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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201910036956.X(22)申请日2019.01.15(71)申请人山东仁博信息科技有限公司地址272000山东省济宁市任城区红星东路与火炬路交叉口南侧盛泰广场G座办公楼第18层-19层(72)发明人季节 梁星宇 安修远 田荣鑫 聂恒奥 胡健 (51)Int.Cl.G09B7/02(2006.01)(54)发明名称一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统(57)摘要本发明公开了一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，包括图像采集模块、数据库模块、批阅服务器、图像识别处理模块，所述图像采集模块具体为摄像头，所述摄像头用于对学生和教师的纸质作业进行拍摄，所述数据库模块用于存储教师答案、学生答案和电子试题库，所述批阅服务器用于匹配和统计作业作答情况。本发明通过利用摄像头进行作业的图片信息采集，利用深度神经网络对图片进行扫描分析，使得学生作业的内容可以转化为可识别的电子信息，并按照题号—题干—知识点—答案的形式进行存储，利用批阅服务器进行匹配和统计作业作答情况，教师可随时查看作业的完成情况和题目各自的正确率，实现了自动批阅，提高了批阅的质量和效果。权利要求书1页说明书4页附图2页CN109712456A2019.05.03CN109712456A1.一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，包括图像采集模块（1）、数据库模块（2）、批阅服务器（3）、图像识别处理模块（4），其特征在于：所述图像采集模块（1）具体为摄像头，所述摄像头用于对学生和教师的纸质作业进行拍摄，所述数据库模块（2）用于存储教师答案、学生答案和电子试题库，所述批阅服务器（3）用于匹配和统计作业作答情况，所述图像识别处理模块（4）包括图像处理服务器（5）和内容识别服务器（6），所述图像处理服务器（5）用于定位作业照片中题号题干内容以及答案内容，所述内容识别服务器（6）用于将作业图片转化为文字；所述图像识别处理模块（4）连接端设有提交模块和显示模块，所述显示模块连接端设有布置作业模块、教师端、学生端和修改模块，所述教师端连接有本日作业模块；所述教师端为教师进行系统操作的终端，所述学生端为学生进行系统操作的终端，所述布置作业模块用于教师进行作业布置，所述本日作业模块用于教师进行本日作业标准答案的录入，所述显示模块用于进行各类答案和作业内容的显示，所述修改模块用于对教师和学生输入的内容进行修改；其中：教师首先在本日作业模块上填写标准答案，通过教师端的摄像头进行拍照，系统将教师的手写答案识别并标准化显示在显示模块上，教师可检查识别结果，还可进行手动修改，无误后发布本日作业，当学生做完作业后，通过学生端的摄像头进行拍照，系统开始识别学生作答并将结果显示在显示模块上，学生可以对识别有误的区域进行订正，确认无误后提交作业；所述批阅服务器（3）还连接有成绩统计模块和作业质量存档模块。2.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，其特征在于：所述图像识别处理模块（4）在接收摄像头拍摄的作业图片时，使用深度神经网络对图片进行扫描，将图片用卷积神经网络转化为深度表达，从深度图像表达中选定可能是题号、题干和答案的区域，对选择出的区域位置进行识别，将置信度高的区域分类为题号、题干、客观题答案、主观题答案，将答案和题号识别为电子信息，结果显示在显示模块上，用户对错误的识别结果进行订正，点击保存，完成一张作业照片的识别。3.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，其特征在于：在系统中，所述内容识别服务器（6）将作业按照题号—题干—知识点—答案的形式存储在数据库模块（2）中。4.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，其特征在于：所述批阅服务器（3）对选择题填空题进行严格匹配，主观题利用神经网络比较文字描述之间的相似程度，对每一页得出成绩，累加每一页的成绩求平均值，得到学生今日做的完成质量，存储在数据库模块（2）中。5.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，其特征在于：当布置作业模块的内容来源于数据库模块（2）内的电子试题库时，则无需教师端拍照上传答案，系统可以直接通过题干严格匹配电子试题库中的试题题干以便得到标准答案，并直接和学生的作答进行匹配。6.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，其特征在于：学生提交作业过程中，教师可随时查看作业的完成情况和题目各自的正确率。权 利 要 求 书1/1页2CN109712456A2一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统技术领域[0001]本发明涉及计算机信息技术领域，特别涉及一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统。背景技术[0002]完成作业是学生学习过程中的必要行为。通过将每个学生每天的作业完成质量输入电脑，能够分析形成学生的知识体系掌握情况，家长能够了解学生每天的学习行为，教师能够根据班级的错题率针对性的进行讲解。[0003]专利CN105654403A“给予学生作业结果数据的知识树问题分析方法”，利用电子信息系统，将作业划分为当前作业集、历史作业集、错题集，能够根据知识点对作业进行错题归档和整理，方便学生自学自测。[0004]专利CN103853699A提出一种电子作业的批改系统，学生和老师分别将作业文件上传至服务端，服务器对比文件中的内容进行批改，同时对学生上传作业时间进行限制，以期防止拷贝抄袭。专利CN106856065A提出一种学生管理及教师批改答疑设备，通过一个扫描器配合扫描版对作业进行逐行扫描。但是这种方式不仅需要教师录入答案、印制特殊格式的试卷，并且逐行批改过程不一定比手动阅卷快。专利CN107886794A提出一种可实现辅导的学生作业批改系统，系统可以在线对作业进行点评、答疑，还可以视频互动。但是这种方式会耗费老师大量时间，并且基于网络的点对点交互行为效率低，难以普及到普通课堂上。[0005]可见，多数作业批改系统往往依赖电子化作业作为前提。但是正常教学过程中，绝大多数的作业基于纸质媒介，电子书包、在线题库等形式只能辅助。并且随着教育部要求禁止手机Pad进课堂，电子作业所占比重将会越来越小。纸质作业的批阅非常困难，绝大多数教师只能采用手工批阅的形式，费时费力，并且人脑无法记忆每个学生的情况，家长也无法对孩子进行有效监督，效率和效果十分低下，目前市面上没有面向纸质作业的批阅和分析系统。[0006]因此，发明一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统来解决上述问题很有必要。发明内容[0007]本发明的目的在于提供一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，通过利用摄像头进行作业的图片信息采集，利用深度神经网络对图片进行扫描分析，使得学生作业的内容可以转化为可识别的电子信息，并按照题号—题干—知识点—答案的形式进行存储，利用批阅服务器进行匹配和统计作业作答情况，教师可随时查看作业的完成情况和题目各自的正确率，实现了自动批阅，提高了批阅的质量和效果，以解决上述背景技术中提出的问题。[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，包括图像采集模块、数据库模块、批阅服务器、图像识别处理模块，所述图像采说 明 书1/4页3CN109712456A3集模块具体为摄像头，所述摄像头用于对学生和教师的纸质作业进行拍摄，所述数据库模块用于存储教师答案、学生答案和电子试题库，所述批阅服务器用于匹配和统计作业作答情况，所述图像识别处理模块包括图像处理服务器和内容识别服务器，所述图像处理服务器用于定位作业照片中题号题干内容以及答案内容，所述内容识别服务器用于将作业图片转化为文字；所述图像识别处理模块连接端设有提交模块和显示模块，所述显示模块连接端设有布置作业模块、教师端、学生端和修改模块，所述教师端连接有本日作业模块；所述教师端为教师进行系统操作的终端，所述学生端为学生进行系统操作的终端，所述布置作业模块用于教师进行作业布置，所述本日作业模块用于教师进行本日作业标准答案的录入，所述显示模块用于进行各类答案和作业内容的显示，所述修改模块用于对教师和学生输入的内容进行修改；其中：教师首先在本日作业模块上填写标准答案，通过教师端的摄像头进行拍照，系统将教师的手写答案识别并标准化显示在显示模块上，教师可检查识别结果，还可进行手动修改，无误后发布本日作业，当学生做完作业后，通过学生端的摄像头进行拍照，系统开始识别学生作答并将结果显示在显示模块上，学生可以对识别有误的区域进行订正，确认无误后提交作业；所述批阅服务器还连接有成绩统计模块和作业质量存档模块。[0009]优选的，所述图像识别处理模块在接收摄像头拍摄的作业图片时，使用深度神经网络对图片进行扫描，将图片用卷积神经网络转化为深度表达，从深度图像表达中选定可能是题号、题干和答案的区域，对选择出的区域位置进行识别，将置信度高的区域分类为题号、题干、客观题答案、主观题答案，将答案和题号识别为电子信息，结果显示在显示模块上，用户对错误的识别结果进行订正，点击保存，完成一张作业照片的识别。[0010]优选的，在系统中，所述内容识别服务器将作业按照题号—题干—知识点—答案的形式存储在数据库模块中。[0011]优选的，所述批阅服务器对选择题填空题进行严格匹配，主观题利用神经网络比较文字描述之间的相似程度，对每一页得出成绩，累加每一页的成绩求平均值，得到学生今日做的完成质量，存储在数据库模块中。[0012]优选的，当布置作业模块的内容来源于数据库模块内的电子试题库时，则无需教师端拍照上传答案，系统可以直接通过题干严格匹配电子试题库中的试题题干以便得到标准答案，并直接和学生的作答进行匹配。[0013]优选的，学生提交作业过程中，教师可随时查看作业的完成情况和题目各自的正确率。[0014]本发明的技术效果和优点：1、本发明通过将每个学生每天的作业完成质量输入电脑，能够分析形成学生的知识体系掌握情况，家长能够了解学生每天的学习行为，教师能够根据班级的错题率针对性的进行讲解；2、通过利用摄像头进行作业的图片信息采集，利用深度神经网络对图片进行扫描分析，使得学生作业的内容可以转化为可识别的电子信息，并按照题号—题干—知识点—答案的形式进行存储，利用批阅服务器进行匹配和统计作业作答情况，教师可随时查看作业说 明 书2/4页4CN109712456A4的完成情况和题目各自的正确率，实现了自动批阅，提高了批阅的质量和效果。附图说明[0015]图1为本发明系统整体结构示意图。[0016]图2为本发明系统运行时结构示意图。[0017]图3为本发明图像识别处理模块工作步骤示意图。[0018]图中：1图像采集模块、2数据库模块、3批阅服务器、4图像识别处理模块、5图像处理服务器、6内容识别服务器。具体实施方式[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0020]实施例1如图1-2所示的一种基于摄像头的学生纸质作业智能批阅系统，包括图像采集模块1、数据库模块2、批阅服务器3、图像识别处理模块4，所述图像识别处理模块4包括图像处理服务器5和内容识别服务器6；所述图像识别处理模块4连接端设有提交模块和显示模块，所述显示模块连接端设有布置作业模块、教师端、学生端和修改模块，所述教师端连接有本日作业模块；所述批阅服务器3还连接有成绩统计模块和作业质量存档模块。[0021]进一步的，在上述技术方案中，在系统中，所述内容识别服务器6将作业按照题号—题干—知识点—答案的形式存储在数据库模块2中。[0022]实施例2以任意纸质作业的批阅为例：教师首先在本日作业模块上填写标准答案，通过教师端的摄像头进行拍照，系统将教师的手写答案识别并标准化显示在显示模块上，教师可检查识别