[发明专利]嵌入式学情分析系统

权利要求书

1.一种嵌入式学情分析系统，其特征在于设有数据缓存模块、总处理模块、显示模块、内部总线、分析单元、扫描仪接口模块、网络通信模块、USB通信模块以及数据存储模块，其中数据缓存模块、总处理模块、显示模块分别经内部总线与分析单元相连接，分析单元中包括习题标志确定模块、试卷提头确定模块、评分模块、错题摘录模块、分数统计模块；打印机接口模块、网络通信模块、USB通信模块以及数据存储模块也经内部总线与分析单元相连接；所述数据存储模块用于存储试卷扫描后产生的图片以及分析单元获取的错题数据/分析记录；所述习题标识确定模块用于确定试卷印刷时设置的定位标记，进而对客观题答题区/主观题打分区/各习题位置进行定位；所述试卷提头确定模块用于通过事先印刷在试卷上答题人信息处的定位标记的引导来确定答题人信息；所述评分模块用于对经习题标识确定模块对进行确认后对各个习题打分区内的分数标记进行图像识别，并把识别的结果进行统计分析；所述错题摘录模块在通过习题标志确定模块对习题进行确认，并评分模块对分数进行识别后，把错题进行摘录，将做错的习题以图片的方式进行存储；所述分数统计模块针对评分模块产生的分数进行分析，并输出图表。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述数据缓存模块采用闪存技术，用于存储试卷在分析过程中产生的中间数据，该模块的存储为临时性存储，设备断电后数据丢失。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述总处理模块用于对系统各个模块和单元进行协调管理。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述显示模块采用带触摸的液晶屏，用于显示网络连接情况，打印机连接情况，U盘连接情况，试卷处理进度，数据存储情况等。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述网络通信模块用于网络通信，可以通过网路通信模块中的接口电路获取分数统计信息，错题记录等内容。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述USB通信模块主要用于外接U盘，方便从系统中导出分析统计信息等内容。

7.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述打印机接口模块用于外接打印机，用于输出分析结果的打印数据。

8.根据权利要求1所述的一种嵌入式学情分析系统，其特征在于所述分析单元中还设有用于提高图像清晰度的图像处理单元，所述图像处理单元对于读取到的图像进行以下处理：

步骤1：读取原始图像I；

步骤2：求原始图像I中每个像素点的R、G、B三个通道的最小值，并赋值给当前像素点，得到的灰度图像记为I_g，若I为灰度图像，则I_g＝I；

步骤3：利用公式(1)对第二步得到的I_g图像进行滤波，定义Ω(x，y)为以坐标(x，y)的像素点为中心的大小为N*N的模版区域，其中取N∈(9，21)，N越大求得的大气参数越小，得到无雾图像的整体亮度相对越亮；

${I_g}^{dark}(x,y)=\underset{(i,j)\∈\mathrm{\Ω}(x,y)}{\min }\left(I_g\right(i,j\left)\right)---\left(1\right)$

步骤4：得到I_g^dark图像中强度最大的像素点的位置坐标(x_max，y_max)，若I为彩色图像，则大气参数A_R＝I_R(x_max，y_max)、A_G＝I_G(x_max，y_max)和A_B＝I_B(x_max，y_max)，其中I_B、I_G和I_B分别为彩色图像I的R、G和B通道，若I为灰度图像，其大气参数A_gray＝I(x_max，y_max)；

步骤5：求取图像的长度h和宽度w，然后利用公式(2)对I_g^dark图像中满足坐标条件的像素点求其透射率的值，坐标(x，y)的取值满足以下条件中x和y的所有组合：x＝1、1+S、1+2*S、…、h，y＝1、1+S、1+2*S、…、w，步长S∈(40，100)，S越大，第六步的处理速度越快，但是估计的回归方程的系数相对不太准确，去雾效果相对差些，若I为彩色图像，则式(2)中若I为灰度图像，则式(2)中A＝A_gray，ω0为调节参数，其中ω0∈(0，1)，ω0越大去雾效果越好；

$t(x,y)=1-\mathrm{\ω}0\left(\frac{{I_g}^{dark}(x,y)}{A}\right);$

步骤6：利用二元二次线性回归分析对第五步涉及的像素点及对应的透射率进行回归分析，得到如式(3)的方程的系数b₀、b₁、b₂、b₃、b₄和b₅；

t＝b₀+b₁*x+b₂*y+b₃*xy+b₄*x²+b₅*y² (3)

步骤7：利用公式(3)得到所有像素点的透射率t；

步骤8：利用公式(4)恢复无雾图像，若I为彩色图像，则分别在R、G、B三个通道利用公式(4)恢复无雾图像J(x)，其中A分别取A_R、A_G和A_B，I分别取I_R、I_G和I_B，则分别得到J的三个通道J_R、J_G和J_B，若I为灰度图像，则A＝A_gray；

$J\left(x\right)=\frac{I\left(x\right)-A(1-t(x))}{t\left(x\right)}---\left(4\right).$