[发明专利]一种作业图像定位与分割方法及其装置

说明书

本发明涉及一种作业图像定位与分割方法及其装置，该方法包括：获取作业图像，对所述作业图像进行预处理，并获取所述作业图像的梯度图像；对所述梯度图像进行重构处理，得到重构后的梯度图像；对所述重构后的梯度图像进行边缘检测，得到所述梯度图像中作业纸张图像的边缘信息；根据所述边缘信息，对所述作业纸张图像的边界进行定位；提取所述作业纸张图像，并分割出各个题目。本发明所述的提取作业图像的方法通过拍照即可进行图像分析，并且不需要事先对作业纸张印制特殊标记块；该方法能够准确的将作业纸张图像从复杂的背景图像中提取出来，并进一步将各个题目分割保存，简便易行。

技术领域

本发明涉及图像处理与模式识别技术领域，具体涉及一种作业图像定位与分割方法及其装置。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，以及移动终端的迅速普及，在中小学教学领域，新的辅助教育与学习方式不断涌现。标准化的辅助考试方法已经相当普及，通过事先印制特定的答题卡，并要求学生在考试时将答案填涂到相应位置，最后通过机器读取答题卡实现自动判卷功能。该方法优点是处理速度快、准确，减轻了教师判卷的负担；其缺点是设备价格比较昂贵、对答题卡质量要求比较高，并且只能处理客观题。

基于图像处理方式的试卷分析，一般需要使用高速扫描仪对试卷进行扫描，并通过识别事先定义的标记块对试卷及内容进行提取和分析。使用高速扫描仪扫描试卷，对于考试还可以考虑使用，如果是平时每次的作业分析，由于不是每个学生都有扫描仪，需要老师将学生作业收集并扫描，这无疑增加了教师的工作负担，也与作业电子化初衷相违背。

目前现有技术大都集中于试卷分析，包括试卷中题目的分割与自动判卷等，很少有人关注到作业的电子化处理与分析。对于试卷处理，现有的技术通常假设试卷图像通过高速扫描仪进行扫描或拍照获取，并完全得到。然而，实际上在拍照获取试卷图像过程中，为了获取完整的试卷或作业纸张将不可避免的引入一些背景图像(如放置作业的课桌等)。这些背景图像将为试卷和作业的分析引入噪声，例如作业纸张与课桌边界就是一条清晰的直线，此外不同环境光照的差别也给图像提取增加了难度。此外，对于图像分析，一般要求在试卷或作业纸张中标注特定的标定块，而且在使用中要保持标定块的完整和整洁，对试卷纸张和印刷要求较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种作业图像定位与分割方法及其装置，该方法能够准确的将作业纸图像从复杂的背景图像中提取出来，并进一步将各个题目分割保存。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种作业图像定位与分割方法，包括：

S1：获取作业图像，对所述作业图像进行预处理，并获取所述作业图像的梯度图像；

S2：对所述梯度图像进行重构处理，得到重构后的梯度图像；

S3：对所述重构后的梯度图像进行边缘检测，得到所述梯度图像中作业纸张图像的边缘信息；

S4：根据所述边缘信息，对所述作业纸张图像的边界进行定位；

S5：提取所述作业纸张图像，并分割出各个题目。

可选的，所述步骤S1中对所述作业图像进行预处理，包括：

S11：对获取的作业图像进行灰度化处理，得到作业灰度图像；

S12：对所述灰度图像进行平滑去噪处理。

可选的，所述步骤S12中对所述灰度图像进行平滑去噪处理，包括：

对所述灰度图像进行均值滤波处理或中值滤波处理。

可选的，所述步骤S2中对所述梯度图像进行重构处理，包括：

S21：采用种子区域生长算法对所述梯度图像进行图像分割处理；