java 自动考试阅卷系统（一、自动答卷生成，自动阅卷功能）

随着人工智能的发展，让机器代替人的部分工作已成为大趋势。

在教育领域，人工智能也会有发挥的空间，需要指出的是很多人认为人工智能就是完全又机器代替人的工作，实际上当前人工智能的发展还只是在初级阶段，或者说称为弱人工智能。

我们这里就主要讲解在教育领域的弱人工智能应用：

智能问卷系统。

一、应用需求

如何通过系统生成问卷、生成答题卡、自动阅卷功能。

印象中以前我们中考或者高考会用到答题卡，那我们能够在平常每次考试中多用到答题卡么，答案时肯定的，只需要一张A4纸。

二、技术上的需求

我们使用图像处理技术opencv生成问卷、识别答题卡内容。

三、先讲如何生成问卷

/*** 创建答题卡** @param path* @param desFile* @param title* @param questionItems* @return* @throws Exception*/
public static boolean createAnswerCardImage(String path, String desFile, String title, List<QuestionItem> questionItems) throws Exception {Mat img = Imgcodecs.imread(path);//绘制整体边框线Imgproc.line(img, new Point(50, 50), new Point(2430, 50), new Scalar(0, 0, 0), 1);Imgproc.line(img, new Point(50, 50), new Point(50, 3458), new Scalar(0, 0, 0), 1);Imgproc.line(img, new Point(2430, 50), new Point(2430, 3458), new Scalar(0, 0, 0), 1);Imgproc.line(img, new Point(50, 3458), new Point(2430, 3458), new Scalar(0, 0, 0), 1);//绘制内容下边框Imgproc.line(img, new Point(50, 900), new Point(2430, 900), new Scalar(0, 0, 0), 1);//绘制答案及选项int rowNum = (questionItems.size() % 20 == 0) ? (questionItems.size() / 20) : (questionItems.size() / 20) + 1;int y = 1000;for (int i = 0; i < rowNum; i++) {int x = 60;int optionY = y;for (int j = 0; j < 20; j++) {Imgproc.putText(img, "" + (i * 20 + j + 1), new Point(x, y), Core.FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX, 1, new Scalar(0, 0, 0));optionY += 100;//绘制4个选项A、B、C、DString[] options = {"[A]", "[B]", "[C]", "[D]"};for (int z = 1; z <= 4; z++) {String option = options[z - 1];Imgproc.putText(img, option, new Point(x, optionY), Core.FONT_HERSHEY_DUPLEX, 1, new Scalar(0, 0, 0));optionY += 100;}x += 100;if ((j + 1) % 4 == 0)x += 100;optionY = y;}y += 500;}Imgcodecs.imwrite(desFile, img);//绘制问卷标题writeTextToImage("问卷标题", 200, 200, desFile);return true;
}

public static void writeTextToImage(String text, int x, int y, String filePath) throws Exception {ImageIcon imgIcon = new ImageIcon(filePath);Image theImg = imgIcon.getImage();int width = theImg.getWidth(null) == -1 ? 200 : theImg.getWidth(null);int height = theImg.getHeight(null) == -1 ? 200 : theImg.getHeight(null);BufferedImage bimage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);Graphics2D g = bimage.createGraphics();Color mycolor = Color.black;g.setColor(mycolor);g.setBackground(Color.white);g.drawImage(theImg, 0, 0, null);g.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 70)); //字体、字型、字号System.out.println(text);g.drawString(text, x, y); //画文字g.dispose();try {FileOutputStream out = new FileOutputStream(filePath); //先用一个特定的输出文件名JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);JPEGEncodeParam param = encoder.getDefaultJPEGEncodeParam(bimage);param.setQuality(100, true);  //encoder.encode(bimage, param);out.close();} catch (Exception e) {throw e;}
}

四、如何自动阅卷

public static void recogAnswerCard(String path, List<QuestionItem> questionItems) throws Exception {//装载图片Mat img = Imgcodecs.imread(path);Mat srcImage2 = new Mat();Mat srcImage3 = new Mat();Mat srcImage4 = new Mat();Mat srcImage5 = new Mat();//图片变成灰度图片Imgproc.cvtColor(img, srcImage2, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);//图片二值化Imgproc.adaptiveThreshold(srcImage2, srcImage3, 255, Imgproc.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, Imgproc.THRESH_BINARY_INV, 255, 1);//确定腐蚀和膨胀核的大小Mat element = Imgproc.getStructuringElement(MORPH_RECT, new Size(1, 6));//腐蚀操作Imgproc.erode(srcImage3, srcImage4, element);//膨胀操作Imgproc.dilate(srcImage4, srcImage5, element);//Imgcodecs.imwrite("E:/picpool/bankcard/enresults.jpg", srcImage4);//确定每张答题卡的ROI区域Mat imag_ch1 = srcImage4.submat(new Rect(50, 900, 2380, 2558));//识别所有轮廓Vector<MatOfPoint> chapter1 = new Vector<>();Imgproc.findContours(imag_ch1, chapter1, new Mat(), 2, 3);Mat result = new Mat(imag_ch1.size(), CV_8U, new Scalar(255));Imgproc.drawContours(result, chapter1, -1, new Scalar(0), 2);Imgcodecs.imwrite("D://opencv//result.jpg", result);//new一个 矩形集合 用来装 轮廓List<answercard.RectComp> RectCompList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < chapter1.size(); i++) {Rect rm = Imgproc.boundingRect(chapter1.get(i));answercard.RectComp ti = new answercard.RectComp(rm);//把轮廓宽度区间在 50 - 80 范围内的轮廓装进矩形集合if (ti.rm.width > 50 && ti.rm.width < 100) {RectCompList.add(ti);}}//new一个 map 用来存储答题卡上填的答案 (A\B\C\D)TreeMap<Integer, String> listenAnswer = new TreeMap<>();//按 X轴 对listenAnswer进行排序RectCompList.sort((o1, o2) -> {if (o1.rm.x > o2.rm.x) {return 1;}if (o1.rm.x == o2.rm.x) {return 0;}if (o1.rm.x < o2.rm.x) {return -1;}return -1;});/*如果精度高，可以通过像素计算for (RectComp rc : RectCompList) {int x = RectCompList.get(t).getRm().x - 16;int y = RectCompList.get(t).getRm().y - 94;//计算x轴上的分割 如果超过5题，那么还会有一个大分割int xSplit = x/85 /5;//因为第一题 x=21 计算机中题目从0开始算，现实是从1开始 所以+1int xTitleNum = x/85 + 1;//由于精度问题  x轴会慢慢递减  递减到上一个答案去 如果不跨过两个答案以上，都没问题  如果答题卡x轴40题左右 会出问题if(x%85>20){System.out.println("x轴递减程度" + x%85);xTitleNum++;}xTitleNum = xTitleNum - xSplit;System.out.println(xTitleNum);}*///根据 Y轴 确定被选择答案 (A\B\C\D)for (answercard.RectComp rc : RectCompList) {for (int h = 0; h < 5; h++) {if ((RectUtil.rectContainRect(new Rect(0, 100 + 500 * h, 2380, 100), rc.rm, 30))) {int x=0;for (int j = 0; j < 20; j++) {if ((RectUtil.rectContainPoint(new Rect(x, 100 + 500 * h, 100, 100), new Point(rc.rm.x+rc.rm.width/2,rc.rm.y+rc.rm.height/2)))){listenAnswer.put(h*20+j+1,"C");break;}x += 100;if ((j + 1) % 4 == 0)x += 100;}} else if ((RectUtil.rectContainRect(new Rect(0, 200 + 500 * h, 2380, 100), rc.rm, 30))) {int x=0;for (int j = 0; j < 20; j++) {if ((RectUtil.rectContainPoint(new Rect(x, 200 + 500 * h, 100, 100), new Point(rc.rm.x+rc.rm.width/2,rc.rm.y+rc.rm.height/2)))){listenAnswer.put(h*20+j+1,"C");break;}x += 100;if ((j + 1) % 4 == 0)x += 100;}} else if ((RectUtil.rectContainRect(new Rect(0, 300 + 500 * h, 2380, 100), rc.rm, 30))) {int x=0;for (int j = 0; j < 20; j++) {if ((RectUtil.rectContainPoint(new Rect(x, 300 + 500 * h, 100, 100), new Point(rc.rm.x+rc.rm.width/2,rc.rm.y+rc.rm.height/2)))){listenAnswer.put(h*20+j+1,"C");break;}x += 100;if ((j + 1) % 4 == 0)x += 100;}} else if ((RectUtil.rectContainRect(new Rect(0, 400 + 500 * h, 2380, 100), rc.rm, 30))) {int x=0;for (int j = 0; j < 20; j++) {if ((RectUtil.rectContainPoint(new Rect(x,400 + 500 * h, 100, 100), new Point(rc.rm.x+rc.rm.width/2,rc.rm.y+rc.rm.height/2)))){listenAnswer.put(h*20+j+1,"C");break;}x += 100;if ((j + 1) % 4 == 0)x += 100;}}}}Iterator iter = listenAnswer.entrySet().iterator();while (iter.hasNext()) {Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();Object key = entry.getKey();Object val = entry.getValue();System.out.println("第" + key + "题,分数:" + val);}
}

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