〔两行哥〕OpenCV4Android教程之安卓答题卡识别

这是一个基于OpenCV的Android答题卡识别Demo，源码已经上传至码云：AnswerSheetScanDemo。

一、使用流程

（一）输入照片源

在App首页，选择通过“相机”或“相册”选择照片源，首页如图1所示。

图1 首页

（二）拍照或从相册中选取图片

拍照请将答题卡填满平铺图中蓝色虚线框，垂直拍摄，尽量避免光影干扰，拍照页如图2所示。
划重点，填满平铺蓝色虚线框。

图2 拍照页

（三）框选答题区域

正常情况下会通过内部算法自动框选答题区域，如果自动框选失败，请手动拖动4个定位点，框选答题区域。框选答题区域操作如图3所示。
划重点，定位点必须校准无误，否则会影响识别准确度。

图3 框选答题区域页

（四）处理照片并查看答案

完成后回到首页，点击“处理”按钮处理照片，随后可以点击“答案”按钮查看识别结果。

（五）其他说明

可以在首页中配置选项。
1.试题数量默认为0，表示识别整张答题卡，最好根据实际情况输入填涂了试题的数量，否则可能出现少量未涂试题被识别已涂的现象。
2.使用“全部单选题”模式有助于提高识别精度，除非确实含有多选题，否则不要切换到“含有多选题”选项。
3.正常、敏感、保守模式，请根据说明选择使用，有助于提高识别精度。

二、配置文件

（一）答题卡配置文件（AnswerSheetConfig.java）

    //答题区域宽度
    private static final float TARGET_AREA_WIDTH = 1560F;
    //答题区域高度
    private static final float TARGET_AREA_HEIGHT = 1686F;
    //左边距
    private static final float OFFSET_LEFT = 60F;
    //右边距
    private static final float OFFSET_RIGHT = 62F;
    //上边距
    private static final float OFFSET_TOP = 77.5F;
    //下边距
    private static final float OFFSET_BOTTOM = 50.5F;
    //每栏中间分隔距离
    private static final float EMPTY_COL_WIDTH = 60F;
    //每大行中间分隔距离
    private static final float EMPTY_ROW_HEIGHT = 69F;
    //每栏题数
    public static final int PER_COL_COUNT = 5;
    //每大行选项数
    public static final int PER_ROW_COUNT = 4;
    //总列数
    public static final int TOTAL_COL_COUNT = 20;
    //总行数
    public static final int TOTAL_ROW_COUNT = 28;
    //定位点在目标图像（R.mipmap.answer_sheet_target）中的比例
    public static final float TARGET_CIRCLE_RATE = 0.6F;
    //定位点在答题卡照片中，宽度方向上近似占比
    public static final float CIRCLE_RADIUS_RATE = 0.028F;

其中部分参数说明如图4所示。

图4 参数配置说明

在自动框选答题区域的算法中使用了OpenCV的模板匹配，模板图片如图5所示（含有白底，点击放大可见），大小120 * 120，其中黑色定位点大小为 72 * 72，所以答题卡配置文件中TARGET_CIRCLE_RATE字段被赋值为0.6（72 / 120 = 0.6）。

图5 匹配模板

最后说明一下CIRCLE_RADIUS_RATE 参数。该参数为在实际拍摄的照片中，定位点在宽度方向所占的比例。例如实际照片大小为1080 * 1920，定位点大小为30 * 30，该值大约为0.028（30 / 1080 = 0.028）。
可能你有疑问，在不同的照片中，该定位点占比例可能有所变化，的确是这样，但是算法具有一定容错性，只要在图2的拍照页中，答题卡实体尽量填满平铺蓝色虚线框，定位点所占比例的误差就不太大了。该值存在一定误差并不影响算法的执行。
自行设计答题卡需要更改该配置文件（AnswerSheetConfig.java）。

（二）其他配置文件（CropConfig.java ， RecognitionConfig.java）

CropConfig.java为自动框选答题区域算法的参数配置文件，RecognitionConfig.java为识别填涂选项算法的参数配置文件，在这里抛砖引玉，期望大家提出更好更优的参数配置。

开发调试所基于的答题卡如图6所示。

图6 答题卡样式

最后留一张照片供大家测试使用，如图7所示。

试题数量42，含有多选题，正常模式。

图7 实拍样张

想对OpenCV有更深的理解？参见系列教程：OpenCV4Android入门教程之API系列（一）