Nghiên cứu kỹ thuật xây dựng hệ thống chấm điểm thi trên phiếu trả lời trắc nghiệm

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn: “Nghiên cứu kỹ thuật xây dựng hệ thống chấm điểm thi trên phiếu trả lời trắc nghiệm” là hoàn toàn

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Người hướng dẫn khoa học: TS CAO THANH SƠN

Nghệ An, 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn: “Nghiên cứu

kỹ thuật xây dựng hệ thống chấm điểm thi trên phiếu trả lời trắc nghiệm” là

hoàn toàn trung thực, của tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu

trí tuệ và pháp luật Việt Nam Nội dung tham khảo từ sách, tài liệu khác đều

được trích dẫn đầy đủ Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Thị Hiền

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn và kết thúc chương trình đào tạo Thạc sĩ ngành Công nghệ thông tin, lời đầu tiên cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Cao Thanh Sơn, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, định hướng giải quyết các vấn đề trong luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật và Công nghệ, Phòng Đào tạo Sau đại học, quý Thầy cô giáo chuyên ngành Công nghệ Thông tin Trường Đại học Vinh đã truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm quý báu và giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện luận văn

Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu và các đồng nghiệp Trường THPT Phan Đình Phùng nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành khóa học và đề tài luận văn

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, các anh chị và các bạn lớp cao học K24-CNTT, Trường Đại học Vinh đã hỗ trợ, động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn Thạc sĩ một cách hoàn chỉnh

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Tĩnh, ngày 25 tháng 06 năm 2018

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Thị Hiền

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i

DANH MỤC CÁC HÌNH ii

MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 3

5 Cấu trúc của luận văn 3

CHƯƠNG 1 THI TRẮC NGHIỆM THPT QUỐC GIA 5

1.1 Kỳ thi Trung học Phổ thông Quốc gia 5

1.2 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài 6

1.3 Mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm 8

1.4 Quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm 10

1.5 Thu thập dữ liệu 13

CHƯƠNG 2 TIỀN XỬ LÝ PHIẾU TRẢ LỜI TRẮC NGHIỆM 14

2.1 Một số vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 14

2.2 Kỹ thuật tiền xử lý phiếu trả lời trắc nghiệm 15

CHƯƠNG 3 CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 23

3.1 Lựa chọn công cụ 23

3.2 Các bước thực hiện 25

3.3 Đánh giá kết quả 32

KẾT LUẬN 36

1 Kết luận 36

2 Kiến nghị và hướng phát triển 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

8 KTKĐCLGD Khảo thí kiểm định chất lượng giáo dục

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm kỳ thi THPT Quốc gia 8

Hình 1.2: Phần ghi thông tin chung trong mẫu phiếu TLTN 9

Hình 1.3: Ghi thông tin số báo danh và mã đề thi 10

Hình 1.4: Quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm 12

Hình 2.1 Các bước cơ bản của một hệ thống xử lý ảnh 14

Hình 2.2 Làm nổi biên bằng phương pháp Canny 16

Hình 2.3 Ảnh gốc và ảnh cần được xoay trước khi chấm 18

Hình 2.4 Nhận dạng vùng ảnh 19

Hình 2.5 Nhận dạng vùng tô Số báo danh 21

Hình 3.1 Biểu tượng ngôn ngữ lập trình Python và PyCharm 24

Hình 3.2: Các bước thực hiện chấm 1 phiếu TLTN 25

Hình 3.3: Chuyển từ ảnh màu về ảnh đen trắng 26

Hình 3.4: Ảnh gốc và ảnh sau khi đã quay đúng chiều 27

Hình 3.5: Chuyển ảnh về kích thước cố định 28

Hình 3.6: Khoanh vùng Số báo danh thí sinh (a) và Mã đề thi (b) 29

Hình 3.7: Khoanh vùng và xác định các câu trả lời 30

Hình 3.8: Xác định vùng chứa các câu trả lời 31

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu

Trong những năm gần đây, việc thi, kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh trung học phổ thông (THPT) được thực hiện trên nhiều hình thức khác nhau như thi tự luận, vấn đáp, trắc nghiệm nhằm mục đích đánh giá và phân loại người học Từ năm 2015, kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông và kì thi tuyển sinh đại học, cao đẳng được gộp lại thành một đợt thi Kỳ thi này cho phép thí sinh chọn một trong hai nguyện vọng: tốt nghiệp trung học phổ thông

và tuyển sinh đại học, cao đẳng, nhằm giảm bớt tình trạng luyện thi, học tủ, học lệch và giảm bớt chi phí Trong các kỳ thi đã diễn ra có nhiều môn học được tổ chức bằng hình thức trắc nghiệm khách quan

Hình thức thi trắc nghiệm khách quan giúp cho giáo viên khảo sát được

số lượng lớn thí sinh, chấm thi nhanh chóng, kết quả thi đáng tin cậy và nội dung thi có thể bao trùm toàn bộ kiến thức cần kiểm tra Việc thay đổi phương pháp thi, kiểm tra theo hình thức tự luận sang trắc nghiệm đã giảm bớt phần nào áp lực cho giáo viên Trong kỳ thi tốt nghiệp năm 2006 là năm Bộ GD&ĐT tiến hành và bắt đầu thí điểm hình thức thi thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng đầu tiên cho bốn môn Ngoại ngữ của khối D là Tiếng Anh, Tiếng Pháp, Tiếng Nga và Tiếng Trung Từ năm 2007 trở đi hình thức này được áp dụng cho các môn Ngoại ngữ, Vật Lý, Hóa học, Sinh học Bắt đầu từ năm 2017, Bộ

GD & ĐT đã ban hành ra quyết định và tiến hành kỳ thi THPT Quốc gia với hình thức thi trắc nghiệm đối với các môn Toán, Ngoại ngữ, tổ hợp môn khoa học tự nhiên (Lý, Hóa, Sinh) và tổ hợp môn khoa học xã hội (Sử, Địa, GDCD) chỉ có môn Ngữ Văn là thi tự luận

Với thực tế trên, việc giáo viên có một phần mềm chấm thi trắc nghiệm mang tính chính xác, hiệu quả và tiện dụng là hết sức cần thiết Điều này nhằm tạo điều kiện cho giáo viên rút ngắn thời gian trong việc đánh giá kết quả của học sinh, đồng thời tạo điều kiện cho học sinh tập làm quen với hình thức thi trắc nghiệm ở các môn học, để học sinh có sự tự tin làm tiền đề cho việc thi

THPT Quốc gia đạt kết quả cao hơn Chính vì vậy, tôi đã chọn đề tài “Nghiên

cứu kỹ thuật xây dựng hệ thống chấm điểm thi trên phiếu trả lời trắc nghiệm”

làm luận văn tốt nghiệp của mình

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

2.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu và tìm hiểu các kỹ thuật xây dựng hệ thống chấm điểm thi trên mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm kỳ thi THPT Quốc gia

2.2 Mục tiêu cụ thể

Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu các mục tiêu cụ thể như sau:

- Tìm hiểu quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm kỳ thi THPT Quốc gia;

- Tìm hiểu các kỹ thuật chấm điểm thi trên mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm;

- Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình Python để cài đặt thử nghiệm;

- Nhận xét và đánh giá kết quả thu được

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm kỳ thi THPT Quốc gia;

- Các kỹ thuật chấm điểm thi trên mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài sử dụng mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm từ kỳ thi thử THPT Quốc gia 2018 của Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh tổ chức tại điểm thi trường THPT Phan Đình Phùng, với hình thức thi tổ hợp và thi độc lập

4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung của luận văn chủ yếu tập trung vào các vấn đề như sau:

- Tìm hiểu tổng quan về kỳ thi THPT Quốc gia hiện nay;

- Thu thập và tìm hiểu mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm THPT Quốc gia;

- Tìm hiểu quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm THPT Quốc gia;

- Thu thập và tiền xử lý dữ liệu liên quan đến phiếu trả lời trắc nghiệm;

- Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình Python để cài đặt thử nghiệm;

- Nhận xét và đánh giá kết quả từ những thực nghiệm đã thực hiện

5 Cấu trúc của luận văn

Sau phần mở đầu, luận văn được cấu trúc gồm 3 chương sau:

Chương 1: Thi trắc nghiệm THPT Quốc gia

Chương này trình bày tổng quan về kỳ thi THPT Quốc gia và mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm của kỳ thi này

Chương 2: Tiền xử lý phiếu trả lời trắc nghiệm

Chương này giới thiệu một số bước tiền xử lý phiếu trả lời trắc nghiệm được sử dụng trong luận văn

Chương 3: Cài đặt thử nghiệm và đánh giá kết quả

Chương này trình bày một số kế quả thử nghiệm trên phiếu trả lời trắc nghiệm thu thập từ kỳ thi thử THPT Quốc gia 2018 của Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh

Cuối cùng là kết luận và hướng phát triển của đề tài

CHƯƠNG 1 THI TRẮC NGHIỆM THPT QUỐC GIA

Kỳ thi Trung học Phổ thông (THPT) Quốc gia được tổ chức hàng năm trên cả nước Đây là một kỳ thi quan trọng dành cho học sinh đã hoàn thành xong chương trình lớp 12 Mục đích của kỳ thi này là dùng kết quả thi để xét công nhận tốt nghiệp THPT, cung cấp thêm thông tin để đánh giá chất lượng giáo dục phổ thông và cung cấp thêm dữ liệu làm căn cứ để tuyển sinh đại học, cao đẳng Chương này sẽ mở đầu bằng việc giới thiệu tóm tắt về kỳ thi THPT Quốc gia, tiếp theo trình bày mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm cho kỳ thi trên và các kết quả đã nghiên cứu liên quan đến đề tài Nội dung của chương được tham khảo từ các thông tin trên cổng thông tin của Bộ Giáo dục và Đào tạo, trang

thông tin wikipedia và tài liệu [1]

1.1 Kỳ thi Trung học Phổ thông Quốc gia

Từ năm 2015, kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông và kì thi tuyển sinh đại học, cao đẳng được gộp lại thành một đợt thi Kỳ thi này cho phép thí sinh chọn một trong hai nguyện vọng: tốt nghiệp trung học phổ thông và tuyển sinh đại học, cao đẳng, nhằm giảm bớt tình trạng luyện thi, học tủ, học lệch và giảm bớt chi phí Trong các kỳ thi đã diễn ra có nhiều môn học được tổ chức bằng hình thức trắc nghiệm khách quan Trắc nghiệm khách quan là hình thức thi có nhiều ưu điểm, đặc biệt là sự khách quan và công bằng cho tất cả thí sinh Nếu

đề thi được thiết kế tốt sẽ đánh giá được nhiều khả năng tư duy, năng lực ở các mức độ khác nhau của người học

Từ năm 2017, Bộ GD & ĐT đã ban hành ra quyết định và tiến hành kỳ thi THPT Quốc gia với hình thức thi trắc nghiệm đối với các môn Toán, Ngoại ngữ, tổ hợp môn khoa học tự nhiên (Lý, Hóa, Sinh) và tổ hợp môn khoa học xã

hội (Sử, Địa, GDCD) chỉ có môn Ngữ Văn là thi tự luận Thông qua số liệu năm 2017, số môn thi trắc nghiệm chiếm gần như tuyệt đối (8/9 môn)

Với phần tự luận, thí sinh phải làm bài vào tờ giấy thi và trắc nghiệm làm vào phiếu trả lời trắc nghiệm Tùy từng năm mà hình thức thi có thể thay đổi

Từ năm 2017, các môn Toán, Khoa học tự nhiên (Vật lý, Hóa học, Sinh học), Khoa học xã hội (Lịch sử, Địa lý, GDCD), Ngoại ngữ thi theo hình thức trắc nghiệm, môn Ngữ văn thi theo hình thức tự luận

Để xét công nhận tốt nghiệp THPT, thí sinh học chương trình Giáo dục THPT phải dự thi 4 bài thi, gồm 3 bài thi độc lập là Toán, Ngữ văn, Ngoại ngữ

và một bài thi do thí sinh tự chọn trong số hai bài thi tổ hợp; thí sinh học chương trình GDTX cấp THPT phải dự thi ba bài thi, gồm hai bài thi độc lập là Toán, Ngữ văn và một bài thi do thí sinh tự chọn trong số hai bài thi tổ hợp Để tăng

cơ hội xét tuyển sinh ĐH, CĐ theo quy định của Quy chế tuyển sinh ĐH, CĐ

hệ chính quy hiện hành, thí sinh được chọn dự thi cả hai bài thi tổ hợp, điểm bài thi tổ hợp nào cao hơn sẽ được chọn để tính điểm xét công nhận TN THPT

Để xét tuyển sinh ĐH, CĐ, thí sinh đã tốt nghiệp THPT phải dự thi các bài thi độc lập, bài thi tổ hợp hoặc các môn thi thành phần của bài thi tổ hợp, phù hợp với tổ hợp bài thi, môn thi xét tuyển vào ngành, nhóm ngành theo quy định của trường ĐH, CĐ [1]

1.2 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài

Các tác giả Châu Quang Vũ, Lê Nhật Tùng (2017) [3] với đề tài "Xây

dựng phần mềm chấm điểm thi trắc nghiệm có khả năng học mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm" đã đề xuất một phương pháp để xây dựng phần mềm chấm điểm

thi trắc nghiệm có khả năng học mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm bằng cách sử dụng phương pháp xử lý ảnh số nhằm tạo tính linh động và đa dạng mẫu phiếu

làm bài, phù hợp với nhu cầu thực tế sử dụng của các kỳ thi khác nhau Các tác giả thực nghiệm trên 5 mẫu phiếu và tỷ lệ chấm chính xác từ 96% đến 100%

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Phạm Đức Toàn (2014) với tiêu đề "Nghiên

cứu kỹ thuật định vị, tách và nhận dạng vùng tô trong phiếu trắc nghiệm" trình

bày cách áp dụng các kỹ thuật định vị, tách và nhận dạng vùng tô trong phiếu trắc nghiệm, từ đó đưa ra được thông tin cũng như câu trả lời của thí sinh, mã

đề thi và số báo danh Đề tài giúp cho việc xử lý bài thi, nhận dạng bài thi trắc nghiệm có độ chính xác cao, đảm bảo thời gian xử lý

Luận văn Thạc sĩ của tác giả Trần Nguyễn Minh Toàn với tiêu đề "Xây

dựng hệ thống chấm điểm trắc nghiệm sử dụng Camera" trình bày thuật toán

xử lý, nhận dạng nội dung phiếu thi nhanh, đảm bảo được độ chính xác, tin cậy Thực hiện giao tiếp giữa máy tính và camera, hiển thị hình ảnh ghi được từ camera lên máy tính

Ngoài các nghiên cứu trên còn có một số phần mềm và thiết bị chấm thi trắc nghiệm trên thị trường Chẳng hạn, máy chấm thi trắc nghiệm Optical Mark Recognition (OMR) Machine là một loại máy được thiết kế ra để chấm điểm thi trắc nghiệm một cách nhanh và chính xác Thiết bị này thường sử dụng để đánh giá kết quả thi thông qua hình thức trắc nghiệm với số lượng lớn Tính ổn định và độ chính xác cao của hệ thống làm cho máy OMR có được độ tin cậy cao và thường được sử dụng ở những tổ chức giáo dục và đánh giá lớn Nhược điểm khi dùng loại này là giá thành của chúng rất đắt mà chi phí vận hành phải

đi đôi với việc tiêu thụ rất nhiều giấy chuyên dụng TNMAKER là một ứng dụng chấm bài thi trắc nghiệm tự động, có thể dùng trên thiết bị di động Với giao diện và cách thức sử dụng đơn giản, việc sử dụng phần mềm này, bằng chính điện thoại của mình, thầy, cô có thể tiết kiệm đáng kể thời gian, chấm bài với tốc độ rất nhanh và chính xác trên một mẫu nhất định

1.3 Mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm

Trong năm 2017, Bộ GDĐT đã sử dụng mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm như Hình 1.1 Trong một phiếu trả lời trắc nghiệm thường có các phần chính như sau:

Hình 1.1: Mẫu phiếu trả lời trắc nghiệm kỳ thi THPT Quốc gia

- Phần ghi thông tin về kỳ thi, bài thi, ngày thi và chữ ký cán bộ coi thi:

đây là những phần không quan trọng, không ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của việc chấm bài thi trắc nghiệm nên phần này không phải xử lý

- Phần ghi thông tin về hội đồng thi, điểm thi, phòng thi, họ và tên thí

sinh, ngày sinh, chữ ký của thí sinh: tương tự như phần trên, những nội dung

này không phải xử lý vì chúng không ảnh hưởng trực tiếp kết quả của việc chấm thi

Hình 1.2: Phần ghi thông tin chung trong mẫu phiếu TLTN

- Phần ghi số báo danh: đây là phần thi mà thí sinh sử dụng bút chì để tô

số báo danh Số báo danh là một dãy gồm 6 chữ số gồm các số từ 0  9 Đây

là phần bắt buộc phải xử lý để biết thông tin về thí sinh (xem Hình 1.3)

- Phần mã đề thi: phần này dùng để biết thí sinh sử dụng mã đề nào và

tương tự như phần ghi số báo danh, chỉ khác mã đề là dãy gồm 3 chữ số Phần này cũng bắt buộc phải xử lý để chấm đúng mã đề cho thí sinh (xem Hình 1.3)

- Phần trả lời câu hỏi: đây là phần mà thí sinh phải tô vào các vùng chọn

theo các đáp án A, B, C hay D tùy theo yêu cầu của từng câu hỏi Phần này cũng bắt buộc phải xử lý (xem Hình 1.1)

Hình 1.3: Ghi thông tin số báo danh và mã đề thi

1.4 Quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm

Theo Điều 26 trong Quy chế Thi trung học phổ thông quốc gia và xét công nhận tốt nghiệp trung học phổ thông, Ban hành kèm theo Thông tư số 04/2017/TT-BGDĐT ngày 25 tháng 01 năm 2017 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục

và Đào tạo, quy trình chấm bài thi trắc nghiệm được tiến hành như sau [1]:

1 Tại khu vực chấm thi có 01 Tổ xử lý bài thi trắc nghiệm do Chủ tịch Hội đồng thi thành lập và chịu sự điều hành trực tiếp của Trưởng ban Chấm thi

2 Thành phần Tổ xử lý bài thi trắc nghiệm: Tổ trưởng là lãnh đạo Ban Chấm thi; các thành viên là cán bộ và kỹ thuật viên; bộ phận giám sát gồm công an do Chủ tịch Hội đồng thi phân công và cán bộ thanh tra

3 Các Phiếu TLTN (bài làm của thí sinh) đều phải được chấm bằng máy với cùng một phần mềm chuyên dụng do Bộ GDĐT cung cấp

4 Trong quá trình chấm thi, phải bố trí bộ phận giám sát trực tiếp và liên tục từ khi mở niêm phong túi đựng Phiếu TLTN đến khi kết thúc chấm thi Các thành viên tham gia xử lý Phiếu TLTN không được mang theo bút chì, tẩy vào phòng chấm thi và không được sửa chữa, thêm bớt vào Phiếu TLTN của thí sinh với bất kỳ lí do gì Mọi hiện tượng bất thường đều phải báo cáo ngay cho bộ phận giám sát và Tổ trưởng để cùng xác nhận và ghi vào biên bản Tất cả Phiếu TLTN sau khi đã quét và Phiếu thu bài thi được niêm phong, lưu giữ và bảo mật tại Sở GDĐT

5 Sau khi quét, phải tiến hành kiểm dò để đối chiếu và sửa hết các lỗi

kỹ thuật (nếu có) ở quá trình quét

6 Dữ liệu quét (được xuất từ phần mềm, đảm bảo cấu trúc và yêu cầu theo quy định của Bộ GDĐT) được ghi vào 02 đĩa CD giống nhau, được niêm phong dưới sự giám sát của thanh tra và công an Một đĩa giao cho Chủ tịch Hội đồng thi lưu giữ, một đĩa gửi chuyển phát nhanh về Bộ GDĐT (Cục KTKĐCLGD), chậm nhất là 15 ngày sau khi thi xong môn cuối cùng của kỳ thi

Chỉ sau khi đã gửi đĩa CD dữ liệu quét về Bộ GDĐT (Cục KTKĐCLGD), Tổ xử lý bài thi trắc nghiệm mới được mở niêm phong đĩa CD chứa dữ liệu chấm dưới sự giám sát của công an và thanh tra để tiến hành chấm điểm

7 Tổ xử lý bài thi trắc nghiệm tiến hành chấm điểm và quy đổi điểm bằng máy tính sang thang điểm 10, làm tròn đến hai chữ số thập phân cho từng bài thi trắc nghiệm Thống nhất sử dụng mã môn thi trong các tệp dữ liệu theo quy định của Bộ GDĐT

8 Ngay sau khi kết thúc quá trình chấm, phải lưu các tệp dữ liệu xử lý

và chấm thi trắc nghiệm chính thức (được xuất ra từ phần mềm, đảm bảo cấu trúc và yêu cầu theo đúng quy định của Bộ GDĐT) vào 02 đĩa CD giống nhau, được niêm phong dưới sự giám sát của thanh tra và công an; 01 đĩa giao cho Chủ tịch Hội đồng thi lưu giữ, 01 đĩa gửi chuyển phát nhanh về Bộ GDĐT (Cục KTKĐCLGD)

Đối với kỳ thi thử THPT Quốc gia 2018 của Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Tĩnh, quy trình chấm bài thi trắc nghiệm được mô tả ngắn gọn trong Hình 1.4

Phiếu TLTN

Thí sinh Bài làm của thí sinh Máy quét

Máy tính xử lý Kết quả

Hình 1.4: Quy trình chấm phiếu trả lời trắc nghiệm

kỳ thi thử cũng không khắt khe như kỳ thi chính thức, chính vì vậy rất thuận tiện cho chúng tôi trong việc thu thập các mẫu phiếu này

Chúng tôi đã thu thập và quét gần 70 mẫu phiếu trắc nghiệm đã được thực hiện bởi các thí sinh trong kỳ thi thử năm 2018 Trong số đó, một nửa dành cho các môn thi tổ hợp Khoa học tự nhiên (gồm các môn thi Vật lý, Hóa học và Sinh học), phần còn lại dành cho môn thi độc lập (môn Toán) Đối với mẫu phiếu cho bài thi tổ hợp môn Khoa học tự nhiên:

- Môn Vật lý: từ câu 1 đến câu 40

- Môn Hóa học: từ câu 41 đến câu 80

- Môn Sinh học: từ câu 81 đến câu 120

CHƯƠNG 2 TIỀN XỬ LÝ PHIẾU TRẢ LỜI TRẮC NGHIỆM

Tiền xử lý là giai đoạn đầu tiên nhưng rất quan trọng trong xử lý ảnh số Các kết quả hay kết luận của quá trình xử lý phụ thuộc rất nhiều vào giai đoạn này Chương này trình bày một số vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh và một số kỹ thuật tiền xử lý phiếu trả lời trắc nghiệm trước khi thực hiện chấm bài Nội dung của chương được tham khảo từ các tài liệu [1-6]

2.1 Một số vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh

Xử lý ảnh là một quá trình thực hiện các thao tác lên ảnh nhằm cải thiện chất lượng ảnh cho tốt hơn Quá trình này được xem như là các thao tác lên ảnh đầu vào nhằm cho ra kết quả mong muốn Kết quả đầu ra của quá trình sẽ là một ảnh tốt hơn hoặc một kết luận Sơ đồ tổng quát của một hệ thống xử lý ảnh được thể hiện trong Hình 2.1

Hình 2.1 Các bước cơ bản của một hệ thống xử lý ảnh

Quá trình bắt đầu từ việc thu nhận ảnh nguồn thông qua các thiết bị như máy ảnh hay máy quét Các ảnh này sẽ được gửi đến máy tính và được lưu trữ

ở định dạng phù hợp Bước tiếp theo, tùy vào từng công việc cụ thể để thực hiện giai đoạn tiền xử lý như tăng giảm độ sáng, lọc nhiễu, chuyển ảnh, xoay ảnh, tách biên… phục vụ cho việc nâng cấp, khôi phục ảnh

Hậu xử

lý

Kết luận

Hệ quyết định

Lưu trữ

Trích chọn đặc trưng được thực hiện theo từng mục đích nhận dạng trong quá trình xử lý ảnh.Việc trích chọn hiệu quả các đặc điểm giúp cho việc nhận dạng ảnh chính xác hơn, tốc độ tính toán cao và dung lượng lưu trữ giảm

Cuối cùng, tùy thuộc vào mục đích của việc thực hiện xử lý sẽ là giai đoạn nhận dạng, phân lớp hay đưa ra các quyết định khác

2.2 Kỹ thuật tiền xử lý phiếu trả lời trắc nghiệm

Dựa vào hai bước đầu tiên trong Hình 2.1, sau khi có ảnh (quét, chụp ảnh) phiếu trả lời trắc nghiệm, các ảnh này sẽ gặp một số vấn đề như mờ, nghiêng,… Chính vì thế, để nâng cao chất lượng ảnh nhằm nhận dạng được đúng kết quả ta cần thực hiện bước Tiền xử lý ảnh

1.2.1 Làm nổi biên

Phát hiện biên của ảnh là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong xử

lý ảnh Phát hiện biên sẽ làm giảm một cách đáng kể khối lượng dữ liệu cần xử

lý và loại bỏ các thông tin không cần thiết trong khi vẫn đảm bảo các thuộc tính quan trọng về cấu trúc của ảnh Có rất nhiều kỹ thuật phát hiện biên hiện đang được sử dụng, mỗi kỹ thuật này thường làm việc một cách có hiệu quả cao đối với một loại đường biên cụ thể, chẳng hạn phương pháp phát hiện biên dựa trên Gradient của ảnh, phát hiện biên dựa trên Laplace của ảnh hay tách biên ảnh theo phương pháp Canny Trong luận văn này sử dụng phương pháp Canny (1986) Phương pháp này sử dụng hai mức ngưỡng cao và thấp Ban đầu ta dùng mức ngưỡng cao để tìm điểm bắt đầu của biên, sau đó chúng ta xác định hướng phát triển của biên dựa vào các điểm ảnh liên tiếp có giá trị lớn hơn mức ngưỡng thấp Ta chỉ loại bỏ các điểm có giá trị nhỏ hơn mức ngưỡng thấp Các đường biên yếu sẽ được chọn nếu chúng được liên kết với các đường biên khỏe Phương pháp này gồm các bước sau: