Xây dựng hệ thống chấm điểm thi trắc nghiệm sử dụng camera.

- Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn, các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành chƣơng trình phần mềm Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám Hiệu trƣờng Đại Học Thái Bình cùng các thầy, cô giáo trong Khoa - nơi tôi công tác đã tạo điều kiện cho tôi theo khóa học và hoàn thành chƣơng trình phần mềm chấm thi trắc nghiệm sử dụng camera Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, thầy cô giáo đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn Tác giả Tống Thị Lan 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.
- Kết quả đạt đƣợc.
- TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM.
- 12 THI TRẮC NGHIỆM.
- Giới thiệu hệ thống.
- Những hệ thống chấm thi hiện tại.
- Phần mềm OMR.
- Mô tả hệ thống.
- Sơ đồ khối hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm.
- PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM.
- 45 THI TRẮC NGHIỆM SỬ DỤNG CAMERA.
- Phân tích hệ thống.
- Thuật toán nhận dạng phiếu thi.
- Tìm vùng chứa thông tin trên phiếu thi.
- Nhận dạng thông tin.
- Phần mềm chấm thi trắc nghiệm.
- 53 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ ĐÁNH GIÁ.
- Hàm xác định 4 góc.
- Hàm xác định góc nghiêng.
- Kỹ thuật định vị và nhận dạng thông tin trên phiếu trả lời trắc nghiệm.
- Hàm đánh nhãn cho các đối tƣợng thông tin.
- Xây dựng phần mềm chấm thi trắc nghiệm.
- Kết quả của thuật toán.
- Kết quả xây dựng thuật toán.
- Kết quả của thuật toán chấm thi trắc nghiệm đã đề xuất.
- Đánh giá kết quả.
- 1: Sơ đồ khối hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm.
- 14: Kết quả xoay ảnh Ánh xạ ngƣợc (A) và Ánh xạ xuôi (B.
- 2: Thực hiện phép biến đổi phối cảnh để chuẩn hóa phiếu thi.
- 4: Đặc điểm của các vùng chứa thông tin trên phiếu thi.
- 6: Xác định nội dung thông tin vùng số báo danh và mã đề.
- 7: Xác định nội dung thông tin vùng trả lời.
- 4: Sơ đồ khối thực hiện định vị và nhận dạng thông tin.
- 15: Mẫu không nhận dạng đƣợc vùng phiếu thi.
- 17: Biên và 4 góc của phiếu thi.
- 20: Ảnh phiếu thi sau khi tăng độ sáng.
- 21: Ảnh phiếu thi sau khi thực hiện phép mở.
- 22: Các vùng chứa thông tin trên phiếu thi.
- 25: Kết quả nhận dạng thông tin vùng số báo danh.
- 26: Kết quả nhận dạng thông tin vùng mã đề.
- 27: Kết quả nhận dạng thông tin vùng trả lời.
- 28: Kết quả chấm thi trên các mẫu đã chuẩn bị.
- 70 8 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ORM Optical Mark Recognition (OMR) Machine ADF Automatic document feeder PTLTN Phiếu trả lời trắc nghiệm CSDL Cơ sở dữ liệu TH Trƣờng hợp CV Computer Vision 9 PHẦN MỞ ĐẦU 1.
- Tính cấp thiết của đề tài Phƣơng pháp thi trắc nghiệm từ lâu đã đƣợc các nƣớc có nền giáo dục phát triển sử dụng nhằm đánh giá năng lực của học sinh.
- Với những ƣu điểm nổi bật của việc thi trắc nghiệm là đánh giá kiến thức một cách toàn diện nhất, tránh việc học tủ học lệch cũng nhƣ các vấn đề gian lận trong kỳ thi.
- Do bài thi trắc nghiệm có các đáp án cố định nên giúp việc chấm thi trở nên khách quan, trung thực hơn, kết quả bài thi sẽ không phụ thuộc vào yếu tố mang tính chất chủ quan của ngƣời chấm.
- Các máy chấm thi trắc nghiệm cũng đƣợc thiết kế để phục vụ công tác chấm thi.
- Việc chấm thi bằng máy sẽ cho kết quả nhanh, chính xác đồng thời cũng giảm áp lực cho con ngƣời vì khi chấm bài thi trắc nghiệm bằng tay sẽ rất nhàm chán.
- Máy chấm thi trắc nghiệm chuyên dụng, hay còn gọi là Optical Mark Recognition (OMR) Machine là một loại máy đƣợc thiết kế ra để chấm điểm thi trắc nghiệm một cách nhanh và chính xác.
- Máy OMR thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá kết quả thi thông qua hình thức trắc nghiệm với số lƣợng lớn.
- Tính ổn định và độ chính xác cao của hệ thống làm cho máy OMR có đƣợc độ tin cậy cao và thƣờng đƣợc sử dụng ở những tổ chức giáo dục và đánh giá lớn.
- Nhƣng những tính năng này cũng tạo nên giá thành cao của hệ thống và cản trở việc phổ biến máy OMR trên thị trƣờng.
- Do đó, những tổ chức giáo dục vừa và nhỏ, những trƣờng học muốn tổ chức những kỳ thi trắc nghiệm riêng của họ để tiến hành đánh giá học sinh, sinh viên định kỳ lại không đủ chi phí mua cũng nhƣ duy trì những chiếc máy nhƣ thế này.
- Chính vì những lý do nhƣ thế này mà em đã chọn đề tài “Xây dựng hệ thống chấm điểm thi trắc 10 nghiệm sử dụng camera” với yêu cầu đặt ra là cấu trúc phần cứng nhỏ gọn, xử lý nhanh, chi phí thấp mà vẫn có khả năng đạt đƣợc hiệu quả nhƣ mong muốn.
- Hệ thống này phải có khả năng ứng dụng cao trong các kỳ thi ở mọi cấp bậc, kỳ thi tuyển sinh đại học, các kỳ thi tiếng Anh quốc tế, giảm thiểu đáng kể những chi phí không cần thiết cho việc chấm thi thủ công hoặc sử dụng những thiết bị đƣợc nhập về nhƣ hiện nay.
- Mục tiêu và nội dung thực hiện của đề tài Với những hạn chế của các loại máy chấm trắc nghiệm trên, mục tiêu của đề tài “Xây dựng hệ thống chấm điểm thi trắc nghiệm sử dụng camera” là đề xuất xây dựng hệ thống chấm điểm trắc nghiệm khắc phục đƣợc những hạn mà một số phần mềm đã có trên thị trƣờng chƣa giải quyết đƣợc nhƣ.
- Thuật toán xử lý, nhận dạng nội dung phiếu thi phải nhanh, đảm bảo đƣợc độ chính xác, tin cậy cao.
- Thuật toán này phải nhận dạng đƣợc cả các phiếu thi in trên các loại giấy thông dụng, yêu cầu về độ chính xác khi in ấn không cần quá cao.
- Nghiên cứu, đề xuất hệ thống, thuật toán nhận dạng vùng ảnh và xử lý thông tin của phiếu thi.
- Thiết kế, xây dựng dữ liệu quản lý tham số bài thi phục vụ công tác chuẩn bị trƣớc khi chấm thi và lƣu trữ thông tin sau khi chấm thi.
- Chƣơng 1: Tổng quan về hệ thống chấm điểm thi trắc nghiệm - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết - Chƣơng 3: Phân tích và thiết kế hệ thống chấm điểm thi trắc nghiệm sử dụng camera - Chƣơng 4: Kết quả đạt đƣợc và đánh giá 11 3.
- Kết quả đạt đƣợc Bằng phƣơng pháp thực nghiệm, phần mềm chấm điểm thi trắc nghiệm sử dụng camera đã hoàn thành và đáp ứng các các yêu cầu đặt ra.
- Chấm điểm với nhiều file ảnh phiếu thi chụp từ trƣớc.
- Thực nghiệm cho thấy thuật toán đã đề ra đạt độ chính xác 100% với các mẫu phiếu thi đã chuẩn bị, thời gian chấm thi nhanh.
- TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM THI TRẮC NGHIỆM 1.1.
- Giới thiệu hệ thống Từ năm 2007, Bộ giáo dục và Đào tạo đã chuyển một số môn thi của các kỳ thi cấp Quốc gia nhƣ thi tốt nghiệp Trung học phổ thông, thi tuyển sinh vào các trƣờng Cao đẳng, Đại học từ hình thức tự luận sang trắc nghiệm.
- Không chỉ ở những kỳ thi cấp Quốc gia mà hiện nay nhiều trƣờng trung học, cao đẳng, đại học cũng đã áp dụng hình thức thi trắc nghiệm ở rất nhiều môn học và đã nhận đƣợc những phản hồi tích cực từ phía học sinh, sinh viên.
- Những hệ thống chấm thi hiện tại 1.2.1.
- Máy OMR Máy chấm thi trắc nghiệm chuyên dụng, hay còn gọi là Optical Mark Recognition (OMR) Machine [1] là một loại máy đƣợc thiết kế ra để chấm điểm thi trắc nghiệm một cách nhanh và chính xác.
- Phần mềm OMR Trong khi những chiếc máy OMR làm chủ công nghệ và thị trƣờng phục vụ nhu cầu đánh giá kỳ thi trắc nghiệm thì vẫn tồn tại những nhu cầu về một thiết bị nhỏ gọn hơn mà thỏa mãn đƣợc những yêu cầu về độ ổn định và độ chính xác cao.
- Sự ra đời của phần mềm OMR kết hợp với máy scan thực sự đã là một giải pháp thay thế cho việc chấm thi trắc nghiệm tự động.
- Đây là một giải pháp phần mềm, để thực hiện chấm thi đƣợc cần phải kết hợp với một hệ thống máy tính và máy scan.
- Điều này đồng nghĩa với tính tự động và tốc độ của hệ thống chấm thi sử dụng máy scan ép phẳng sẽ rất thấp.
- Khi kết hợp ADF với phần mềm OMR sẽ tạo nên một hệ thống chấm thi khá khả quan.
- Tuy nhiên giá thành cho cả hệ thống bao gồm phần mềm OMR, máy tính, và máy scan ADF rất đắt.
- Chính vì vậy nên rất nhiều trƣờng trung học phổ thông, đại học và các tổ chức giáo dục vừa và nhỏ đã không chọn phần mềm OMR kết hợp với máy scan làm công cụ chấm thi trắc nghiệm tự động.
- Mô tả hệ thống 1.3.1.
- Yêu cầu đặt ra Yêu cầu đặt ra là thiết kế một hệ thống đơn giản, giá cả hợp lý mà vẫn đảm bảo đƣợc độ ổn định, tính chính xác và tốc độ cao trong quá trình hoạt động.
- Hệ thống đề xuất cần phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau: 14  Yêu cầu về giá thành và độ phức tạp: Hệ thống phải có giá thành cũng nhƣ chi phí vận hành rẻ hơn so với hệ thống máy OMR và hệ thống sử dụng phần mềm OMR đồng thời phải đơn giản và dễ dàng hơn trong quá trình làm việc cũng nhƣ bảo trì.
- Hệ thống có thể chấm thi tự động với khay đựng đƣợc nhiều giấy.
- Hệ thống nhận dạng và chấm đƣợc điểm thi trắc nghiệm ở nhiều hình thức khác nhau.
- Hệ thống phải hoạt động ổn định, chính xác ở tốc độ cao.
- Hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm đề xuất.
- Hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm đề xuất gồm 3 thành phần cơ bản: khay tời giấy, camera độ phân giải cao và hệ thống máy tính.
- Hệ thống máy tính có thể là máy để bàn hoặc máy tính xách tay có cài hệ điều hành Windows và một số phần mềm ứng dụng khác nhƣ Matlab, Office… 1.3.2.
- Sơ đồ khối hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm Hình 1.
- 1: Sơ đồ khối hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm Sơ đồ khối hệ thống tự động chấm thi trắc nghiệm do nhóm đề xuất đƣợc giới thiệu trong hình 1.1, trong đó có những khối chức năng cơ bản sau.
- Phần cứng Hệ thống tời giấy tích hợp camera, là một hệ thống cơ khí tự động đƣa PTLTN từ khay đựng phiếu tới vị trí xác định để camera thu nhận hình ảnh.
- Camera sẽ đƣợc Phần mềm Phiếu trả lời trắc nghiệm Phần cứng Hệ thống tời giấy tích hợp camera Nhận dạng phiếu thi Tìm vùng chứa thông tin trên phiếu thi Nhận dạng thông tin File hoặc CSDL Ảnh 15 kết nối với máy vi tính có cài đặt phần mềm OMR.
- Phần mềm Nhận dạng vùng chứa phiếu thi trong ảnh, vùng chứa thông tin trên phiếu thi (mã đề, số báo danh, phần trả lời) và xử lý thông tin để cho ra kết quả.
- Kết quả sẽ đƣợc lƣu vào file hoặc CSDL để in ấn, thống kê.
- Cơ chế làm việc Cơ chế làm việc của hệ thống đƣợc chia thành 3 quá trình: 1.
- Thông qua hệ thống tời giấy, PTLTN đƣợc đƣa đến vị trí xác định để camera thu nhận ảnh.
- Kết thúc quá trình thu nhận ảnh, tín hiệu chỉ thị tời đƣợc gửi tới hệ thống tời giấy.
- Hệ thống tời giấy sẽ đƣa PTLTN từ vị trí chụp ra ngoài, đồng thời đƣa PTLTN mới vào vị trí chụp.
- Quá trình đọc thông tin trên ảnh Dữ liệu ảnh từ quá trình 1 đƣợc tiền xử lý nhằm mục đích lọc nhiễu và nâng cao chất lƣợng ảnh.
- Ảnh sau chuẩn hóa đƣợc trích chọn các vùng thông tin: vùng số báo danh, vùng mã đề, vùng trả lời.
- Việc sử dụng thuật toán nhận dạng dấu tích trên từng vùng sẽ cho ta thông tin bài thi.
- Quá trình đánh giá và xuất kết quả: Thông tin bài thi từ quá trình 2 sẽ đƣợc xem xét, đánh giá.
- Tiến hành so sánh thông tin bài thi với đáp án tƣơng ứng, ta sẽ đƣa ra đƣợc kết quả bài thi

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt