本发明属于学生学习辅助工具领域，具体涉及一种自动化作业习题对错指示方法及系统。
背景技术：
现有技术中作业的批改大多采用家长人工批改，费时费精力；或者通过手机app程序pp实现作业判错，需要先打开手机和对应app拍照，然后在app画面上看答案指示，人工操作步骤多，不方便，速度慢。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种自动化作业习题对错指示方法及系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种自动化作业习题对错指示方法，该方法为：
采集彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；
获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
上述方案中，所述将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像，之后该方法包括确定图像变形系数。
上述方案中，该方法：根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，从所述新的待判定图像中获取每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字；根据图像变形系数对投影输出的彩色对号或错号重新确定位置和大小。
上述方案中，所述标准习题集为预存了每页习题标准图像组，定义为s[]，和每页习题里对应的每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小。
上述方案中，所述彩色参考线框中，线框的颜色定义为c0，线框在投影画面中的矩形定义为r0,r0的位置定义为r0.x、r0.y，r0的大小定义为r0.width、r0.height。
上述方案中，所述将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像，具体为：将包含彩色彩色参考线框的该待判定图像定义为p0，通过标准函数从图像p0中提取颜色为c0的彩色参考线框图案的轮廓矩形r1，并从图像p0中提取矩形r1包括的图形，定义为p1；通过标准图像特征提取函数提取图像p1的特征向量vp1，使用相同图像特征提取函数提取图像组s[]中每个标准习题图像s[i]的特征向量，定义为vs[]；并用标准特征匹配函数计算特征向量vp1与vs[]中每个特征向量vs[i]的匹配器对象，定义为mc[]，定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数为mc[i].k；定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数mc[i].k最大值的下标为j，即mc[j].k＝max(mc[].k)，与图像p1匹配度最高的预存系统标准图像为s[j]，对应的特征向量为vs[j]，对应的匹配器对象为mc[j]。
上述方案中，所述确定图像变形系数，具体为：通过标准单应性透视变换矩阵计算函数，根据vp1、vs[j]和mc[j]求的p1到s[j]的透视变换矩阵为h0，s[j]到p1的透视变换矩阵为h1；所述根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，具体为：通过标准透视变换函数，根据h0计算p1的透视变换图像，定义为p2。
上述方案中，从所述新的待判定图像中获取每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字；根据图像变形系数对投影输出的彩色对号或错号重新确定位置和大小，具体为：定义预存的标准习题集s[n]所对应的全部小题答题块为a[]，定义每个小题答题块的文字为a[i].daan，定义每个小题答题块在s[n]中位置和大小矩阵a[i].rect0；通过标准图像处理函数，取得p2中a[i].rect0位置的答题子图像，定义为a[i].p；通过标准噢ocr文字识别函数，取得答题图像a[i].p的答题文字，定义a[i].dati；2)定义a[i]的答题指示图像为a[i].result，如果a[i].dati和a[i].daan相等，则a[i].result＝对勾√图像；否则，a[i].result＝叉╳图像；通过标准透视变换函数，根据h1计算a[i].rect0的透视变换矩阵，定义为a[i].rect1，在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置显示对勾√或叉╳指示图像a[i].result，该图案将显示在习题表面对应小题答题的位置上。
上述方案中，该方法还包括在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置上，显示预存的题型讲解文字、重点标注图案、正确答案等相关学习辅助图文，同时播放预先录制的对应辅导讲解语音；将答题数据上传至物联网云平台，进而存储在服务器上。
本发明实施例还提供一种自动化作业习题对错指示系统，该系统包括视频采集摄像单元、投影单元、数据处理单元；
所述视频采集摄像单元，用于采集位于其下方的彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
所述数据处理单元，用于将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；还用于获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
所述投影单元，用于向等待批改的作业本或者试卷纸张上投影彩色参考线框；还用于根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
与现有技术相比，本发明能够实现自动化、高速的答题对错指示，克服了现有技术存在的问题，能够为学生带来更好的学习体验，帮助学生更好的掌握知识，为家长、老师和学校掌握学生学习情况，评估教学效果，个性化针对性教育提供量化依据。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种自动化作业习题对错指示方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种自动化作业习题对错指示方法，如图1所示，该方法通过以下步骤实现：
步骤101：采集彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
具体地，所述彩色参考线框中，线框的颜色定义为c0，线框在投影画面中的矩形定义为r0,r0的位置定义为r0.x、r0.y，r0的大小定义为r0.width、r0.height。
步骤102：将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；
进一步地，之后该方法包括确定图像变形系数。
根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，从所述新的待判定图像中获取每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字；根据图像变形系数对投影输出的彩色对号或错号重新确定位置和大小。
所述标准习题集为预存了每页习题标准图像组，定义为s[]，和每页习题里对应的每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小。
将包含彩色彩色参考线框的该待判定图像定义为p0，通过标准函数从图像p0中提取颜色为c0的彩色参考线框图案的轮廓矩形r1，并从图像p0中提取矩形r1包括的图形，定义为p1；通过标准图像特征提取函数提取图像p1的特征向量vp1，使用相同图像特征提取函数提取图像组s[]中每个标准习题图像s[i]的特征向量，定义为vs[]；并用标准特征匹配函数计算特征向量vp1与vs[]中每个特征向量vs[i]的匹配器对象，定义为mc[]，定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数为mc[i].k；定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数mc[i].k最大值的下标为j，即mc[j].k＝max(mc[].k)，与图像p1匹配度最高的预存系统标准图像为s[j]，对应的特征向量为vs[j]，对应的匹配器对象为mc[j]。
所述确定图像变形系数，具体为：通过标准单应性透视变换矩阵计算函数，根据vp1、vs[j]和mc[j]求的p1到s[j]的透视变换矩阵为h0，s[j]到p1的透视变换矩阵为h1；所述根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，具体为：通过标准透视变换函数，根据h0计算p1的透视变换图像，定义为p2。
步骤103：获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
具体地：定义预存的标准习题集s[n]所对应的全部小题答题块为a[]，定义每个小题答题块的文字为a[i].daan，定义每个小题答题块在s[n]中位置和大小矩阵a[i].rect0；通过标准图像处理函数，取得p2中a[i].rect0位置的答题子图像，定义为a[i].p；通过标准噢ocr文字识别函数，取得答题图像a[i].p的答题文字，定义a[i].dati；2)定义a[i]的答题指示图像为a[i].result，如果a[i].dati和a[i].daan相等，则a[i].result＝对勾√图像；否则，a[i].result＝叉╳图像；通过标准透视变换函数，根据h1计算a[i].rect0的透视变换矩阵，定义为a[i].rect1，在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置显示对勾√或叉╳指示图像a[i].result，该图案将显示在习题表面对应小题答题的位置上，实现了答案对错的自动化、高速的指示。
步骤104：根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置上，显示预存的题型讲解文字、重点标注图案、正确答案等相关学习辅助图文，同时播放预先录制的对应辅导讲解语音，能够直观并图文并茂的帮助答题学生更好的掌握知识。
将答题数据上传至物联网云平台，进而存储在服务器上，使得用户可以通过移动终端或pc等网络设备实时查看作业的得分、易错题型、易错知识点等信息，对学生的学习状态进行评估。
所述彩色参考线框和彩色对勾√或叉╳指示图案的颜色均选为红色。
本发明实施例还提供一种自动化作业习题对错指示系统，该系统包括视频采集摄像单元、投影单元、数据处理单元；
所述视频采集摄像单元用于采集位于其下方的彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
所述数据处理单元用于将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；还用于获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
所述投影单元用于向等待批改的作业本或者试卷纸张上投影彩色参考线框；还用于根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
1.一种自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，该方法为：
采集彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；
获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
2.根据权利要求1所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，所述将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像，之后该方法包括确定图像变形系数。
3.根据权利要求2所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，该方法：根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，从所述新的待判定图像中获取每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字；根据图像变形系数对投影输出的彩色对号或错号重新确定位置和大小。
4.根据权利要求3所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，所述标准习题集为预存了每页习题标准图像组，定义为s[]，和每页习题里对应的每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小。
5.根据权利要求有1-4任意一项所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，所述彩色参考线框中，线框的颜色定义为c0，线框在投影画面中的矩形定义为r0,r0的位置定义为r0.x、r0.y，r0的大小定义为r0.width、r0.height。
6.根据权利要求有5所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，所述将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像，具体为：将包含彩色彩色参考线框的该待判定图像定义为p0，通过标准函数从图像p0中提取颜色为c0的彩色参考线框图案的轮廓矩形r1，并从图像p0中提取矩形r1包括的图形，定义为p1；通过标准图像特征提取函数提取图像p1的特征向量vp1，使用相同图像特征提取函数提取图像组s[]中每个标准习题图像s[i]的特征向量，定义为vs[]；并用标准特征匹配函数计算特征向量vp1与vs[]中每个特征向量vs[i]的匹配器对象，定义为mc[]，定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数为mc[i].k；定义mc[]中每个匹配器对象的关键匹配点个数mc[i].k最大值的下标为j，即mc[j].k＝max(mc[].k)，与图像p1匹配度最高的预存系统标准图像为s[j]，对应的特征向量为vs[j]，对应的匹配器对象为mc[j]。
7.根据权利要求有6所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，所述确定图像变形系数，具体为：通过标准单应性透视变换矩阵计算函数，根据vp1、vs[j]和mc[j]求的p1到s[j]的透视变换矩阵为h0，s[j]到p1的透视变换矩阵为h1；所述根据图像变形系数对该待判定图像进行转换获得新的待判定图像，具体为：通过标准透视变换函数，根据h0计算p1的透视变换图像，定义为p2。
8.根据权利要求有7所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，从所述新的待判定图像中获取每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字；根据图像变形系数对投影输出的彩色对号或错号重新确定位置和大小，具体为：定义预存的标准习题集s[n]所对应的全部小题答题块为a[]，定义每个小题答题块的文字为a[i].daan，定义每个小题答题块在s[n]中位置和大小矩阵a[i].rect0；通过标准图像处理函数，取得p2中a[i].rect0位置的答题子图像，定义为a[i].p；通过标准噢ocr文字识别函数，取得答题图像a[i].p的答题文字，定义a[i].dati；2)定义a[i]的答题指示图像为a[i].result，如果a[i].dati和a[i].daan相等，则a[i].result＝对勾√图像；否则，a[i].result＝叉╳图像；通过标准透视变换函数，根据h1计算a[i].rect0的透视变换矩阵，定义为a[i].rect1，在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置显示对勾√或叉╳指示图像a[i].result，该图案将显示在习题表面对应小题答题的位置上。
9.根据权利要求有8所述的自动化作业习题对错指示方法，其特征在于，该方法还包括在投影画面中(r0.x a[i].rect1.x,r0.y a[i].rect1.y)的位置上，显示预存的题型讲解文字、重点标注图案、正确答案等相关学习辅助图文，同时播放预先录制的对应辅导讲解语音；将答题数据上传至物联网云平台，进而存储在服务器上。
10.一种自动化作业习题对错指示系统，其特征在于，该系统包括视频采集摄像单元、投影单元、数据处理单元；
所述视频采集摄像单元，用于采集位于其下方的彩色参考线框内的等待批改的作业本或者试卷纸张的待判定图像；
所述数据处理单元，用于将该待判定图像与标准习题集对比找出匹配度最高的标准习题图像；每个标准习题图像中均包含每个小题答题块的标准答案文字、位置和大小；还用于获取该待判定图像中每个小题答题块的小题答题子图像，并且通过标准函数从小题答题子图像中识别答题文字，并与标准习题图像中相应的小题答题块的标准答案文字进行对比，确定该待判定图像中每个小题答题块的答题对错；
所述投影单元，用于向等待批改的作业本或者试卷纸张上投影彩色参考线框；还用于根据待判定图像中每个小题答题块的对错在对应作业本或者试卷纸张上的对应位置投影输出彩色对号或错号，以指示答题是否正确。
技术总结