CN112529787A - 智能化算式作业簿计分*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能化算式作业簿计分***，所述***包括：前置显示屏，嵌入在移动装置的前面板内，用于接收并显示算式作业簿的当前得分；错误标记设备，用于将形态学处理图像中的每一个错误算式对应的成像分块执行标红操作；扫描启动机构，设置在移动装置内，用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的检查启动指令时，打开移动装置的前置摄像头用于对移动装置的前方的算式作业簿执行图像扫描操作，以获得现场扫描图像。本发明的智能化算式作业簿计分***操作方便、应用广泛。由于能够采用针对性结构的算式得分分析机制对算式作业簿的得分进行统计和分析，从而解决了繁琐、冗长的算式检查问题。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种智能化算式作业簿计分***。
背景技术
家用电器，简称家电，是指以电能来进行驱动(或以机械化动作)的用具，可帮助执行家庭杂务，如炊食、食物保存或清洁，除了家庭环境外，也可用于公司行号或是工业的环境里。基本上，家用电器分为大型家电(白色家电、黑色家电)和小家电。
家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境，提供了丰富多彩的文化娱乐条件，已成为现代家庭生活的必需品。家用电器问世已有近百年历史，美国被认为是家用电器的发祥地。家用电器的范围，各国不尽相同，世界上尚未形成统一的家用电器分类法，有的国家将照明器具列为家用电器的一类，将声像电器列入文娱器具，而文娱器具还包括电动电子玩具。家用电器的应用广泛，可适用于各种家居环境的应用场合。
现有技术中，对于低年级学生的数学作业，一般采用算式作业簿进行体现，在所述算式作业簿中，每一页存在大量的算式需要学生进行逐项答题，而对于教师来说，当面对班内所有学生的、需要及时进行检查和批分的算式作业簿时，经常纠结于海量的算式的一一检查和批分过程。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种智能化算式作业簿计分***，能够采用针对性结构的算式得分分析机制对算式作业簿的得分进行统计和分析，从而解决了繁琐、冗长的算式检查问题。
为此，本发明至少需要具备以下三处关键的发明点：
(1)对视觉识别到的每一个数学算式的算式题干和算式答案进行划分，并将划分到的算式答案与搜索到的标准答案进行一致性比对，以基于比对结果对算式作业簿的当前得分进行统计；
(2)每一个算式对应的成像分块中，在等式左侧的算式的图像内容为所述算式中的算式题干，在等式右侧的算式的图像内容为所述算式中的算式答案；
(3)基于定制处理后的图像中各个数字字符和各个数字运算符的相对位置和两两间距解析出所述图像中的各个算式，其中，将两两间距低于预设像素点数量的数字字符和/或数字运算符作为同一算式中的内容。
根据本发明的一方面，提供了一种智能化算式作业簿计分***，所述***包括：
前置显示屏，嵌入在移动装置的前面板内，与分数统计设备连接，用于接收并显示算式作业簿的当前得分；
错误标记设备，与数据搜索机构连接，用于将形态学处理图像中的每一个错误算式对应的成像分块执行标红操作；
扫描启动机构，设置在移动装置内，用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的检查启动指令时，打开移动装置的前置摄像头用于对移动装置的前方的算式作业簿执行图像扫描操作，以获得现场扫描图像；
畸变处理设备，与所述扫描启动机构连接，用于对接收到的现场扫描图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变处理图像；
定向虚化设备，与所述畸变处理设备连接，用于对接收到的畸变处理图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
形态学处理设备，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像依次执行先膨胀后腐蚀的形态学处理，以获得并输出相应的形态学处理图像；
内容提取机构，设置在移动装置内，与所述形态学处理设备连接，用于基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块，每一个算式对应的成像分块包括所述算式对应的算式题干以及算式答案；
信号存储芯片，设置在所述内容提取机构的一侧，用于存储各种算式题干分别对应的各个标准答案；
数据搜索机构，分别与所述内容提取机构和所述信号存储芯片连接，用于基于所述内容提取机构提取到的每一个算式的算式题干在所述信号存储芯片中搜索对应的标准答案，并在每一个算式的算式答案与每一个算式的标准答案不同时，将所述算式作为错误算式，否则，将所述算式作为正确算式；
分数统计设备，设置在移动装置内，与所述数据搜索机构连接，用于基于所述内容提取机构提取到的各个算式中错误算式的数量占据所述各个算式的总数的百分比计算算式作业簿的当前得分；
其中，所述前置显示屏还与所述错误标记设备连接，用于实时显示执行完标红操作后的形态学处理图像。
本发明的智能化算式作业簿计分***操作方便、应用广泛。由于能够采用针对性结构的算式得分分析机制对算式作业簿的得分进行统计和分析，从而解决了繁琐、冗长的算式检查问题。
具体实施方式
下面将对本发明的智能化算式作业簿计分***的实施方案进行详细说明。
人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。他是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用***的一门新的技术科学。
人工智能是计算机科学的一个分支，他企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家***等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。
现有技术中，对于低年级学生的数学作业，一般采用算式作业簿进行体现，在所述算式作业簿中，每一页存在大量的算式需要学生进行逐项答题，而对于教师来说，当面对班内所有学生的、需要及时进行检查和批分的算式作业簿时，经常纠结于海量的算式的一一检查和批分过程。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化算式作业簿计分***，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的智能化算式作业簿计分***包括：
前置显示屏，嵌入在移动装置的前面板内，与分数统计设备连接，用于接收并显示算式作业簿的当前得分；
错误标记设备，与数据搜索机构连接，用于将形态学处理图像中的每一个错误算式对应的成像分块执行标红操作；
扫描启动机构，设置在移动装置内，用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的检查启动指令时，打开移动装置的前置摄像头用于对移动装置的前方的算式作业簿执行图像扫描操作，以获得现场扫描图像；
畸变处理设备，与所述扫描启动机构连接，用于对接收到的现场扫描图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变处理图像；
定向虚化设备，与所述畸变处理设备连接，用于对接收到的畸变处理图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
形态学处理设备，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像依次执行先膨胀后腐蚀的形态学处理，以获得并输出相应的形态学处理图像；
内容提取机构，设置在移动装置内，与所述形态学处理设备连接，用于基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块，每一个算式对应的成像分块包括所述算式对应的算式题干以及算式答案；
信号存储芯片，设置在所述内容提取机构的一侧，用于存储各种算式题干分别对应的各个标准答案；
数据搜索机构，分别与所述内容提取机构和所述信号存储芯片连接，用于基于所述内容提取机构提取到的每一个算式的算式题干在所述信号存储芯片中搜索对应的标准答案，并在每一个算式的算式答案与每一个算式的标准答案不同时，将所述算式作为错误算式，否则，将所述算式作为正确算式；
分数统计设备，设置在移动装置内，与所述数据搜索机构连接，用于基于所述内容提取机构提取到的各个算式中错误算式的数量占据所述各个算式的总数的百分比计算算式作业簿的当前得分；
其中，所述前置显示屏还与所述错误标记设备连接，用于实时显示执行完标红操作后的形态学处理图像。
接着，继续对本发明的智能化算式作业簿计分***的具体结构进行进一步的说明。
所述智能化算式作业簿计分***中：
基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块包括：基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的每一个数字字符和数字运算符。
所述智能化算式作业簿计分***中：
基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块还包括：基于所述形态学处理图像中各个数字字符和各个数字运算符的相对位置和两两间距解析出所述形态学处理图像中的各个算式。
所述智能化算式作业簿计分***中：
基于所述形态学处理图像中各个数字字符和各个数字运算符的相对位置和两两间距解析出所述形态学处理图像中的各个算式包括：将两两间距低于预设像素点数量的数字字符和/或数字运算符作为同一算式中的内容。
所述智能化算式作业簿计分***中：
每一个算式对应的成像分块包括所述算式对应的算式题干以及算式***括：基于每一个算式中等号的位置对所述算式中的算式题干和算式答案进行划分。
所述智能化算式作业簿计分***中：
基于每一个算式中等号的位置对所述算式中的算式题干和算式答案进行划分包括：每一个算式对应的成像分块中，在等式左侧的算式的图像内容为所述算式中的算式题干，在等式右侧的算式的图像内容为所述算式中的算式答案。
所述智能化算式作业簿计分***中：
所述扫描启动机构还用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的停止检查指令时，关闭移动装置的前置摄像头。
所述智能化算式作业簿计分***中：
所述扫描启动机构还用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的停止检查指令时，退出移动装置上的应用程序。
另外，在所述智能化算式作业簿计分***中，所述信号存储芯片为显存设备。显存，也被叫做帧缓存，他的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同计算机的内存一样，显存是用来存储要处理的图形信息的部件。如同计算机的内存一样，显存是用来存储要处理的图形信息的部件。人们在显示屏上看到的画面是由一个个的像素点构成的，而每个像素点都以4至32甚至64位的数据来控制它的亮度和色彩，这些数据必须通过显存来保存，再交由显示芯片和CPU调配，最后把运算结果转化为图形输出到显示器上。显存和主板内存一样，执行存贮的功能，但他存贮的对像是显卡输出到显示器上的每个像素的信息。显存是显卡非常重要的组成部分，显示芯片处理完数据后会将数据保存到显存中，然后由RAMDAC(数模转换器)从显存中读取出数据并将数字信号转换为模拟信号，最后由屏幕显示出来。在高级的图形加速卡中，显存不仅用来存储图形数据，而且还被显示芯片用来进行3D函数运算。在nVIDIA等高级显示芯片中，已发展出和CPU平行的“GPU”(图形处理单元)。“T&L”(变形和照明)等高密度运算由GPU在显卡上完成，由此更加重了对显存的依赖。由于显存在显卡上所起的作用，显然显存的速度和带宽直接影响到显卡的整体速度。显存作为存贮器也和主板内存一样经历了多个发展阶段，甚至可以说显存的发展比主板内存更为活跃，并有着更多的品种和类型。被广泛使用的显存类型是SDRAM和SGRAM，性能更加优异的DDR内存首先被应用到显卡上，促进了显卡整体性能的提高。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种智能化算式作业簿计分***，其特征在于，所述***包括：
前置显示屏，嵌入在移动装置的前面板内，与分数统计设备连接，用于接收并显示算式作业簿的当前得分；
错误标记设备，与数据搜索机构连接，用于将形态学处理图像中的每一个错误算式对应的成像分块执行标红操作；
扫描启动机构，设置在移动装置内，用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的检查启动指令时，打开移动装置的前置摄像头用于对移动装置的前方的算式作业簿执行图像扫描操作，以获得现场扫描图像；
畸变处理设备，与所述扫描启动机构连接，用于对接收到的现场扫描图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变处理图像；
定向虚化设备，与所述畸变处理设备连接，用于对接收到的畸变处理图像执行定向虚化处理，以获得并输出相应的定向虚化图像；
形态学处理设备，与所述定向虚化设备连接，用于对接收到的定向虚化图像依次执行先膨胀后腐蚀的形态学处理，以获得并输出相应的形态学处理图像；
内容提取机构，设置在移动装置内，与所述形态学处理设备连接，用于基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块，每一个算式对应的成像分块包括所述算式对应的算式题干以及算式答案；
信号存储芯片，设置在所述内容提取机构的一侧，用于存储各种算式题干分别对应的各个标准答案；
数据搜索机构，分别与所述内容提取机构和所述信号存储芯片连接，用于基于所述内容提取机构提取到的每一个算式的算式题干在所述信号存储芯片中搜索对应的标准答案，并在每一个算式的算式答案与每一个算式的标准答案不同时，将所述算式作为错误算式，否则，将所述算式作为正确算式；
分数统计设备，设置在移动装置内，与所述数据搜索机构连接，用于基于所述内容提取机构提取到的各个算式中错误算式的数量占据所述各个算式的总数的百分比计算算式作业簿的当前得分；
其中，所述前置显示屏还与所述错误标记设备连接，用于实时显示执行完标红操作后的形态学处理图像。
2.如权利要求1所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块包括：基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的每一个数字字符和数字运算符。
3.如权利要求2所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
基于OCR识别模式识别出所述形态学处理图像中的各个算式分别对应的成像分块还包括：基于所述形态学处理图像中各个数字字符和各个数字运算符的相对位置和两两间距解析出所述形态学处理图像中的各个算式。
4.如权利要求3所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
基于所述形态学处理图像中各个数字字符和各个数字运算符的相对位置和两两间距解析出所述形态学处理图像中的各个算式包括：将两两间距低于预设像素点数量的数字字符和/或数字运算符作为同一算式中的内容。
5.如权利要求4所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
每一个算式对应的成像分块包括所述算式对应的算式题干以及算式***括：基于每一个算式中等号的位置对所述算式中的算式题干和算式答案进行划分。
6.如权利要求5所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
基于每一个算式中等号的位置对所述算式中的算式题干和算式答案进行划分包括：每一个算式对应的成像分块中，在等式左侧的算式的图像内容为所述算式中的算式题干，在等式右侧的算式的图像内容为所述算式中的算式答案。
7.如权利要求6所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
所述扫描启动机构还用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的停止检查指令时，关闭移动装置的前置摄像头。
8.如权利要求7所述的智能化算式作业簿计分***，其特征在于：
所述扫描启动机构还用于在接收到设置在移动装置上的应用程序发送的停止检查指令时，退出移动装置上的应用程序。
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