基于OCR技術的大學生搜題軟件的開發

譚普陽+周雅翠

摘要：大學幫APP是一款幫助大學生進行自主學習、幫助教師進行學習情況管理的專門為大學學習打造的手機應用軟件，它的主要功能包括拍照搜題、在線答疑、教學輔助等，其中拍照搜題功能需要借助OCR技術實現。OCR光學字符識別技術，主要包含數字圖像處理、計算機圖形和人工智能等方面的知識，是當前模擬識別領域最活躍的研究內容。

關鍵詞：互聯網+；APP；OCR技術；大學生人群

前言：

大學生創業主要由在校大學生或者大學畢業生組成，目前大學生就業形勢嚴峻，很多大學生都有創新創業的想法，希望積累經驗為今后走入社會、適應市場需求打下基礎。

在“互聯網+”的時代，隨著手機，平板電腦等移動智能終端的普及，越來越多的學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也應運而生，這些APP的出現對教育產業產生了巨大的影響，教學輔助軟件作為其中的代表越來越受人關注，我們創建大學幫APP軟件目的是讓學生獲得一條自主學習的捷徑，方便學生探討問題，同時方便師生進行互動，提高教學質量，調動學生的積極性。

OCR技術最早由Tausheck在1929年獲得專利，由于其容易接受、把握，它同語音識別、行為識別等技術一同成為人們研究的焦點。經過一個世紀的發展，OCR技術已經已經在各種領域得到廣泛的應用。通常OCR識別方法可分為如下三類：統計特征字符識別技術、結構字符識別技術以及基于人工神經網絡的識別技術。

軟件共設有功能板塊五個。一、拍照搜題功能：經過OCR技術進行圖文識別，并匹配軟件圖庫，選出正確答案解析反饋給用戶。同時，設有歷史搜題，關鍵字搜題等輔助功能，方便用戶使用。二、在線答疑功能：可實現老師在線答疑功能，方便同學解決題庫無法解決的問題，并設有線上溝通板塊，方便老師和學生的溝通交流。三、教輔功能：實現課堂點名、課堂錄像、作業提交、課表查詢、課堂管理等功能。四、學習輔助功能：可實現課下自主練習，課后復習，模擬考試等功能。五、個人中心：實現個人資料完善，個人錢包充值等功能。

本軟件實現拍照搜題功能主要依靠技術是OCR（光學字符識別技術）。既首先進行文字區域的定位和獲取，因為文字圖像的對比度較高，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]定位出文本區域后再進行文本中行、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行行切分。（2）字切分：當行切分結束后，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，切分出單字或標點符號。對漢字文本行來說，由于存在左右分離字，寬窄字，加上行中常常混有英文、數字、符號和字間污點干擾，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]等運算后，將其和題庫里的數據匹配，然后將正確答案反饋給用戶。

市場上，已經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、加強現實等技術；OCR識別除了采用傳統的OCR技術之外，更多的用到目前如日中天的Deep Learning識別技術。

軟件的發展前景

互聯網的出現，給傳統行業帶來很大的沖擊，但同時，也帶來了新機遇。教育行業圖樣不例外，我們可以發現身邊使用互聯網獲取知識，運用互聯網聽課的人越來越多。2015年，中國的互聯網教育市場規模達到1111億元人民幣，2010-2015五年間平均復合增長率高達32.9%，Analysys易觀預計2018年該市場規模將達到2680億元人民幣，將來的幾年，中國互聯網教育市場將保持這個增長率持續穩步發展。

本產品是面向各個高校的教輔系統，對各個高校進行教學輔助和面向大學生的移動學習平臺。也是難題搜索，高效復習和師生溝通的綜合學習APP。

本軟件具有以下兩個特點：

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

（2）針對性。針對性教學是我們國家教育面對的一個難題。人人都在說針對性教學，但是我們國家人口基數大，學生和老師的比例達嚴重失衡，很難讓老師做到針對性教學。而搜題APP則很好的處理了這一點，我只搜索我不懂的，懂的則可以不必因重復學習而浪費我的時間。

總結：

國內有關的此方面的研究目前較少，我們將立足現象更進一步的研究開發力爭在大學校園內廣泛推廣，使學校教育事業進入蓬勃發展的鼎盛期

參考文獻：

[1]陳義，李言俊，孫小煒.利用 OCR 識別技術實現視頻中文字的提取.西安：西北工業大學，2010.

[2]朱懷中.基于 Android 的手機 OCR 識別技術設計與實現.上海，上海天華學院.2012

項目號：2017X11025

項目名稱：高校教學輔助系統的設計和開發endprint