一种应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现

技术领域

本发明属于K12教育技术领域，具体为一种应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现。

背景技术

k12在线教育分为小学,初中,高中，2月份教育部就发布政策要求学校三通两平台，“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”"建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台"在线教育明显趋势就在这，政府都支持了，说明有刚性的需求在里面；在K12阶段学校教学过程中，老师几乎每天都会给学生布置作业，学生完成后在统一收集后交给老师，然后由老师进行检查及批阅后在返回给学生。

在这个过程中存在以下问题：1.交上来的作业老师无法快速检查出哪些学生未提交、哪些没有全部做完，哪些不是本人笔迹的情况，这些都属于作业质量问题，不仅反映了教学成果，而且是老师优化和改进教学方法的依据，老师平时工作非常忙，获取这些数据通过人工完成非常耗时而且会出现偏差，如果能通过技术手段解决这些事情，将会大大节省老师检查时间，提升工作效率和教学质量。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现。

本发明采用的技术方案如下：一种应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现，所述应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现的内部由扫描设备、PC主机及显示器、专用扫描客户端软件、智能作业检查系统，教师端这五部分构成。发明的物件需要结合场景，物件放置在学校固定场所，需要网络和电源的支持。

硬件构建说明：

扫描设备：将A4或A3专用纸张的作业进行电子信息化处理成图片文件；

PC主机及显示器：人机交互入口以及上传图片至云端处理中心；

专用客户端软件：方便学生可视化操作，控制输入和输出；

智能作业检查系统：获取上传的作业图片中的二维码并进行识别，确定学生及关联的作业模板，通过作业检查算法，分析作业的完成系数、真实系数并将结果推送到教师端显示。

在一优选的实施方式中，所述所述应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现包括以下步骤：

S1：先进行数据采集：学生打开PC主机上的专用客户端软件，将纸质作业放置到扫描仪送纸区域，一次可仅扫描自己的作业，也可以扫描多个人的作业，通过软件上的引导按钮启动扫描，扫描完成的图片为TIF格式，扫描后的图片将保存在PC主机指定存储文件夹内；

S2：数据校验：客户端软件会对文件夹内图片进行识别，捕获图片中的二维码并通过识别算法转换成学生信息和作业模板信息；

S3：数据上传：作业关联性校验完成后引导学生点击按钮提交上传，触发后客户端将作业图片上传至云端服务器，成功返回1，识别返回0，结束上传；

S4：数据检查算法及流程：作业图片文件上传云端后，触发云端的作业检查算法，分别进行作业完成情况、真实情况的检查，并给出相关结果系数；

S5：数据呈现：将检查结果进行汇总推送到教师端显示，包含未交作业学生、作答完成情况统计、真实情况统计

S6：结束整个系统流程，系统停止工作。

在一优选的实施方式中，所述步骤S2中，业有效性校验：将转换的作业模板信息与云端的模板进行比较，并判定当前作业对应的模板状态，状态激活为1，未激活为0，只有在状态为1的情况下允许进入学生信息校验，否则返回提交作业无效。

在一优选的实施方式中，所述步骤S2中，学生信息校验：将转换的学生信息与云端的学生信息数据进行比较，并判定学生信息状态，正常为1，已毕业为2，不存在为0，只有在正常状态下允许进入作业关联性校验，否则返回学生信息无效。

在一优选的实施方式中，所述步骤S2中，作业关联性校验：通过学生信息获取班级信息，并与作业信息关联的班级信息进行比较，若匹配状态为1，不匹配为0，只有在匹配状态下允许提交作业图片文件至云端作业检查系统服务器，否则返回关联性无效。

在一优选的实施方式中，所述步骤S4中，作业完成情况检查：通过关联的作业模板信息，将学生作业图片内作答区域按模板相应坐标位置剪切成若干独立的图片，并通过内容识别程序检查作业内容是否存在，客观题通过检测答案选项是否进行了填涂，主观题检查作答区域，将作答区面积、空白比例阀值结合进行判断，超过阀值视为作答返回1，未超过返回0；检查内容有效性，将内容与云端无效作答样本库中数据进行比较，若未匹配到无效样本则视为有效。

在一优选的实施方式中，所述步骤S4中，作业真实情况检查：通过识别学生作答的图片，将作答内容切割成若干小块，并逐个与该学生在系统中的作答笔迹库进行比对，若相近的小块数据达到算法规定的阀值则判断作业为本人笔迹，真实系数较高，若未达到则判断存在非本人作答可能，真实系数低。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，本发明通过将软硬件及图片识别算法、笔迹对比算法与云端大数据技术结合，通过技术手段实现学生自主提交作业，系统智能化分析作业质量，老师无需进行任何的动作即可完成作业质量的检查，并且弥补了线上阅卷系统在批阅试卷之外的不足。

2、本发明中，发明通过扫描设备及客户端，学生自主扫描纸质的家庭作业，系统将扫描后的作业图片数据上传作业检查云服务器端，通过云端智能算法识别并匹配对应的学生及作业模板，通过算法判定作业完成情况，作业真实情况，并将结果统计并反馈到教师端，从而减轻了教师的劳动负担，提高了工作效率，使得孩子们在受到教育时，老师的反馈更加迅速。

附图说明

图1为本发明的系统流程图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，一种应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现，所述应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现的内部由扫描设备、PC主机及显示器、专用扫描客户端软件、智能作业检查系统，教师端这五部分构成。发明的物件需要结合场景，物件放置在学校固定场所，需要网络和电源的支持。

硬件构建说明：

扫描设备：将A4或A3专用纸张的作业进行电子信息化处理成图片文件；

PC主机及显示器：人机交互入口以及上传图片至云端处理中心；

专用客户端软件：方便学生可视化操作，控制输入和输出；

智能作业检查系统：获取上传的作业图片中的二维码并进行识别，确定学生及关联的作业模板，通过作业检查算法，分析作业的完成系数、真实系数并将结果推送到教师端显示。

实施例一：

所述所述应用于K12教育领域的学生作业自助提交及智能检查系统的算法实现包括以下步骤：

S1：先进行数据采集：学生打开PC主机上的专用客户端软件，将纸质作业放置到扫描仪送纸区域，一次可仅扫描自己的作业，也可以扫描多个人的作业，通过软件上的引导按钮启动扫描，扫描完成的图片为TIF格式，扫描后的图片将保存在PC主机指定存储文件夹内；

S2：数据校验：客户端软件会对文件夹内图片进行识别，捕获图片中的二维码并通过识别算法转换成学生信息和作业模板信息，步骤S2中，业有效性校验：将转换的作业模板信息与云端的模板进行比较，并判定当前作业对应的模板状态，状态激活为1，未激活为0，只有在状态为1的情况下允许进入学生信息校验，否则返回提交作业无效；步骤S2中，学生信息校验：将转换的学生信息与云端的学生信息数据进行比较，并判定学生信息状态，正常为1，已毕业为2，不存在为0，只有在正常状态下允许进入作业关联性校验，否则返回学生信息无效；步骤S2中，作业关联性校验：通过学生信息获取班级信息，并与作业信息关联的班级信息进行比较，若匹配状态为1，不匹配为0，只有在匹配状态下允许提交作业图片文件至云端作业检查系统服务器，否则返回关联性无效，发明通过扫描设备及客户端，学生自主扫描纸质的家庭作业，系统将扫描后的作业图片数据上传作业检查云服务器端，通过云端智能算法识别并匹配对应的学生及作业模板，通过算法判定作业完成情况，作业真实情况，并将结果统计并反馈到教师端，从而减轻了教师的劳动负担，提高了工作效率，使得孩子们在受到教育时，老师的反馈更加迅速；

S3：数据上传：作业关联性校验完成后引导学生点击按钮提交上传，触发后客户端将作业图片上传至云端服务器，成功返回1，识别返回0，结束上传；

S4：数据检查算法及流程：作业图片文件上传云端后，触发云端的作业检查算法，分别进行作业完成情况、真实情况的检查，并给出相关结果系数，步骤S4中，作业完成情况检查：通过关联的作业模板信息，将学生作业图片内作答区域按模板相应坐标位置剪切成若干独立的图片，并通过内容识别程序检查作业内容是否存在，客观题通过检测答案选项是否进行了填涂，主观题检查作答区域，将作答区面积、空白比例阀值结合进行判断，超过阀值视为作答返回1，未超过返回0；检查内容有效性，将内容与云端无效作答样本库中数据进行比较，若未匹配到无效样本则视为有效，步骤S4中，作业真实情况检查：通过识别学生作答的图片，将作答内容切割成若干小块，并逐个与该学生在系统中的作答笔迹库进行比对，若相近的小块数据达到算法规定的阀值则判断作业为本人笔迹，真实系数较高，若未达到则判断存在非本人作答可能，真实系数低；

S5：数据呈现：将检查结果进行汇总推送到教师端显示，包含未交作业学生、作答完成情况统计、真实情况统计；本发明通过将软硬件及图片识别算法、笔迹对比算法与云端大数据技术结合，通过技术手段实现学生自主提交作业，系统智能化分析作业质量，老师无需进行任何的动作即可完成作业质量的检查，并且弥补了线上阅卷系统在批阅试卷之外的不足

S6：结束整个系统流程，系统停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。