專利名稱：自動掃描式閱卷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種圖象識別裝置，更確切地說是涉及一種標(biāo)準(zhǔn)化試卷的閱卷裝置。
現(xiàn)有的閱卷機主要有光電式和反射式，其共同的特點是僅在一個題目的相應(yīng)位置上設(shè)置單個固定的采樣點，由于采樣點的位置是由機械結(jié)構(gòu)確定的，因此每行至多設(shè)置40個采樣點，而導(dǎo)致了答卷卷面窄，且每行題目數(shù)不可更改的結(jié)果。受閱卷機結(jié)構(gòu)限制，還要求考生采用鉛芯硬度小于HB的鉛筆涂圈等。
本實用新型的目的是設(shè)計一種精度高、通用性強、答卷尺寸靈活的閱卷機。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的由傳真機完成對卷面圖像的掃描驅(qū)動和光電轉(zhuǎn)換，在傳真機時鐘脈沖控制下，由傳真機電荷耦合器件對答卷進(jìn)行掃描，將圖像信息轉(zhuǎn)換為脈沖信號(即CCD信號)。每掃描一行輸出一個行同步信號。由閱卷主機對行同步信號、每一行的CCD信號和時鐘信號進(jìn)行處理，確定考生所畫題目位置后再送入微型計算機與標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行比較、判斷并打印出成績。
本實用新型的自動掃描式閱卷機，包括將答卷的圖象信息轉(zhuǎn)換為脈沖信號的傳真機，對脈沖信號進(jìn)行處理、確定考生所畫筆跡位置的閱卷主機和將考生筆跡位置與標(biāo)準(zhǔn)答案位置進(jìn)行比較、統(tǒng)計判分的微機，所述閱卷主機以單板機為核心處理部件，其特征在于所述的閱卷主機還包括答卷的頁標(biāo)志識別電路，答卷的行起始標(biāo)志識別電路，考生筆跡識別電路和為考生筆跡識別電路服務(wù)的筆跡位置指示電路、防止筆跡識別誤判的位置清零電路，傳真機輸出的有紙信號P、行同步信號L和對答卷卷面的掃描信號CCD送所述的頁標(biāo)志識別電路，所述的頁標(biāo)志識別電路、行起始標(biāo)志識別電路和筆跡識別電路順序連接，所述的筆跡識別電路輸出接單板機并行接口，傳真機輸出的時鐘信號CK送筆跡位置指示電路和位置清零電路，筆跡位置指示電路受單板機控制，輸出與單板機PIO口連接。
閱卷主機首先進(jìn)行答卷的頁標(biāo)志識別，然后進(jìn)行行標(biāo)志識別。每作一次行標(biāo)志識別，就在筆跡位置指示電路和位置清零電路配合下進(jìn)行筆跡識別，閱卷主機將全部考生筆跡及其所在位置的地址編碼數(shù)據(jù)通過接口電路送微機，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)答案比較，判斷正誤，并進(jìn)行打分、統(tǒng)計等。
下面結(jié)合漢語水平考試答卷詳細(xì)說明本實用新型的實現(xiàn)技術(shù)。
實施例傳真機采用NE－22，其縱向掃描每行8次／mm，橫向掃描每行3.85次／mm，答卷卷面330×216mm。
答卷進(jìn)入傳真機時，由傳感器給出有紙信號P，供閱卷主機各部分清零，并通知單板機，進(jìn)入初始化狀態(tài)。
卷面上設(shè)有頁起始標(biāo)志，為180×0.8mm的黑色線條，且距卷面下沿20mm，閱卷主機的頁標(biāo)志識別電路在收到P信號后對行同步脈沖L計數(shù)，在計滿72個行同步脈沖前，CCD信號被封鎖不能進(jìn)入閱卷主機，在計滿72個行同步脈沖至計滿96個行同步脈沖間(72／3.85＝18.7，96／3.85＝24.9)，即在距卷面下沿18.7mm至24.9mm的范圍內(nèi)搜索頁起始標(biāo)志，判斷CCD信號，當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)1280個黑象素信號時，即認(rèn)為找到(1280／8＝160mm)頁起始標(biāo)志，否則向單板機發(fā)出告警信號中止執(zhí)行程序。除該頁起始標(biāo)志外，在卷面的適當(dāng)位置處，還設(shè)有二條類似的頁標(biāo)志線，頁標(biāo)志識別電路按前述操作識別該標(biāo)志線，并驅(qū)動計數(shù)器工作，計滿了則通知單板機卷面有效。
卷面共設(shè)有40個行起始標(biāo)志，每一個行起始標(biāo)志為10×3mm的黑色矩形塊，間隔為2mm，距卷面右側(cè)沿6mm，閱卷主機的行起始標(biāo)志識別電路在距卷面右側(cè)8mm至12mm間判斷CCD信號，當(dāng)判斷為連續(xù)64個黑象素時(64／8＝8mm)，即認(rèn)為找到行起始標(biāo)志，行起始標(biāo)志識別電路的數(shù)組電路在連續(xù)收到16個行起始標(biāo)志信號即計數(shù)器計滿16后，停止行起始標(biāo)志的識別工作，同時向單板機發(fā)中斷請求，單板機接收中斷信號將計數(shù)器清零，其內(nèi)部計數(shù)器作加1操作，直至加到40，則認(rèn)為一張卷子完，將全部“筆跡識別”結(jié)果記入內(nèi)存中。
實施例卷面寬度分為六個區(qū)，每一區(qū)內(nèi)設(shè)置一道題，每一區(qū)分為五個段，五個段分別設(shè)置題號及A、B、C、D四個答案。每段的寬度為6mm，閱卷主機的筆跡位置指示電路包括段碼產(chǎn)生器和區(qū)碼產(chǎn)生器，用于指示筆跡的位置，段碼產(chǎn)生器為8位計數(shù)器，因為每掃描一段要占用48個脈沖，每掃描一個區(qū)用48×5＝240個脈沖(28＝256)。區(qū)碼產(chǎn)生器為3位計數(shù)器，因為共有六個區(qū)(23＝8)。段碼產(chǎn)生器對時鐘CK計數(shù)，每計滿240則對段碼計數(shù)器清零，并使區(qū)碼計數(shù)器加1，區(qū)碼計數(shù)器計滿5時，則清區(qū)碼計數(shù)器并封住筆跡識別電路，對五個區(qū)后的任何黑象素都不作處理。
由于行起始標(biāo)志至有效卷面間有6mm長的間隔，需占用48個時鐘，閱卷主機的位置清零電路，在收到行起始標(biāo)志信號后對時鐘計數(shù)，計滿48使清零電路工作，未計滿前則封住CCD信號，使筆跡識別電路不能工作，由前所述，每個段占6mm，也需占用48個CK脈沖，因此清零電路在計滿第一個48后開始工作，此后每計滿48個CK脈沖就給筆跡識別電路一個清零脈沖，以確保每個答案上的黑象素在每題位置之后被清掉，不會因積累而發(fā)生誤判。
閱卷主機的筆跡識別電路對考生畫的筆跡(在A、B、C、D上畫的夠3mm長的黑線條)進(jìn)行識別，筆跡識別電路對CCD信號計數(shù)，當(dāng)連續(xù)或斷續(xù)收到24個黑象素時(24／8＝3mm)，鎖定段碼、區(qū)碼計數(shù)器，便于單板機讀區(qū)、段碼，同時向單板機發(fā)中斷請求，單板機接到中斷請求后取區(qū)、段碼數(shù)，以確定筆跡位置，取完碼后給出清零信號，清除區(qū)、段碼計數(shù)器的鎖定，再有筆跡時再鎖定新的區(qū)、段碼位置。在同一區(qū)、段位置上，同一位置處的筆跡識別會多次進(jìn)行，單板機也會多次對其計數(shù)，由單板機軟件統(tǒng)一處理以確定一個題的一個答案位置記入內(nèi)存中。
下面結(jié)合實施例附圖進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)。
附


圖1為閱卷機應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為
圖1中閱卷主機原理方框圖。
附圖3為閱卷主機實施方框原理圖。
附圖4為閱卷主機實施電路圖之一。
附圖5為閱卷主機實施電路圖之二。
附圖6為閱卷主機實施電路圖之三。
參見附
圖1，100為傳真機，200為閱卷主機，300為RS－232標(biāo)準(zhǔn)接口，400為微機。傳真機100向閱卷主機200提供有紙信號P、行同步脈沖信號L、掃描信號CCD和時鐘脈沖信號CK，閱卷主機將有用卷面信號經(jīng)串行接口300送微機400。
參見附圖2，閱卷主機200以Z－80單板機206為核心部件，還包括頁標(biāo)志識別電路201，行起始標(biāo)志識別電路202，筆跡識別電路203，控制筆跡識別電路203的位置清零電路204，受單板機206控制鎖定、由單板機PIO口讀入筆跡位置編碼的筆跡位置指示電路205。
參見附圖3，圖3所示是閱卷主機實施例較詳細(xì)的方框原理圖。其工作流程是開機送答卷，傳真機送出P信號至單板機和頁標(biāo)志識別電路，單板機對其計數(shù)，并讀頁標(biāo)志記數(shù)，頁標(biāo)志識別電路在預(yù)定范圍內(nèi)找到頁標(biāo)志起始線則打開0控制器，允許CCD信號送1控制器和4控制器，L信號打開1控制器，首先清行起始標(biāo)志識別計數(shù)器，然后尋找行起始標(biāo)志，找到則打開5控制器和2控制器并關(guān)閉1控制器避免干擾，開控制器5使數(shù)組計數(shù)器對L信號計數(shù)，計滿16為一數(shù)組完(一個行標(biāo)志完)，向Z－80 PIO發(fā)中斷，PIO接收中斷給出清零信號關(guān)閉控制器5和清數(shù)組計數(shù)，單板機對數(shù)組計數(shù)，計滿40為一卷子完。開控制器2，使CK信號經(jīng)控制器2進(jìn)入位置清零電路和控制器3，位置清零電路對每個題的位置給出一個清零信號。
清零信號包括自清信號和筆跡識別電路清零信號，空過行起始標(biāo)志至有效卷面間空白處，即第一個位置計數(shù)完后打開控制器4和在第一個位置計數(shù)后打開控制器3?？刂破?打開后，CCD信號經(jīng)控制器4進(jìn)入筆跡識別電路，當(dāng)判斷是筆跡時向單板機發(fā)中斷，則鎖定位置計數(shù)器，單板機取位置計數(shù)內(nèi)容，取完則清除鎖定。開控制器3后，位置計數(shù)器對CK計數(shù)，并送Z－80PIO，當(dāng)筆跡識別有效時，提供筆跡的位置，L信號對位置清零電路和位置計數(shù)電路執(zhí)行每行清零一次的操作。
參見附圖4，是以頁標(biāo)志識別電路為主的實施電路圖。
P信號進(jìn)入U36B、U22、U56A和U13A、U13B、U11E，U36B的Q端為“0”封住CCD信號，U56A輸出清U16A和U16B，U22的Q端再使U16A、U16B恢復(fù)可對L信號計數(shù)，U13A清零后其Q端輸出B信號“0”至圖5的U21A封住CCD信號。
U16A、U16B對L信號計數(shù)，計滿72時，U15C輸出“1”，U36B的Q端為“1”，CCD通過U15A，A信號進(jìn)入圖5電路，由U12A、U12B和U14A組成的計數(shù)器對CCD黑象素計數(shù)。U16A、U16B繼續(xù)對L計數(shù)，計滿96時，U56B輸出信號通知單板機，U12A、U12B對CCD計數(shù)滿1280時，認(rèn)為找到頁起始標(biāo)志，U21C輸出“1”，U11D輸出“0”，U22的Q端為“0”，U56A輸出“1”，對U16A、U16B清零，不告警。(否則告警GJ)。同時U13B、U13A的Q端輸出“1”，B信號為“1”，使CCD信號進(jìn)入中心電路。
每找到一條頁標(biāo)志線，U21C輸出為“1”，U14B對其計數(shù)，計滿3時，U25A輸出“1”，給出JS，在單板機檢測其為1時，則表示三條頁標(biāo)志線均已收到閱卷有效。
參見附圖5，是以行起始標(biāo)志識別電路和筆跡位置指示電路為主的實施電路圖。
由圖4說明可知，頁標(biāo)志識別有效時，B信號為“1”，A(CCD)信號進(jìn)入本圖所示電路，L信號經(jīng)U31A、U34A加至U23的2、4腳，U23的1Q端輸出“1”，U33D開門，U32A、U32B對CCD計數(shù)，計到64時，U25C輸出“0”(此時，由于L信號也加到U42B的SD端，因此其Q端為1)，認(rèn)為找到行起始標(biāo)志。
由上可知，U42B的Q端為“1”，L為“1”，U44D輸出“0”，U43A、U43B對CK計數(shù)，計滿96時U33A輸出“1”，使U42B的Q端為“0”，封住U32A、U32B，上述操作表示在12mm范圍內(nèi)應(yīng)獲得64個黑象素，否則就認(rèn)為不是行起始識別。
U25C輸出為“0”，則確認(rèn)為行起始標(biāo)志，將完成三個功能，第一功能是由于U23的1R端為“0”，其1Q端為“0”，U33D輸入一端為“0”，則關(guān)門，CCD不能通過，停止行起始標(biāo)志的識別工作，第二功能是由于U23的4S端為“0”，其4Q端為“1”，U41D允許CK信號通過，輸出F信號至圖6的位置清零電路。第三功能是由于U23的3S1端為“0”，其3Q端即C信號為“1”，送圖6所示的數(shù)組記數(shù)器U33B。
筆跡位置指示電路由段碼、區(qū)碼產(chǎn)生器組成，U51A、U51B組成段碼產(chǎn)生器，對F(CK)信號計數(shù)，在計到240時，U52A輸出“0”，U54B的Q端為“0”，U44B輸出為“1”，對段碼計數(shù)器清零，同時區(qū)碼計數(shù)器U53A計數(shù)加1，計滿5時U44A(H)輸出為“0”，至圖6的U18D，封住筆跡識別的輸出。上述操作的意義在于超過5個區(qū)后，不論任何位置，均不對任何黑象素積累作處理，由L信號清段碼和區(qū)碼計數(shù)器。
U61、U62為區(qū)、段碼的數(shù)據(jù)鎖定器，受I信號控制供Z－80PIO讀數(shù)。
參見附圖6，包括筆跡識別電路、位置清零電路和行起始標(biāo)志的數(shù)組計數(shù)電路。
圖中所示G信號在P、L信號有效、掃描進(jìn)入有效卷面區(qū)域后狀態(tài)為“1”，可對考生筆跡進(jìn)行識別，G信號還送圖5，控制筆跡位置指示電路中區(qū)、段碼產(chǎn)生電路的時鐘輸入。
來自圖5的C信號“1”使L信號經(jīng)U33B加至U35A的CLK端，數(shù)組計數(shù)器U35A、U35B開始計數(shù)，滿16時，U35B的Q0端為1，向單板機(SZ)發(fā)中斷，單板機接到請求認(rèn)定為一個數(shù)組完(一個行起始標(biāo)志完)，單板機內(nèi)計數(shù)器加1，直至計滿40，將該數(shù)組內(nèi)的筆跡識別結(jié)果記入內(nèi)存，然后發(fā)清數(shù)組信號(QSZ)，U35A、U35B清零，D端為“0”，送圖5U23的3R端，使C信號為“0”，關(guān)閉數(shù)組計數(shù)器。
L信號經(jīng)U34E、U34C加至U22的R端，U22的Q端即G信號為“0”，封住U33C阻止E(CCD)信號通過，不能進(jìn)行筆跡識別。
L信號經(jīng)U34E、U34D加至U44C的一個輸入端，U44C輸出“1”，對U45A、U45B清零。在行起始信號被確認(rèn)后，U23的4Q為1，F(xiàn)(CK)信號加至U45A的CLK端，計滿47，U52B輸出“0”，U31C輸出1，U41B輸出1，即每47個CK后，U41B輸出“1”，在CK的作用下，U42A的Q端為“0”，U44C輸出“1”，對U45A、U45B清零。同時U42的Q端為“1”，U72C輸出“1”，清筆跡識別電路的計數(shù)器U24A、U24B，上述操作表示每計47個CK，就給筆跡識別電路一個清零脈沖，同時自清零。
由于U42A的Q端為“0”，U22的Q端為1，G信號為1，使圖5中U41A開門，CK信號加至U51A的CLK端，位置計數(shù)開始工作，產(chǎn)生區(qū)、段碼，即第一次位置計數(shù)后，位置清零電路才開始工作。
U24A、U24B對E(CCD)信號計數(shù)，記滿24時(判定是筆跡)，U41輸出“1”，U54AQ端(I)輸出“0”至圖5中U61、U62的LE端，使數(shù)據(jù)鎖定供單板機取數(shù)。
由圖5說明可知，在五個區(qū)內(nèi)，H信號為“1”，U18D輸出“1”，向單板機發(fā)中斷(BJ)，單板機接收后取區(qū)、段碼，以確定筆跡位置，然后發(fā)清零信號(QSD)I輸出清除鎖定。
本實用新型閱卷主機價格低廉，利用現(xiàn)有的傳真機作圖象識別，分辨率高，對考生劃線筆跡無特別要求，并為識別考卷上的漢字打下了技術(shù)基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.一種自動掃描式閱卷機，包括將答卷的圖象信息轉(zhuǎn)換為脈沖信號的傳真機，對脈沖信號進(jìn)行處理、確定考生所畫筆跡位置的閱卷主機和將考生筆跡位置與標(biāo)準(zhǔn)答案位置進(jìn)行比較、統(tǒng)計判分的微機，所述閱卷主機以單板機為核心處理部件，其特征在于所述的閱卷主機還包括答卷的頁標(biāo)志識別電路，答卷的行起始標(biāo)志識別電路，考生筆跡識別電路和為考生筆跡識別電路服務(wù)的筆跡位置指示電路、防止筆跡識別誤判的位置清零電路，傳真機輸出的有紙信號P、行同步信號L和對答卷卷面的掃描信號CCD送所述的頁標(biāo)志識別電路，所述的頁標(biāo)志識別電路、行起始標(biāo)志識別電路和筆跡識別電路順序連接，所述的筆跡識別電路輸出接單板機并行接口，傳真機輸出的時鐘信號CK送筆跡位置指示電路和位置清零電路，筆跡位置指示電路受單板機控制，輸出與單板機PIO口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動掃描閱卷機，其特征在于所述閱卷主機的頁標(biāo)志識別電路是對具有固定長度的頁標(biāo)志線的CCD信號計數(shù)的計數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動掃描閱卷機，其特征在于所述閱卷主機的行起始標(biāo)志識別電路由對具有固定長度的行起始標(biāo)志的CCD信號計數(shù)的計數(shù)器和與其串接、對具有固定寬度的行起始標(biāo)志的L信號進(jìn)行計數(shù)的數(shù)組計數(shù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動掃描閱卷機，其特征在于所述筆跡識別電路是對具有大于固定長度筆跡線的CCD信號計數(shù)的計數(shù)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動掃描閱卷機，其特征在于所述的筆跡位置指示電路包括指示每一行答題中各答題所在區(qū)位的區(qū)碼計數(shù)器和指示各區(qū)中答題題號及選擇答案所在位置的段碼計數(shù)器，段碼計數(shù)器進(jìn)位輸出端接區(qū)碼計數(shù)器時鐘端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動掃描閱卷機，其特征在于所述閱卷主機的位置清零電路包括對CK脈沖計數(shù)、計數(shù)周期與答題答案或題號長度對應(yīng)的計數(shù)器和對CK脈沖計數(shù)、計數(shù)周期與行起始標(biāo)志至有效卷面間距離對應(yīng)的計數(shù)器。
專利摘要本實用新型涉及一種標(biāo)準(zhǔn)化試卷的閱卷裝置，為提高精度、加大有效答卷面積和方便考生劃線而設(shè)計，包括完成卷面圖像掃描的傳真機、處理CCD信號確定考生筆跡位置的閱卷主機和與標(biāo)準(zhǔn)答案位置比較、統(tǒng)計打分的微機。主機以單板機為核心，還有頁標(biāo)志識別、行起始標(biāo)志識別、筆跡識別、筆跡位置指示和位置清零電路。主機順序作頁標(biāo)志線和與每行答題對應(yīng)的行起始標(biāo)志識別，每次行標(biāo)志識別后在筆跡位置指示、清零電路配合下作筆跡識別。
文檔編號G09B7/00GK2149656SQ9320954
公開日1993年12月15日 申請日期1993年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月17日
發(fā)明者侯曉輝, 劉英林 申請人:北京語言學(xué)院漢語水平考試中心