PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM - 1 ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM




NGUYỄN QUỐC BẢO - NGUYỄN PHÚ CƯỜNG





PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM
TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM





KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC

TP. HCM, 2005









TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

NGUYỄN QUỐC BẢO - 0112172
NGUYỄN PHÚ CƯỜNG - 0112177




PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM
TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM



KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC



GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Th.s TRẦN ĐỨC DUẨN










NIÊN KHÓA 2001 - 2005

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI CẢM ƠN
[\
Chúng em xin cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa
Học Tự Nhiên TPHCM đã tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho chúng em thực hiện
đề tài này.
Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Trần Đức

Duẩn, người đã luôn tận tình chỉ bảo và hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt thời
gian nghiên cứu vừa qua.
Bên cạnh đó, chúng em cũng rất cả
m ơn các Thầy Cô trong Khoa đã tận tình
giảng dạy và trang bị cho chúng em thật nhiều kiến thức bổ ích trong các năm học
vừa qua, góp phần rất lớn vào việc nghiên cứu thành công luận văn này.
Ngoài ra cũng xin được gửi lời cảm ơn đến hai bạn Phạm Thị Minh Chung
(0112054) và Nguyễn Ngọc Duy Quang (0112194) trong việc đã hỗ trợ các trang
thiết bị cần thiết cho quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, chúng em xin gửi lòng bi
ết ơn sâu sắc đến cha mẹ chúng em, các
bậc sinh thành đã có công nuôi dưỡng và dạy dỗ cho chúng em đến ngày hôm nay,
những người đã luôn hết lòng tận tụy chăm sóc, ủng hộ và động viên chúng em
trong lúc khó khăn cũng như trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Dù đã cố gắng hoàn thành thật tốt luận văn trong phạm vi yêu cầu, nhưng
chúng em biết có những thiếu sót chắc chắn không thể tránh khỏi. Chúng em mong
sẽ nhậ
n được sự thông cảm và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2005
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Phú Cường - Nguyễn Quốc Bảo

Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 1 -
MỤC LỤC
WX
MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC HÌNH 5
DANH MỤC CÁC BẢNG 7
LỜI MỞ ĐẦU 9
Chương 1: TỔNG QUAN 11
1.1 Yêu cầu thực tế và lý do thực hiện đề tài: 11
1.2 Mục tiêu của đề tài: 12
1.3 Giải pháp hiện có: 12
1.4 Hướng tiếp cận của luận văn 13
1.5 Nội dung thực hiện của đề tài: 14
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16
2.1 Lý thuyết cho phần thiết kế biễu mẫu thi trắc nghiệm: 17
2.1.1 Phân tích các thành phần trên biểu mẫu trắc nghiệm: 17
2.1.2 Tổ chức dữ liệu để biểu diễn và lưu trữ biểu mẫu 22
2.2 Lý thuyết cho phần chấm điểm tự động: 24
2.2.1 Tóm tắt quá trình thực hiện của phần chấm điểm tự động 24
2.2.2 Sơ Lược Các Lý Thuyết Về Xử Lý Ảnh Và Nhận Dạng 27
2.2.2.1 Xử lý ảnh: 27
2.2.2.1.1 Các thao tác xử lý ảnh cơ bản: 27
2.2.2.1.2 Tô màu bằng thuật toán dựa theo dòng quét cải tiến 28
2.2.2.2 Nhận dạng: 32
2.2.2.2.1 Nhận dạng bốn góc của bài thi bằng thuật toán Hough
Transform 32

2.2.2.2.2 Kiểm tra vùng tô 39
2.2.2.2.3 Mạng nơ ron và ứng dụng vào nhận dạng chữ viết tay in 42

Chương 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 45
3.1 PHÂN TÍCH: 45
3.2 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU: 46
3.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH USE-CASE: 47
3.3.1 Xác định Actor và Use-Case: 47
3.3.2 Mô hình Use-case: 47
3.3.3 Đặc tả Use-case: 48
3.3.3.1 THIETKEBIEUMAU: 48
3.3.3.1.1 TAOMOI: 49
3.3.3.1.2 SUABIEUMAU: 49
3.3.3.1.3 CHONDOITUONG: 50








Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 2 -
3.3.3.1.4 THEMDOITUONGCOBAN: 50
3.3.3.1.4 THEMDOITUONGDOHOA: 50
3.3.3.1.5 XOADOITUONG: 51
3.3.3.1.6 CAPNHATDOITUONG: 51
3.3.3.2 SOANDAPAN: 52
3.3.3.2.1 THEMDAPAN: 53
3.3.3.2.2 CAPNHATDAPAN: 53
3.3.3.2.3 XOADAPAN: 54
3.3.3.3 CHAMDIEM: 54

3.3.3.4 QUANLYKYTHI: 55
3.3.3.4.1 THEMKYTHI: 56
3.3.3.4.2 CAPNHATKYTHI: 56
3.3.3.4.3 XOAKYTHI: 57
3.3.3.5 QUANLYTHISINH: 57
3.3.3.5.1 THEMTHISINH: 58
3.3.3.5.2 CAPNHATTHISINH: 58
3.3.3.5.3 XOATHISINH: 59
3.3.3.6 QUANLYMONHOC: 60
3.3.3.6.1 THEMMONHOC: 60
3.3.3.6.2 CAPNHATMONHOC: 61
3.3.3.6.3 XOAMONHOC: 61
3.3.3.7 QUANLYBAILAM: 62
3.3.3.6.1 THEMMONHOC: 63
3.3.3.6.2 CAPNHATMONHOC: 63
3.3.3.6.3 XOAMONHOC: 63
3.4 SƠ ĐỒ LỚP: 64
3.4.1 Sơ đồ: 64
3.4.2 Mô tả một số lớp chính: 67
3.4.2.1 Lớp Entity: 67
3.4.2.2 Lớp Text: 68
3.4.2.3 Lớp TextCell: 69
3.4.2.4 Lớp TextField: 70
3.4.2.5 Lớp ChoiceElement: 71
3.4.2.6 Lớp Choice: 72
3.4.2.7 Lớp AnswerCell: 72
3.4.2.8 Lớp AnswerSheet: 74
3.4.2.9 Lớp Line: 75
3.4.2.10 Lớp Rect: 76
3.4.2.11 Lớp Ellipse: 77

3.4.2.12 Lớp ImageObj: 78
3.4.2.13 Lớp Page: 78
3.4.2.14 Lớp Key: 79
3.4.2.15 Lớp AnswerKey: 80








Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 3 -
3.4.2.16 Lớp Rate: 81
3.4.2.17 Lớp Estimation: 81
3.4.2.18 Lớp Sentence: 82
3.4.2.19 Lớp Answer: 83
3.4.2.20 Lớp Recognition: 83
3.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu: 84
3.5.1 Sơ đồ: 84
3.5.2 Mô tả các bảng: 85
3.5.2.1 MauThi: 85
3.5.2.2 KyThi: 89
3.5.2.3 MonThi: 89
3.5.2.4 DeThi: 90
3.5.2.5 BaiLam: 91
3.5.2.6 ThiSinh: 92
3.6 Thiết kế giao diện một số màn hình chính: 92
3.6.1 Màn hình thiết kế biểu mẫu: 92

3.6.2 Màn hình chấm điểm: 93
3.7 Cài đặt: 94
Chương 4: THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ VÀ TỔNG KẾT 95
4.1 Thực nghiệm: 95
4.2 Kết quả 95
4.2.1 Phần thiết kế các biểu mẫu: 95
4.2.2 Phần chấm điểm tự động: 100
4.3 Đánh giá 101
4.4 Kết luận 102
4.5 Hướng phát triển: 102
PHỤ LỤC 104
PL.1 Các thao tác xử lý ảnh cơ bản: 104
PL.1.1 Làm xám ảnh: 104
PL.1.2 Chuyển sang ảnh nhị phân 106
PL.1.3 Xoay ảnh. 108
PL.1.4 Biến đổi tỉ lệ ảnh (Scale) 110
PL.2 Lý thuyết về mạng nơron 111
PL.2.1 Đặt vấn đề 111
PL.2.2 Định nghĩa 111
PL.2.3 Sơ lược cấu tạo của mạng nơron 111
PL.2.4 Quá trình ánh xạ và quá trình học của mạng nơ ron 112
PL.2.4.1 Quá trình ánh xạ 112
PL.2.4.2 Quá trình học 113
PL.2.4.3 Lan truyền ngược sai số 114
PL.2.5 Hàm truyền 115
PL.2.6 Khởi tạo trọng 116

Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 4 -
PL.2.7 Vấn đề quá khớp 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO 118








Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 5 -
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2-1: Mô hình chung cho toàn bộ phần mềm 16
Hình 2-2 : Mẫu bài thi TOEFL 18
Hình 2-3: Mẫu thi của kỳ thi sát hạch Nhật Bản 19
Hình 2-4: Phần văn bản trong đề thi mẫu 20
Hình 2-5: Phần ghi tên thí sinh trong đề thi mẫu 21
Hình 2-6: Phần ghi mã số thí sinh trong đề thi mẫu 21
Hình 2-7: Phần lựa chọn giới tính trong đề thi mẫu 21
Hình 2-8: Phần trả lời câu hỏi của thí sinh trong đề thi mẫu 22
Hình 2-9: Sơ đồ tóm tắt quá trình chấm thi 27
Hình 2-10: quá trình thực hiện của thuật toán tô màu dựa theo đường biên 29
Hình 2-11 30

Hình 2-12 31
Hình 2-13 31
Hình 2-14 32
Hình 2-15 35
Hình 2-16 36
Hình 2-17 37
Hình 2-18 37
Hình 2-19: khi chưa được tô 39
Hình 2-20: các dạng sau khi đã tô 39
Hình 2-21: ảnh cần kiểm tra tô được phân thành 3 vùng 40
Hình 2-22: cấu tạo của mạng nơ ron được áp dụng cho đề tài 43
Hình 3-1: Mô hình Use-Case 48
Hình 3-2: Sơ đồ lớp xử lý chính 65
Hình 3-3: Sơ đồ lớp truy cập cơ sở dữ liệu: 65
Hinh 3-4: CellStyle: Char 69
Hinh 3-5: CellStyle: Number 69
Hinh 3-6: CellStyle: All 69
Hinh 3-7: AnswerStyles - Vertical 73
Hinh 3-8: AnswerStyle - Vertical 73








Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 6 -
Hình 3-9: Mô hình cơ sở dữ liệu 85

Hình 3-10: Màn hình thiết kế biểu mẫu 93
Hình 3-11 : Màn hình chấm điểm tự động 94
Hình 4.1: mẫu thi Institutional TOEFL thực tế 96
Hình 4-2: mẫu TOEFL được thiết kết bởi chương trình 97
Hình 4-3: Mẫu của kỳ thi sát hạch chuẩn kỹ sư Nhật Bản. 98
Hình 4-4: Mẫu đề thi Mạng không dây và an ninh mạng 99
Hình PL-1: ảnh trước khi được làm xám 105
Hình PL-2: ảnh sau khi được làm xám 105
Hình PL-3: ảnh xám trước khi được chuyển thành ảnh nhị phân 107
Hình PL-4: ảnh sau khi chuyển thành ảnh nhị phân với ngưỡng là 128 107
Hình PL-5: Bài thi trong file ảnh bị lệch. 108
Hình PL-6: Bài thi sau khi xoay sẽ không còn bị lệch. 109
Hình PL-7: ảnh trước khi biến đổi tỉ lệ 110
Hình PL-8: ảnh sau khi biến đổi tỉ lệ còn 60% so với ảnh ban đầu 110









Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 7 -
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3-1: Danh sách các lớp trong sơ đồ lớp 67
Bảng 3-2: Danh sách thuộc tính lớp Entity 67
Bảng 3-3: Danh sách phương thức lớp Entity 68
Bảng 3-4: Danh sách thuộc tính lớp Text 68

Bảng 3-5: Danh sách phương thức lớp Text 69
Bảng 3-6: Danh sách thuộc tính lớp TextCell 69
Bảng 3-7: Danh sách phương thức lớp TextCell 70
Bảng 3-8: Danh sách thuộc tính lớp TextField 70
Bảng 3-9: Danh sách phương thức lớp TextField 71
Bảng 3-10: Danh sách thuộc tính lớp ChoiceElement 71
Bảng 3-11: Danh sách phương thức lớp ChoiceElement 72
Bảng 3-12: Danh sách thuộc tính lớp Choice 72
Bảng 3-13: Danh sách phương thức lớp Choice 72
Bảng 3-14: Danh sách thuộc tính lớp AnswerCell 73
Bảng 3-15: Danh sách phương thức lớp AnswerCell 74
Bảng 3-16: Danh sách thuộc tính lớp AnswerSheet 74
Bảng 3-17: Danh sách phương thức lớp AnswerSheet 75
Bảng 3-18: Danh sách thuộc tính lớp Line 75
Bảng 3-19: Danh sách phương thức lớp Line 76
Bảng 3-20: Danh sách thuộc tính lớp Rect 76
Bảng 3-21: Danh sách phương thức lớp Rect 77
Bảng 3-22: Danh sách thuộc tính lớp Ellipse 77
Bảng 3-23: Danh sách phương thức lớp Ellipse 78
Bảng 3-24: Danh sách thuộc tính lớp ImageObj 78
Bảng 3-25: Danh sách phương thức lớp ImageObj 78
Bảng 3-26: Danh sách thuộc tính lớp Page 79
Bảng 3-27: Danh sách phương thức lớp Page 79
Bảng 3-28: Danh sách thuộc tính lớp Key 79
Bảng 3-29: Danh sách phương thức lớp Key 80
Bảng 3-30: Danh sách thuộc tính lớp AnswerKey 80

Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 8 -
Bảng 3-31: Danh sách phương thức lớp AnswerKey 80
Bảng 3-32: Danh sách thuộc tính lớp Rate 81
Bảng 3-33: Danh sách phương thức lớp Rate 81
Bảng 3-34: Danh sách thuộc tính lớp Estimation 82
Bảng 3-35: Danh sách phương thức lớp Estimation 82
Bảng 3-36: Danh sách thuộc tính lớp Sentence 82
Bảng 3-37: Danh sách phương thức lớp Sentence 83
Bảng 3-38: Danh sách thuộc tính lớp Answer 83
Bảng 3-39: Danh sách phương thức lớp Answer 83
Bảng 3-40: Danh sách thuộc tính lớp Recognition 84
Bảng 3-41: Danh sách phương thức lớp Recognition 84
Bảng 3-42: Danh sách các trường trong bảng MauThi 85
Bảng 3-43: Danh sách các trường trong bảng KyThi 89
Bảng 3-44: Danh sách các trường trong bảng MonThi 90
Bảng 3-45: Danh sách các trường trong bảng DeThi 90
Bảng 3-46: Danh sách các trường trong bảng BaiLam 91
Bảng 3-47: Danh sách các trường trong bảng ThiSinh 92
Bảng 4-1 : So sánh chấm bằng tay và chấm bằng máy 101