基于深度学习的拍照式阅卷机及公式识别技术研究

发布时间：2023-10-18 18:25

　　随着科技的快速发展,计算机网上阅卷系统在高考、中考、教育局统考以及学校日常考试的应用日益普及,但是目前广泛应用于学校的限于光标阅卷机,其作用仅仅能够对考试中客观题例如选择题进行判卷。近几年大数据时代的到来,人工智能领域发展迅速,在机器翻译、语义分析等领域展现了强大的能力,本课题根据阅卷机的国内外研究现状,对阅卷机的机构装置设计与初等数学公式识别作为关键性技术进行研究。目前教育行业采用的光标阅卷机主要以答题卡为介质,而打印机、绘图仪等设备则是以打印纸、绘图纸为介质,因此,以考生试卷为分析对象,设计一套对试卷进行走纸拍照的装置有着不小的意义。本课题机械设计部分,根据考生试卷尺寸、摩擦系数等物理性质,对试卷在走纸过程做了力学理论分析,通过计算对阅卷机传动部分进行选型和设计,并对传动齿轮、传动轴等关键部分按照相应强度理论做出了理论校核。并且,考虑到阅卷机的工作特点及阅卷装置的紧凑性、安全性、可调试性等特性,对夹卷、抖捻、送卷、收卷等机构进行设计,利用Solidworks软件三维建模,发现各机构间干涉、布局等问题,通过不断优化和改善,完成最终阅卷装置的机械设计。选择初等数学公式识别为另一项关键技...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 阅卷机国内外研究现状
        1.2.1 阅卷机硬件结构研究现状
        1.2.2 阅卷识别研究现状
        1.2.3 公式识别研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本文的难点分析
第二章 拍照式阅卷机结构设计
    2.1 阅卷机工作原理介绍及传动机构选型
        2.1.1 阅卷机走卷工作原理分析
        2.1.2 参数设计
        2.1.3 扭矩计算及电机选型
        2.1.4 传动齿轮与轴的设计与校核
    2.2 夹卷机构设计
    2.3 捻纸机构设计
    2.4 传纸机构
    2.5 其他设计
    2.6 整体设计及三维建模
    2.7 本章小结
第三章 手写公式识别难点分析与训练数据集处理
    3.1 手写初等数学公式识别问题的难点分析
        3.1.1 手写数学公式中的局部歧义问题
        3.1.2 数学公式复杂的二维结构
        3.1.3 解题语句中汉字与数学字符混杂
    3.2 训练图片的收集处理与LABEL的建立
        3.2.1 数据集的建立与收集
        3.2.2 数据集的处理
    3.3 图片预处理和LABEL编码的部分代码展示
    3.4 本章小结
第四章 手写初等数学公式识别功能的研究与实现
    4.1 基于CNN的手写公式特征提取网络
        4.1.1 CNN网络特征提取理论基础
        4.1.2 不同尺度的图像特征提取网络
    4.2 提取特征和LABEL的编码
    4.3 编码特征的解码
        4.3.1 RNN网络理论基础
        4.3.2 基于GRU的编码特征解码网络
    4.4 范围预测
    4.5 手写公式识别网络总体设计
    4.6 本章小结
第五章 手写公式识别训练结果分析与验证
    5.1 训练参数
        5.1.1 损失函数
        5.1.2 参数设置与优化
    5.2 训练环境
        5.2.1 深度学习框架
        5.2.2 运行环境
    5.3 训练结果分析与验证
        5.3.1 训练loss值变化分析
        5.3.2 训练集与测试集的识别准确率变化分析
        5.3.3 手写公式识别网络有效性验证
        5.3.4 与其他算法的对比
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3854956