基于题目识别的习题批改方法、系统及智能家教学习机技术方案

本申请涉及基于题目识别的习题批改方法、系统及智能家教学习机，其包括确定基础图像；基于基础图像，确定作业边框；基于作业边框，确定透视边框；基于透视边框，对基础图像进行图像矫正，确定最终图像。以透视边框为模板，对基础图像进行图像矫正，使基础图像的形状变换至与透视边框的形状相对应，可以得到最终图像，最终图像的形状与作业载体实际的形状更加接近，既能反映出作业载体上原本被拍摄到的习题，并且后续的习题批改步骤中也能够更加快速、准确地进行图片文字识别，提高用户体验。提高用户体验。提高用户体验。

【技术实现步骤摘要】
基于题目识别的习题批改方法、系统及智能家教学习机


[0001]本申请涉及作业批改的领域，尤其是涉及一种基于题目识别的习题批改方法、系统及智能家教学习机。

技术介绍

[0002]随着计算机技术和教育信息化的不断推进，计算机技术已经逐步应用于日常的教育教学活动中，如在现有的智能终端类产品中，有许多解决批改作业或试卷中的习题批改的软件。在使用过程中，使用者可以对已经做完的习题进行拍照，并将习题的照片上传至软件；软件对照片进行图片文字识别，识别出照片中的题目和答案，然后从题库中在线搜索对应的题目和正确答案进行对比，从而判断照片中的答案是否正确来完成习题批改。
[0003]但是，使用者在对习题进行拍照时，通常是手持拍照设备对作业本或者试卷等作业载体进行拍摄，拍照设备和习题载体之间通常会发生倾斜，图像中的内容可能在存在一边大一边小的倾角问题，导致图像内容在后续的图片文字识别过程中不容易被识别出来，降低识别结果的准确率，影响用户体验。

技术实现思路

[0004]本申请目的一是提供一种基于题目识别的习题批改方法，具有提高图片文字识别准确率的特点。
[0005]本申请的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：基于习题批改的图像矫正方法，可选的，包括：确定基础图像；其中，所述基础图像的内容中包含用于记载习题的作业载体；基于基础图像，确定作业边框；其中，所述作业边框能够反映出所述作业载体在所述基础图像中的几何形状；基于作业边框，确定透视边框；其中，所述透视边框用于反映所述作业边框在进行透视转换后的几何形状，所述透视边框的几何形状与所述作业载体的几何形状相匹配；基于透视边框，对基础图像进行图像矫正，确定最终图像。
[0006]通过采用上述技术方案，基础图像为基于作业载体获取的图像，基础图像的图像内容包含有作业载体本身和作业载体上的习题，通过从基础图像提取出作业边框，可以提取出作业载体在基础图像中的形状。使用者在拍摄作业载体时容易发生倾斜，由于透视问题，基础图像中的作业载体具有一边大一边小的倾角情况，因此作业边框的形状通常与作业载体实际的形状具有差异。利用作业边框轮廓的几何特征，可以生成与作业边框相对应的透视边框，透视边框能够反映作业边框在根据几何结构透视进行图形矫正后的形状，且透视边框的形状与作业载体实际的形状相对应。因此，以透视边框为模板，对基础图像进行图像矫正，使基础图像中对应的作业载体、习题和答案的成像内容进行倾角矫正，得到最终图像，最终图像的形状与作业载体实际的形状更加接近，既能反映出作业载体上原本被拍摄到的习题，并且后续的习题批改步骤中也能够更加快速、准确地进行图片文字识别，提高
用户体验。
[0007]可选的，在基于作业边框，确定透视边框的具体方法中，包括：基于作业边框，确定边框上底、边框下底以及边框高；其中，所述作业边框为四边形，所述边框上底能够反映所述作业边框中的其中一边，所述边框下底能够反映所述作业边框中所述边框上底的对边，所述边框高能够反映所述边框上底和所述边框下底之间的距离；基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视宽边和透视长边；其中，所述作业载体的几何形状呈矩形；所述透视宽边能够反映所述透视边框的宽；所述透视长边能够反映所述透视边框的长；基于透视宽边和透视长边，确定透视边框。
[0008]通过采用上述技术方案，作业载体的几何形状呈矩形，矩形和四边形之间可以通过几何透视变换相互转换。作业边框的几何形状呈四边形，通过四边形的两条对边以及两条对边之间的距离，可以通过几何结构透视构造出透视宽边和透视长边，结合透视宽边和透视长边则可以得到透视边框。
[0009]可选的，所述边框上底、所述边框下底和所述边框高能够组合构成反映所述作业边框几何形状的梯形，所述边框上底的长度大于所述边框下底的长度；在基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视宽边和透视长边的具体方法中，包括：基于边框上底，确定透视宽边；基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视长边。
[0010]通过采用上述技术方案，在基于作业载体进行拍摄时，若从作业载体的一边的斜上方进行拍摄，则作业载体在基础图像中整体呈提梯形，即作业边框整体呈梯形。其中，由于作业边框中较长的一边为作业载体在拍摄时最接近拍摄区域的一边，即作业边框的边框上底与作业载体的实际形状更加匹配，因此，通过边框上底可以直接确定透视宽边，而通过边框上底、边框下底和边框高进行几何结构透视，可以确定透视长边。利用几何图形的透视，可以直接将梯形转换为对应的矩形，更加准确方便，而选用边框上底确定为透视宽边，可以提升透视边框和作业载体之间的匹配度，使透视边框更能够体现出作业载体实际的形状。在对拍摄作业载体进行拍摄时，可固定作业载体的放置位置和作业载体的拍摄区域，使基础图像中能够稳定提取出整体呈梯形的作业边框，提升计算处理效率。
[0011]可选的，在基于基础图像，确定作业边框的具体方法中，包括：基于基础图像，确定初始边框；边框检测，判断初始边框的顶点数量是否大于逼近值，若是则执行边框逼近步骤，反之则执行边框确定步骤；边框逼近，确定初始边框的模糊点对，基于模糊点对确定逼近点，将逼近点替换模糊点对，并返回边框检测步骤；其中，所述模糊点对包含所述初始边框的各个顶点中距离最近的两个顶点；边框确定，确定初始边框为作业边框。
[0012]通过采用上述技术方案，逼近值为初始边框的最大顶点数量，当初始边框的顶点数量大于逼近值时，说明初始边框为边数大于逼近值的多边形，需要剔除掉初始边框中部
分的顶点。初始边框的基本形状确定，在正常提取初始边框的情况下，初始边框的各个顶点的分布较为规律，尤其是在初始边框的预设形状呈四边形的情况下，相邻两个顶点之间形成初始边框的边；在初始边框提取异常的情况下，初始边框的顶点数量较多，其中多余的顶点与邻近的顶点之间的距离应较小。因此，可以提取初始边框的各个顶点中距离最近的两个顶点为模糊点对，通过对模糊点对进行分析，可以得到能够对模糊点对，并且更加接近初始边框的预设形状的逼近点。当初始边框提取异常时，只要初始边框在合理的处理范围内，利用不断地将模糊点对替换成逼近点，可以减少初始边框的顶点数量，使异常提取的初始边框能够朝初始边框的预设形状逼近，进而1使初始边框在后续的步骤中依然能够准确地完成几何结构透视变换，提高处理效率。
[0013]可选的，在边框逼近的具体方法中，包括：基于初始边框的各个顶点，确定模糊点对；基于模糊点对的位置，确定第一基准边和第二基准边；其中，所述第一基准边和所述第二基准边为所述初始边框中能够形成夹角的两条边，且所述第一基准边和所述第二基准边接近于所述模糊点对；基于第一基准边和第二基准边之间的交点，确定逼近点；将模糊点对从初始边框中剔除，并将逼近点作为初始边框的顶点。
[0014]通过采用上述技术方案，第一基准边和第二基准边分别为模糊点对中两个顶点最接近的边，取第一基准边和第二基准边之间的交点为逼近点，可以使逼近点的位置更加接近作业载体的实际边界，使后续得到的透视边框的形状与作业载体的实际形状更加匹配，提高后续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于习题批改的图像矫正方法，其特征在于，包括：确定基础图像；其中，所述基础图像的内容中包含用于记载习题的作业载体；基于基础图像，确定作业边框；其中，所述作业边框能够反映出所述作业载体在所述基础图像中的几何形状；基于作业边框，确定透视边框；其中，所述透视边框用于反映所述作业边框在进行透视转换后的几何形状，所述透视边框的几何形状与所述作业载体的几何形状相匹配；基于透视边框，对基础图像进行图像矫正，确定最终图像。2.根据权利要求1所述的图像矫正方法，其特征在于，在基于作业边框，确定透视边框的具体方法中，包括：基于作业边框，确定边框上底、边框下底以及边框高；其中，所述作业边框为四边形，所述边框上底能够反映所述作业边框中的其中一边，所述边框下底能够反映所述作业边框中所述边框上底的对边，所述边框高能够反映所述边框上底和所述边框下底之间的距离；基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视宽边和透视长边；其中，所述作业载体的几何形状呈矩形；所述透视宽边能够反映所述透视边框的宽；所述透视长边能够反映所述透视边框的长；基于透视宽边和透视长边，确定透视边框。3.根据权利要求2所述的图像矫正方法，其特征在于：所述边框上底、所述边框下底和所述边框高能够组合构成反映所述作业边框几何形状的梯形，所述边框上底的长度大于所述边框下底的长度；在基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视宽边和透视长边的具体方法中，包括：基于边框上底，确定透视宽边；基于边框上底、边框下底和边框高，确定透视长边。4.根据权利要求2所述的图像矫正方法，其特征在于，在基于基础图像，确定作业边框的具体方法中，包括：基于基础图像，确定初始边框；边框检测，判断初始边框的顶点数量是否大于逼近值，若是则执行边框逼近步骤，反之则执行边框确定步骤；边框逼近，确定初始边框的模糊点对，基于模糊点对确定逼近点，将逼近点替换模糊点对，并返回边框检测步骤；其中，所述模糊点对包含所述初始边框的各个顶点中距离最近的两个顶点；边框确定，确定初始边框为作业边框。5.根据权利要求4所述的图像矫正方法，其特征在于，在边框逼近的具体方法中，包括：基于初始边框的各个顶点，确定模糊点对；基于模糊点对的位置，确定第一基准边和第二基准边；其中，所述第一基准边和所述第二基准边为所述初始边框中能够形成夹角的两条边，且所述第一基准边和所述第二基准边接近于所述模糊点对；基于第一基准边和第二基准边之间的交点，确定逼近点；将模糊点对从初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宝军，
申请(专利权)人：深圳市快易典教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：