基于OCR技術(shù)的大學(xué)生搜題軟件的開發(fā)

譚普陽+周雅翠

摘要：大學(xué)幫APP是一款幫助大學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、幫助教師進(jìn)行學(xué)習(xí)情況管理的專門為大學(xué)學(xué)習(xí)打造的手機(jī)應(yīng)用軟件，它的主要功能包括拍照搜題、在線答疑、教學(xué)輔助等，其中拍照搜題功能需要借助OCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)。OCR光學(xué)字符識別技術(shù)，主要包含數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形和人工智能等方面的知識，是當(dāng)前模擬識別領(lǐng)域最活躍的研究內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；APP；OCR技術(shù)；大學(xué)生人群

前言：

大學(xué)生創(chuàng)業(yè)主要由在校大學(xué)生或者大學(xué)畢業(yè)生組成，目前大學(xué)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻，很多大學(xué)生都有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的想法，希望積累經(jīng)驗(yàn)為今后走入社會、適應(yīng)市場需求打下基礎(chǔ)。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，隨著手機(jī)，平板電腦等移動智能終端的普及，越來越多的學(xué)生成為眾多使用者的一員。因而，基于移動智能終端的各種搜題APP也應(yīng)運(yùn)而生，這些APP的出現(xiàn)對教育產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，教學(xué)輔助軟件作為其中的代表越來越受人關(guān)注，我們創(chuàng)建大學(xué)幫APP軟件目的是讓學(xué)生獲得一條自主學(xué)習(xí)的捷徑，方便學(xué)生探討問題，同時方便師生進(jìn)行互動，提高教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動學(xué)生的積極性。

OCR技術(shù)最早由Tausheck在1929年獲得專利，由于其容易接受、把握，它同語音識別、行為識別等技術(shù)一同成為人們研究的焦點(diǎn)。經(jīng)過一個世紀(jì)的發(fā)展，OCR技術(shù)已經(jīng)已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通常OCR識別方法可分為如下三類：統(tǒng)計(jì)特征字符識別技術(shù)、結(jié)構(gòu)字符識別技術(shù)以及基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別技術(shù)。

軟件共設(shè)有功能板塊五個。一、拍照搜題功能：經(jīng)過OCR技術(shù)進(jìn)行圖文識別，并匹配軟件圖庫，選出正確答案解析反饋給用戶。同時，設(shè)有歷史搜題，關(guān)鍵字搜題等輔助功能，方便用戶使用。二、在線答疑功能：可實(shí)現(xiàn)老師在線答疑功能，方便同學(xué)解決題庫無法解決的問題，并設(shè)有線上溝通板塊，方便老師和學(xué)生的溝通交流。三、教輔功能：實(shí)現(xiàn)課堂點(diǎn)名、課堂錄像、作業(yè)提交、課表查詢、課堂管理等功能。四、學(xué)習(xí)輔助功能：可實(shí)現(xiàn)課下自主練習(xí)，課后復(fù)習(xí)，模擬考試等功能。五、個人中心：實(shí)現(xiàn)個人資料完善，個人錢包充值等功能。

本軟件實(shí)現(xiàn)拍照搜題功能主要依靠技術(shù)是OCR（光學(xué)字符識別技術(shù)）。既首先進(jìn)行文字區(qū)域的定位和獲取，因?yàn)槲淖謭D像的對比度較高，為了提高算法的處理速度，首先將彩色圖像變換為二值圖像。把邊緣像素的灰度置為 255（白）其他為 0（黑）來建立高灰度對比邊緣圖像[1]定位出文本區(qū)域后再進(jìn)行文本中行、字分割（1）行切分：文字的行與行之間都有一定的空白間隙，文本中就可以利用這個空白間隙進(jìn)行行切分。（2）字切分：當(dāng)行切分結(jié)束后，需要把文本行切分為單個字。在字切分中，從左向右搜索每行文字單字的左右界，切分出單字或標(biāo)點(diǎn)符號。對漢字文本行來說，由于存在左右分離字，寬窄字，加上行中常?；煊杏⑽?、數(shù)字、符號和字間污點(diǎn)干擾，使得字切分就比行切分艱難得多。所以字切分大抵分為兩個過程，首先是求出文字、符號或部件的左右界；其次是合并部件為完整的文本漢字。[2]等運(yùn)算后，將其和題庫里的數(shù)據(jù)匹配，然后將正確答案反饋給用戶。

市場上，已經(jīng)有了很多類似的軟件，而面臨的問題可以理解為兩個問題：有價值的信息在哪？和 有價值的信息是什么？面對這兩個問題，我們需要用到版面剖析、糾偏、去噪、文字定位、切分、加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)；OCR識別除了采用傳統(tǒng)的OCR技術(shù)之外，更多的用到目前如日中天的Deep Learning識別技術(shù)。

軟件的發(fā)展前景

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)行業(yè)帶來很大的沖擊，但同時，也帶來了新機(jī)遇。教育行業(yè)圖樣不例外，我們可以發(fā)現(xiàn)身邊使用互聯(lián)網(wǎng)獲取知識，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)聽課的人越來越多。2015年，中國的互聯(lián)網(wǎng)教育市場規(guī)模達(dá)到1111億元人民幣，2010-2015五年間平均復(fù)合增長率高達(dá)32.9%，Analysys易觀預(yù)計(jì)2018年該市場規(guī)模將達(dá)到2680億元人民幣，將來的幾年，中國互聯(lián)網(wǎng)教育市場將保持這個增長率持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。

本產(chǎn)品是面向各個高校的教輔系統(tǒng)，對各個高校進(jìn)行教學(xué)輔助和面向大學(xué)生的移動學(xué)習(xí)平臺。也是難題搜索，高效復(fù)習(xí)和師生溝通的綜合學(xué)習(xí)APP。

本軟件具有以下兩個特點(diǎn)：

（1）效率。搜索技術(shù)極大的提高了我們獲取信息的效率，而本軟件應(yīng)用的OCR技術(shù)則極大的提高我們大學(xué)生獲取答案或者解決思路的效率。節(jié)省了我們通過搜索引擎搜索答案時篩選信息的時間，提高了我們大學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。這種效率的提升不受限制，只要智能手機(jī)可以訪問網(wǎng)絡(luò)，就算沒有老師的指導(dǎo)，你都可以高效的獲取答案或者解題思路。

（2）針對性。針對性教學(xué)是我們國家教育面對的一個難題。人人都在說針對性教學(xué)，但是我們國家人口基數(shù)大，學(xué)生和老師的比例達(dá)嚴(yán)重失衡，很難讓老師做到針對性教學(xué)。而搜題APP則很好的處理了這一點(diǎn)，我只搜索我不懂的，懂的則可以不必因重復(fù)學(xué)習(xí)而浪費(fèi)我的時間。

總結(jié)：

國內(nèi)有關(guān)的此方面的研究目前較少，我們將立足現(xiàn)象更進(jìn)一步的研究開發(fā)力爭在大學(xué)校園內(nèi)廣泛推廣，使學(xué)校教育事業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展的鼎盛期

參考文獻(xiàn)：

[1]陳義，李言俊，孫小煒.利用 OCR 識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻中文字的提取.西安：西北工業(yè)大學(xué)，2010.

[2]朱懷中.基于 Android 的手機(jī) OCR 識別技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).上海，上海天華學(xué)院.2012

項(xiàng)目號：2017X11025

項(xiàng)目名稱：高校教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)endprint