[发明专利]一种纸质作业拍照批改的方法

权利要求书

1.一种纸质作业拍照批改的方法，包括以下步骤：

步骤S1.照片处理：对纸质作业本的待批改页面照片依次进行高斯滤波去躁、锐化去雾和动态直方图均衡化处理光照平衡处理；其中，该纸质作业本由专业的老师为作业本编题组题等内容设计和排版设计，以增加识别成功率，同时作业本的题目已经被收录到题库中；

步骤S2.页码判别：以每节课时为单位进行提交经照片处理后的待批改页面照片，并获取当前待批改页面照片的页码，以便进行下一步与模板数据进行对照批改；

步骤S3.对齐操作：首先通过提取当前待批改页面照片和作业本对应页码图片的特征点，并对当前待批改页面照片和作业本对应页码图片的特征点集进行匹配，得到最优匹配点，然后利用仿射变换/透视变换等优化当前待批改页面照片和作业本对应页码图片之间的对应关系，从而求得变换参数，最后利用最优化参数，将当前待批改页面照片变形为与作业本对应页码图片同样的空间布局或将作业本对应页码图片变形为与当前待批改页面照片同样的空间布局，从而实现图片识别；

步骤S4.图片识别及答案批改：首先根据获取的当前待批改页面照片的页码，调取收录在题库中相应作业的模板数据，然后通过模板数据中的关键字去当前待批改页面照片各道题目的识别结果中查询，若有匹配结果视为作答正确，若无匹配结果视为作答错误。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，获取当前待批改页面照片的页码主要使用图像特征点进行当前待批改页面照片和从收录在题库中作业本的模板图片进行相似度计算，得到与当前照片最相似的模板图片，并从得到的模板图片携带的序号信息，得到当前待批改页面照片的页码。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取当前待批改页面照片的页码，具体步骤包括：

步骤S201.使用ORB算法进行特征点提取，分别从当前待批改页面照片和进行相似度计算的模板图片中查找出N个特征点；

步骤S202.采用特征向量匹配算法进行当前待批改页面照片和模板图片的特征点向量匹配，以获取所有的匹配点；

步骤S203.在获取所有的匹配点后，对不符合要求的匹配点进行删除,具体为，删除掉匹配点的欧氏距离大于最大欧氏距离的一半的所有匹配点；

步骤S204.依赖筛选后的匹配点进行当前待批改页面照片和模板图片的相似度计算，计算方法为：将所有的匹配点按照欧氏距离进行从小到大的排序，再将列表中每个匹配点的欧氏距离乘以索引求和，得到的值作为当前待批改页面照片与模板图片的相似度；

步骤S205.将当前待批改页面照片与所有的模板图片的相似度从小到大排序，并取第一个相似度的模板图片作为当前待批改页面照片最为相似的模板图片；

步骤S206.将当前待批改页面照片的特征点信息和最为相似的模板图片的特征点信息一并保存，以进行后续步骤的对齐操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中在得到当前待批改页面照片和模板图片的匹配点之后还进行下列操作：

步骤S301.使用opencv内置算法中的cv2.findHomography计算出当前待批改页面照片和模板图片的单应矩阵H，其中在cv2.findHomography的计算过程中，参数选择CV_RANSAC，即基于RANSAC的鲁棒方法；

步骤S302.在计算出单应矩阵H之后，运用图像的透视变换算法将当前待批改页面照片对齐到模板图片，得到与模板图片尺度特征及其近似的目标图片；若当前待批改页面照片与模板图片不匹配时，得到的目标图片为不可用照片。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4的通过模板数据中的关键字去当前待批改页面照片各道题目的识别结果中查询之前，按照提前做好的模板数据中的题目区域数据对当前待批改页面照片中的每道题目进行切分。