1. 研究目的与意义
| 我国进行了第八次基础教育课程改革,这次改革,以“为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展”为宗旨,力求构建符合素质教育要求的新的基础教育课程体系,全面推进素质教育,培养具有初步的创新精神和实践能力的一代新人。 学生发展的需要。小学数学作为义务教育一门重要的基础性学科,除了应传授给学生一些初步的数学知识以外,还担负着发展学生思维能力,培养创新意识、实践能力和提高学习数学的兴趣,养成良好学习习惯的历史重任。要关注学生的发展,培养学生把数学知识应用于生活实际的意识。能主动地探索、发现、创造,学好数学,发展能力。 多数学生口算能力普遍较差,是数学成绩提不高的一个重要原因之一。因此,无论是低年级还是高年级,培养口算能力是很重要的。培养学生的口算能力,训练学生思维的灵活性与敏捷性,为学生今后的学习、生活奠定扎实的基础。 关注学生的未来成长和可持续发展,在加强口算训练、优化口算方法、培养口算能力的基础上,提升学生数学思维的品质,帮助学生养成良好的学习习惯。 随着图像处理技术的发展、数码产品的推广以及互联网的普及，图像日益成为人类生活中获取信息的重要来源和传递信息的重要载体。目前，全球互联网用户每天上传的图像达到数亿张。面对这种爆炸式的数据增长，已经不可能通过人力分析每张图像，迫切需要利用计算机准确而快速地捕获图像的有效信息，实现图像智能分析。国务院印发的《“十三五”国家科技创新规划》提出要把图像智能分析作为人工智能的关键技术重点支持。人们已经广泛使用图像技术来改善传统的教学过程。在计算机相关专业，人们也希望使用计算机来改善传统的教学过程。 口算题，其目的是让学生掌握计算的方法与技巧，而最重要的是锻炼学生算数的速度，让学生尽可能的多练习口算题便是有效的方法。在以往的口算题练习中，学生在给出的练习题上做练习，然后给教师或者家长批改。每个学生提交的作业，大人们都需要手动批改，重复执行——检查口算题的每行答案。但是使用人工的方式，批改一次口算作业就需要投入一定量的时间与精力，如果提交的作业量越多，工作量也越多。而且人工批改难免出错，不能百分之百保证批改的准确度。因此，家长和老师们都迫切希望手动批改口算题的部分被计算机完成。所以，建立一套准确、高效的自动批改系统成为迫切要求。 |
2. 研究内容与预期目标
| 主要研究内容具体有以下几个方面： （1）完成对图像的预处理，如图像增强，二值化等； （2）了解投影法并分割出每道口算题并保存； （3）如何对分割出的每道口算题再次分割出单个字符 （4）借鉴OCR识别中的数字部分，对分割出来的单个字符进行识别，并计算； （5）如何用神经网络进行手写字的识别； （6）对比手写字与正确答案是否一致。 预期目标：能够在图像较为清晰的情况下能够实现以上所有处理，但可能对于较为模糊的图像或者倾斜角度过大的图像，处理效果则不明显。 |
3. 研究方法与步骤
| 1、对拍好的图像进行预处理，比如灰度图，二值图，直方图，图像锐化等预处理； 2、用垂直投影法和水平投影法对口算题进行分割，分割出每一道口算题的所在位置； 3、对得到的口算题再次进行垂直投影，得到分割后的字符图片，有数字“0~9”、符号“ ”、“#8722;”、“”、“”； 4、利用OCR识别中的数字部分对分割好的字符图片进行识别； 5、利用神经网络卷积的知识识别手写字符 6、将处理后的手写字符与函数调用处理后的口算题结果进行对比，此时添加一个用户交互系统（GUI），对比结果一致则为正确，对比结果不一致则为错误。 |
4. 参考文献
| [1]卜富清.基于人工神经网络的图像识别和分类[D].成都理工大学,2010. [2]丁芝娟.基于图像处理的车牌识别系统设计与应用[D].长安大学,2011. [3]李俊山,李旭辉.数字图像处理[M].清华大学出版社,2007,04. [4]刘智勇，刘迎建.车牌识别(LPR)中的图像提取及分割[J].中文信息学报,2000. [5]薛倩.基于字符块提取的车牌字符分割算法[J].河南科学,2014,32(5):781-784. [6]陈志昂,纪志坚.基于MATLAB的车牌识别系统设计[J].工业控制计算机,2018. [7]蒋肖.基于投影法与字符特征的车牌字符分割算法[J].无线互联科技,2012(4):146-147. [8]毛健,赵红东,姚婧婧.人工神经网络的发展及应用[J].电子设计工程,2011,19(24):62-65. [9]周品,李晓东.MATLAB 数字图像处理[M].清华大学出版社,2012. [10]YLiu. A novelapproach of segmenting touch in gand kemed character[A]. In Proceeding 8th International ConferenceonNeuralInformationProcessing[C], 2001. [11]杨龙华.基于Matlab的车牌定位及分割技术的研究与实现[D].西安电子科技大学,2014. [12]ValiantL G.Atheroy of the learnable. Communications of ACM, 1984, 27(11):1134-1142. [13]J Barroso, J Bulas-Cruz, Dagless EL. Real-TimeNumber Plate Reading. 4 th IFAC Workshop onAlgorithms and Architectures for Real-Time Control, 1997. [14]RParisi. Car Plate Recognition by Neural by Neural Networks and Image Processing In Proc. IEEE. International Symposium onCircuits and Systems,USA,1998, May 31-June. [15] Tian J , Wang R , Wang G , et al. A two-stagecharacter segmentation method for Chinese license plate[J]. Computers amp;Electrical Engineering, 2015:S0045790615000592.
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5. 工作计划
| （1）2022.2.25-2022.3.10查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译。 （2）2022.3.11-2022.3.17熟悉matlab环境及图像处理工具箱或其他编程工具。 （3）2022.3.18-2022.4.10对口算题图像进行适当预处理，实现每道口算题区域的定位以及每道口算题中字符的分割。 （4）2022.4.11-2022.5.10对印刷体字符和手写数字分别进行识别，从而判断口算题对错。 （5）2022.5.11-2022.5.25调整并完善设计，资料收集，撰写论文提纲。 |
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