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基于图像处理的工程制图作业批改方法研究
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朱文博杜锋
摘?要:为了减轻制图教师批改尺规作业的工作量,提出一种基于图像处理的匹配算法。首先将纸质版作业拍照为图像;然后对图像进行灰度化,利用OTSU方法二值化,对有效区域进行裁剪,调节标准答案与学生作业像素尺寸大小,采用帧差法进行标准答案和学生作业的匹配,将标准答案与学生作业相减得出不同之处;最后在学生作业中将不同之处标记出来,从而实现尺规作业的自动批改。通过实验验证,该方法能快速准确地批改尺规作图。对于采用AutoCAD等软件绘图的作业只需另存为图片格式,同样适用于本文所述方法。
关键词:图像处理;图像匹配;帧差法;工程制图作业;自动批改
:TP391.4???:A
ResearchontheCorrectingMethodofEngineeringDrawing
HomeworkbasedonImageProcessing
ZHUWenbo,DUFeng
(SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)
teacherzwb@163.com;1002054400@
Abstract:Inordertoreducetheworkloadofdrawingteachersincorrectingruler-and-compassconstructionassignments,thispaperproposesamatchingalgorithmbasedonimageprocessing.Firstly,thepaperhomeworkisphotographedasanimagethatisthengrayedandbinarizedbyOTSUmethod.Theeffectiveareaisclipped,andthepixelsizeofthestandardanswerandthestudentshomeworkareadjusted.Theframedifferencemethodisusedtomatchthestandardanswerandstudentshomework.Thestandardanswerandthestudentshomeworkaresubtractedtogettheirdifferences,whicharefinallymarkedinstudentshomework.Therefore,theautomaticcorrectionofstudentshomeworkisrealized.Theexperimentalresultsshowthatthemethodcancorrectruler-and-compassconstructionhomeworkquicklyandaccurately.TheproposedmethodalsoappliestodrawinghomeworkwithsoftwaresuchasAutoCAD,whichonlyneedstobesavedasanimageformat.
Keywords:imageprocessing;imagematching;framedifferencemethod;engineeringdrawinghomework;automatic
correction
1??引言(Introduction)
工程制圖是工科学生必修的一门专业基础课程,是培养学生绘制与阅读各类机械图样能力的课程。要掌握此课程的知识,练习习题是必不可少的。练习习题可以分为两类,一类是计算机软件绘图;另一类是最为广泛的尺规绘图。目前已有一些针对计算机软件绘图自动批改的研究[1]。然而在尺规绘图方面,仍然是教师手动批改,这使得教师需要花费大量的精力批改习题,导致教师的科研效率大大降低。繁重的工作量使基于图像处理的自动批改系统得到较好的应用,其核心包括图像采集、图像处理、分析模块以及人机交互模块等。采用图像处理的方法如何自动批改大量的制图作业,减轻制图教师的工作量,是一个值得研究的课题。
2??研究现状(Researchstatus)
在现有的自动批改制图作业的方法中,绝
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