東華理工大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目交互式網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)---溫志平答辯

1、交互式網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)交互式網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)的研究與實現(xiàn)東華理工大學(xué)東華理工大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”核工程與地球物理學(xué)院測控技術(shù)與儀器Team 溫志平* / 洪運 / 余業(yè)山趙世慧/桂明建 Supervisor方江雄*v 研究背景研究背景v 研究目的和意義研究目的和意義v 研究內(nèi)容研究內(nèi)容v 研究研究成果成果v 分析測試分析測試v 總結(jié)與展望總結(jié)與展望目錄目錄 ContantsContants. .研 究 背 景研 究 背 景 Background.研究背景研究背景教育現(xiàn)狀教育現(xiàn)狀 當(dāng)今社會，教育已經(jīng)大眾化，考試是考核學(xué)生的主要手段。如何保證閱卷的公平性、準(zhǔn)確性

2、以及效率，這一直都備受考生、家長以及社會的關(guān)注。這也是當(dāng)代教育的一個重要目標(biāo)。 網(wǎng)上閱卷技術(shù)的出現(xiàn)較好的決解了這個問題。圖圖1. 1. 歷年碩士研究生報名人數(shù)趨勢圖歷年碩士研究生報名人數(shù)趨勢圖1 12 23 34 4提高閱卷的效率與公正性實現(xiàn)試卷評閱的專業(yè)化實現(xiàn)教育管理的信息化便于數(shù)據(jù)分析網(wǎng)上閱卷的優(yōu)點研究背景研究背景閱卷系統(tǒng)現(xiàn)狀閱卷系統(tǒng)現(xiàn)狀光標(biāo)閱讀機評閱光標(biāo)閱讀機評閱 識別速度快識別速度快評閱準(zhǔn)確評閱準(zhǔn)確答題卡答題卡紙張質(zhì)量高紙張質(zhì)量高配套掃描設(shè)配套掃描設(shè)備昂貴備昂貴答題卡校正方式答題卡校正方式不靈活不靈活后期維護不方便后期維護不方便使用簡單使用簡單 圖像識別評閱圖像識別評閱 成本成本低低維

3、護方便維護方便評閱靈活評閱靈活 國內(nèi)有多家公司從事網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)，如山東的歐碼、深圳的海云天等。這些產(chǎn)品有一定的運用，但都有一定的限制。如模板建立復(fù)雜、糾偏效果不理想、識別匹配方法不成熟、價格昂貴等問題。 國外RemarkOffice遵守標(biāo)準(zhǔn)化的評閱的流程，但不符合國內(nèi)用戶使用習(xí)慣，也受到較大影響。研究背景研究背景閱卷系統(tǒng)現(xiàn)狀閱卷系統(tǒng)現(xiàn)狀研究目的和意義研究目的和意義Purpose and Significance.研究目的和意義可直接采用普通紙張，降低成本可直接采用普通紙張，降低成本無無需昂貴的專業(yè)掃描設(shè)備，簡化閱卷操作需昂貴的專業(yè)掃描設(shè)備，簡化閱卷操作采用先進圖像匹配算法，答案識別

4、率大大提高采用先進圖像匹配算法，答案識別率大大提高便捷高效的模板設(shè)計方案，輕松實現(xiàn)高速、高效的識別閱卷工作便捷高效的模板設(shè)計方案，輕松實現(xiàn)高速、高效的識別閱卷工作 針對當(dāng)前國內(nèi)外市場上網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)存在的針對當(dāng)前國內(nèi)外市場上網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)存在的試卷模板建立工作復(fù)雜、配套設(shè)備價格高、識別準(zhǔn)確率低等問題，本項目在大量的調(diào)研的基礎(chǔ)上提出了交互式閱卷系等問題，本項目在大量的調(diào)研的基礎(chǔ)上提出了交互式閱卷系統(tǒng)統(tǒng)。交互式交互式閱卷系統(tǒng)閱卷系統(tǒng)研 究 內(nèi) 容研 究 內(nèi) 容Contents.研究內(nèi)容研究內(nèi)容 圖圖2. 2. 閱卷系統(tǒng)工作流程圖閱卷系統(tǒng)工作流程圖研究內(nèi)容研究內(nèi)容 交互式閱卷系統(tǒng)交互式閱卷系統(tǒng)含含兩個模

5、塊：閱卷兩個模塊：閱卷系統(tǒng)客戶端（系統(tǒng)客戶端（C/SC/S）和閱卷系統(tǒng)服務(wù)器）和閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端（端（B/SB/S）。）。 通過面向服務(wù)架通過面向服務(wù)架構(gòu)構(gòu)(Service-(Service-Oriented ArchitectureOriented Architecture，SOA)SOA)將兩個模塊將兩個模塊互聯(lián)，從而保證了兩個模塊通信的安全互聯(lián)，從而保證了兩個模塊通信的安全性和可靠性。性和可靠性。圖圖3. 3. 交互式閱卷系統(tǒng)功能框架圖交互式閱卷系統(tǒng)功能框架圖研 究研 究 成 果成 果Achievements. 針對各種因素造成答題卡圖像產(chǎn)生傾斜和偏移的問題，本系統(tǒng)采用圖像針對各種因素造

6、成答題卡圖像產(chǎn)生傾斜和偏移的問題，本系統(tǒng)采用圖像參考點糾偏的模式，解決了參考點選擇的最優(yōu)化問題。整個過程操作簡單，參考點糾偏的模式，解決了參考點選擇的最優(yōu)化問題。整個過程操作簡單，易于實現(xiàn)。參考點識別速度快，糾偏校正后效果良好。易于實現(xiàn)。參考點識別速度快，糾偏校正后效果良好。 依靠高效的圖像識別算法，在普通質(zhì)量的紙張，較低的填涂要求，高速依靠高效的圖像識別算法，在普通質(zhì)量的紙張，較低的填涂要求，高速度的錄入和識別的前提下達(dá)到了對答題卡填涂信息的準(zhǔn)確、高效識別。度的錄入和識別的前提下達(dá)到了對答題卡填涂信息的準(zhǔn)確、高效識別。 提出了一種基于三層架構(gòu)及提出了一種基于三層架構(gòu)及SOASOA技術(shù)開發(fā)的軟

7、件構(gòu)架模型，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)的軟件構(gòu)架模型，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式存儲，提高了軟件數(shù)據(jù)的傳輸效率。系統(tǒng)具有安全、靈活的特性。的分布式存儲，提高了軟件數(shù)據(jù)的傳輸效率。系統(tǒng)具有安全、靈活的特性。 最終編寫出了閱卷系統(tǒng)客戶端和閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端兩個軟件模塊，最終編寫出了閱卷系統(tǒng)客戶端和閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端兩個軟件模塊，完成了軟件系統(tǒng)的整體功能。完成了軟件系統(tǒng)的整體功能。研究研究成果成果研究研究成果成果圖圖4. 4. 交互式閱卷系統(tǒng)客戶端模板定義界面交互式閱卷系統(tǒng)客戶端模板定義界面研究研究成果成果圖圖5. 5. 交互式閱卷系統(tǒng)客戶端圖像糾偏界面交互式閱卷系統(tǒng)客戶端圖像糾偏界面研究研究成果成果圖圖6. 6. 交

8、互式閱卷系統(tǒng)客戶端識別界面交互式閱卷系統(tǒng)客戶端識別界面研究研究成果成果圖圖7. 7. 交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面 1 1研究研究成果成果圖圖7. 7. 交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面 2 2研究研究成果成果圖圖7. 7. 交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面交互式閱卷系統(tǒng)服務(wù)器端界面 3 3分 析 測 試分 析 測 試Analysis and Test. 根據(jù)系統(tǒng)實際情況，選取了三所高根據(jù)系統(tǒng)實際情況，選取了三所高校的三次期末考試，收集答題卡掃描處校的三次期末考試，收集答題卡掃描處理，作為系統(tǒng)能效評估樣本數(shù)據(jù)。在這理，作為系統(tǒng)能效評估樣本數(shù)據(jù)。在這這些考試

9、中，考生人數(shù)在這些考試中，考生人數(shù)在10001000至至20002000之之間。間?？荚嚳颇靠荚嚳颇俊⒖荚囶}型多樣考試題型多樣，可最大，可最大程度模擬現(xiàn)實情況下的閱卷環(huán)境。程度模擬現(xiàn)實情況下的閱卷環(huán)境。分析測試分析測試圖圖8. 8. 系統(tǒng)測試樣本數(shù)據(jù)系統(tǒng)測試樣本數(shù)據(jù) 經(jīng)閱卷系統(tǒng)的高效運作，結(jié)果如圖經(jīng)閱卷系統(tǒng)的高效運作，結(jié)果如圖9 9： 考號識別率在考號識別率在 99.60% 99.60%以上，客觀題識以上，客觀題識別率在別率在 99.71% 99.71%以上，主觀題分?jǐn)?shù)的判閱正以上，主觀題分?jǐn)?shù)的判閱正確率在確率在 99.81% 99.81%以上。以上。分析測試分析測試圖圖9. 9. 系統(tǒng)測試樣

10、本閱卷識別情況系統(tǒng)測試樣本閱卷識別情況 這三次參加各科目考試的人數(shù)在千人左右，這三次參加各科目考試的人數(shù)在千人左右，考試考試科目種類繁多，試卷結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很好的檢驗，很好的檢驗了了交互式交互式閱卷系統(tǒng)對誤差控制的能力。閱卷系統(tǒng)對誤差控制的能力。 實踐表明實踐表明，對于紙張質(zhì)量低、填涂不好的客觀對于紙張質(zhì)量低、填涂不好的客觀題識別效果依舊很好，對考號識別以及主觀題分題識別效果依舊很好，對考號識別以及主觀題分?jǐn)?shù)讀入基本無誤數(shù)讀入基本無誤。這。這對對降低自動閱卷的成本降低自動閱卷的成本、提提高閱卷的速度高閱卷的速度、提升閱卷質(zhì)量提升閱卷質(zhì)量、創(chuàng)造公平競爭的創(chuàng)造公平競爭的考試環(huán)境考試環(huán)境具有顯著的作用。

11、具有顯著的作用?？偨Y(jié)與展望總結(jié)與展望Summary and Forecast.交互式閱卷系統(tǒng)交互式閱卷系統(tǒng) 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)上閱卷已經(jīng)成為閱卷隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)上閱卷已經(jīng)成為閱卷工作的主要趨勢。本項目首先從目前網(wǎng)上閱卷的整體工作的主要趨勢。本項目首先從目前網(wǎng)上閱卷的整體狀況出發(fā)，細(xì)致的分析、研究了網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的各種狀況出發(fā)，細(xì)致的分析、研究了網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的各種需求，提出了一整套交互式閱卷系統(tǒng)的設(shè)計方案，把需求，提出了一整套交互式閱卷系統(tǒng)的設(shè)計方案，把閱卷工作分為閱卷工作分為客觀題的自動識別評閱和和主觀題人工網(wǎng)上閱卷兩部分，分別進行詳細(xì)分析和設(shè)計。開發(fā)出了兩部分，分別進行詳細(xì)分析和

12、設(shè)計。開發(fā)出了一套一套高效可行高效可行的的交互式閱卷系統(tǒng)交互式閱卷系統(tǒng)。并在實踐中得到應(yīng)。并在實踐中得到應(yīng)用，實踐結(jié)果證明了系統(tǒng)的用，實踐結(jié)果證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和和高效性高效性?？偨Y(jié)與展望總結(jié)與展望 但是，目前的網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)往往只注重于實現(xiàn)但是，目前的網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)往往只注重于實現(xiàn)單一的閱卷功能，而對閱卷以而對閱卷以外的需求關(guān)心甚少，閱卷系統(tǒng)與其他系統(tǒng)是外的需求關(guān)心甚少，閱卷系統(tǒng)與其他系統(tǒng)是孤立的，數(shù)據(jù)無法直接共享。與其他。與其他教育管理系統(tǒng)教育管理系統(tǒng)沒有較好的關(guān)聯(lián)性，缺乏對數(shù)字信息的的整合與利用。 為了滿足向其它教育資源管理輔助決策系統(tǒng)提供考生的成績以供分析，為合為了滿

13、足向其它教育資源管理輔助決策系統(tǒng)提供考生的成績以供分析，為合理調(diào)配教育資源提供參考。理調(diào)配教育資源提供參考。 我們設(shè)想，將本系統(tǒng)與云計算結(jié)合我們設(shè)想，將本系統(tǒng)與云計算結(jié)合總結(jié)與展望總結(jié)與展望 我們在系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了擴展性我們在系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了擴展性方面的需求，在后期可與方面的需求，在后期可與云技術(shù)云技術(shù)結(jié)合來拓結(jié)合來拓展完善本套系統(tǒng)，利用云技術(shù)高拓展性的展完善本套系統(tǒng)，利用云技術(shù)高拓展性的特點，系統(tǒng)可以在需要時方便地進行擴展，特點，系統(tǒng)可以在需要時方便地進行擴展，增加新接口，與現(xiàn)有或新開發(fā)的系統(tǒng)進行增加新接口，與現(xiàn)有或新開發(fā)的系統(tǒng)進行集成。集成。 在此，我們大膽地作一個預(yù)測：在不在此，我們大膽地作一個預(yù)測：在不遠(yuǎn)的將來，一系列現(xiàn)有和新開發(fā)的教育管遠(yuǎn)的將來，一系列現(xiàn)有和新開發(fā)的教育管理信息系統(tǒng)將通過云接口與此次開發(fā)的閱理信息系統(tǒng)將通過云接口與此次開發(fā)的閱卷系統(tǒng)共享、交換數(shù)據(jù)，甚至有可能發(fā)展卷系統(tǒng)共享、交換數(shù)據(jù)，甚至有可能發(fā)展成為教育管理的門戶，將教育管理信息化成為教育