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基于Matlab的模拟答题卡识别阅卷可以识别指定答题卡的各个部分-界面

article 2024/11/13 20:51:24

识别指定答题卡的各个部分-界面-如学号，准考证号，客观题答案，主观题分数等用户可以在Excel中自行设置标准答案，并对六十题客观题进行批改，并显示分数。

项目介绍

本项目旨在开发一个基于MATLAB的答题卡识别阅卷系统，该系统可以自动识别并批改答题卡上的信息，包括学号、准考证号、客观题答案以及主观题分数。用户可以在Excel文件中设置标准答案，并通过该系统自动完成对客观题的答案批改，最后计算总分并将成绩写入Excel文件中。此外，系统通过MATLAB的App Designer构建了一个交互式用户界面，使得教师或管理员可以方便地上传答题卡图片，并查看批改结果。

关键功能

答题卡识别：
- 学号和准考证号识别：通过OCR（光学字符识别）技术识别答题卡上的学号和准考证号。
- 客观题答案识别：识别答题卡上填涂的客观题答案。
- 主观题分数识别：通过手写体识别技术识别主观题得分。
答案批改：
- 客观题批改：根据Excel中设置的标准答案，自动批改客观题的答案。
- 计算分数：统计客观题得分，并加上主观题得分，计算总分。
数据导出：
- Excel导出：将学号、准考证号、客观题分数、主观题分数、科目类型及总分等信息写入Excel文件中。
用户界面：
- 上传答题卡图片：用户可以上传答题卡的图片。
- 结果显示：显示批改结果和总分。
- 导出数据：导出数据到Excel文件。

技术栈

图像处理：MATLAB内置的图像处理工具箱。
光学字符识别（OCR）：用于识别学号、准考证号和手写体分数。
Excel文件处理：MATLAB内置的Excel文件读写功能。
图形用户界面：MATLAB的App Designer。

关键代码示例

以下是一个基于MATLAB的模拟答题卡识别阅卷系统的简化代码示例，包括答题卡识别、答案批改、分数计算及GUI界面的基本实现。

1. 读取答题卡图片

1% 读取输入的答题卡图片
2img = imread('path_to_answer_sheet.jpg');
3imshow(img);
4title('Original Answer Sheet');

2. 学号和准考证号识别

1% 使用OCR技术识别学号和准考证号
2% 这里假设使用的是Tesseract OCR引擎
3% 注意：需要安装Tesseract引擎并在MATLAB中配置
4hocr = system(['tesseract ' fullfile(pwd, 'path_to_answer_sheet.jpg') ' output -l eng --oem 1 --psm 6 hocr']);
5textData = webread('output.html');
6% 解析HTML文件获取学号和准考证号
7% 示例解析代码（需根据实际情况修改）
8studentID = extractBetween(textData, '学号:', '</span>');
9examNumber = extractBetween(textData, '准考证号:', '</span>');

3. 客观题答案识别

1% 定位客观题答案区域
2roi = [x y w h];  % 假设答案区域的坐标
3answerRegion = imcrop(img, roi);
4
5% 二值化处理
6grayAnswer = rgb2gray(answerRegion);
7binaryAnswer = imbinarize(grayAnswer);
8
9% 连通域分析
10[BW, numObjects] = bwlabel(binaryAnswer);
11props = regionprops(BW, 'BoundingBox');
12
13% 提取每个选项的区域
14options = cell(1, numObjects);
15for k = 1:numObjects
16    options{k} = imcrop(binaryAnswer, props(k).BoundingBox);
17end
18
19% 识别勾选的答案
20selectedOptions = [];
21for k = 1:length(options)
22    if sum(sum(options{k})) > threshold  % 调整阈值以适应不同的填涂程度
23        selectedOptions = [selectedOptions; k];
24    end
25end

4. 客观题批改

1% 读取标准答案Excel文件
2standardAnswers = readtable('path_to_standard_answers.xlsx');
3
4% 批改客观题
5correctAnswers = standardAnswers.CorrectAnswers;
6score = 0;
7for k = 1:length(selectedOptions)
8    if selectedOptions(k) == correctAnswers(k)
9        score = score + 1;  % 每答对一题加一分
10    end
11end

5. 主观题分数识别

1% 假设主观题分数已手动填写在答题卡上，并且使用OCR识别
2subjectiveScores = [15 18 20];  % 示例分数

6. 计算总分

1totalScore = score + sum(subjectiveScores);

7. 数据导出

1% 将数据写入Excel文件
2data = table(studentID, examNumber, score, subjectiveScores, totalScore, 'VariableNames', {'StudentID', 'ExamNumber', 'ObjectiveScore', 'SubjectiveScores', 'TotalScore'});
3writetable(data, 'path_to_output.xlsx');

8. 用户界面

使用MATLAB的App Designer构建一个简单的GUI，用户可以上传答题卡图片并查看批改结果。

1% 创建一个新的App Designer应用程序
2app = uifigure;
3app.Name = 'Answer Sheet Grading System';
4
5% 添加一个按钮用于上传答题卡图片
6uploadButton = uibutton(app, 'push', 'Text', 'Upload Answer Sheet', 'Position', [20 20 150 30], 'ButtonPushedFcn', @uploadAnswerSheet);
7
8% 添加一个文本框用于显示识别结果
9resultLabel = uilabel(app, 'Text', '', 'Position', [200 20 200 30]);
10
11% 上传答题卡图片的回调函数
12function uploadAnswerSheet(src, event)
13    [filename, pathname] = uigetfile({'*.jpg;*.png;*.bmp', 'Image Files'}, 'Select an Answer Sheet');
14    if isequal(filename, 0)
15        disp('User selected Cancel');
16        return;
17    else
18        fullFileName = fullfile(pathname, filename);
19        img = imread(fullFileName);
20        imshow(img, 'Parent', app);
21        
22        % 调用答题卡识别和批改函数
23        [studentID, examNumber, score, subjectiveScores, totalScore] = gradeAnswerSheet(img);
24        
25        % 更新结果显示
26        resultLabel.Text = ['Student ID: ' studentID ', Exam Number: ' examNumber ', Objective Score: ' num2str(score), ', Subjective Scores: ' num2str(subjectiveScores), ', Total Score: ' num2str(totalScore)];
27        
28        % 写入Excel文件
29        data = table(studentID, examNumber, score, subjectiveScores, totalScore, 'VariableNames', {'StudentID', 'ExamNumber', 'ObjectiveScore', 'SubjectiveScores', 'TotalScore'});
30        writetable(data, 'path_to_output.xlsx');
31    end
32end
33
34% 答题卡识别和批改函数
35function [studentID, examNumber, score, subjectiveScores, totalScore] = gradeAnswerSheet(img)
36    % 在这里调用前面定义的图像处理、OCR识别、客观题批改、主观题分数识别和总分计算代码
37    % ...
38end

应用场景

教育：用于学校考试阅卷，减轻教师的工作负担。
考试机构：用于标准化考试阅卷，提高阅卷效率。
企业培训：用于员工培训测试，自动化评估员工的学习成果。

结论

基于MATLAB的模拟答题卡识别阅卷系统通过结合图像处理技术、OCR识别技术以及Excel文件处理功能，实现了对答题卡的自动识别和批改。系统通过MATLAB的App Designer构建了一个用户友好的GUI界面，使用户能够方便地上传答题卡图片并查看批改结果。该系统可以应用于教育、考试机构、企业培训等多个领域，提高阅卷的准确性和效率。随着技术的不断进步，此类系统将在实际应用中发挥更大的作用。

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