行处理分析，以完成对纸质工程图作业的批阅。2.根据权利要求1所述的一种纸质工程图作业批阅装置，其特征在于，所述图片处理模块(2)包括预处理单元(201)、二值化单元(202)、定位匹配单元(203)和标签渲染单元(204)，所述预处理单元(201)用于对作业照片进行去背景、标定区域以及倾斜校正操作；所述二值化单元(202)用于对预处理后的作业图片进行二值化处理；所述定位匹配单元(203)用于二值化后的作业图片与答案模板图片进行模板尺寸匹配操作，以得到最优匹配数据矩阵；所述标签渲染单元(204)用于对最优匹配数据矩阵进行标签化，并将不同的标签渲染成对应的颜色，以得到渲染颜色的作业图片。3.一种应用如权利要求1所述纸质工程图作业批阅装置的纸质工程图作业批阅方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过拍摄模块获取纸质工程图作业对应的作业照片，并将该作业照片传输给图片处理模块；S2、图片处理模块依次对作业照片进行预处理、定位、二值化、小区域模型匹配和标签渲染操作，以得到渲染颜色的作业图片，即完成对纸质工程图作业的批阅。4.根据权利要求3所述的一种纸质工程图作业批阅方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、去除作业照片中非作业面的背景；S22、对去除背景的作业照片进行区域标定；S23、基于答案模板图片，对作业照片中标定的区域进行倾斜校正，得到识别区域；S24、对作业照片的识别区域进行剪裁操作以及二值化处理；S25、将二值化处理后的作业图片与答案模板图片进行小区域模型匹配，得到最优匹配数据矩阵；S26、对最优匹配数据矩阵进行标签化处理，并将不同的标签渲染为预设对应的颜色，得到渲染颜色的作业图片，即完成对纸质工程图作业的批阅。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，刘奥强，程庐山，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：