CN1301481C - 用于光标阅读机的读取单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光标阅读机的读取单元和标记卡。该读取单元包括：多个光传感器(R1、R2、R3、R4……)，对应于多个标记(M1、M2、M3、M4……)；以及多个计数器(CT1、CT2、CT3、CT4……)，用于将输出信号转换为与检测到的光量相对应的输出值，并将该输出值传送给中央处理器(CPU)。CPU基于计数器(CT1、CT2、CT3、CT4……)的输出值进行逻辑运算，以此进行答案检验处理。

Description

用于光标阅读机的读取单元

技术领域

本发明涉及一种用于光标阅读机的读取单元和标记卡，更确切的说，涉及一种对于每个题目的每个答案标记都具有多个标记区域的标记卡以及用于读取这种标记卡的读取单元。

背景技术

光标阅读机(OMR)及用于光标阅读机的标记卡等被广泛用作有大量应试者参与的考试的答题纸，或用作统计分析数据的输入。

它们得以广泛应用的原因在于每张标记卡的成本低廉且易于收集和分发，这在处理大量数据时是很有益的。尤其在有成千上万学生参与的各种各样的考试中，标记卡作为最有效的数据处理媒介更是被普遍使用。

这种光标阅读机把光发射装置和光接收装置布置在应试者在标记卡上标记的部位，并用不同的光传感器检测出标记卡透射或反射的光量，从而由阅读器中的中央处理单元读出答案数字。

传统的光标阅读机由于其中央处理单元非常昂贵且处理效率不高，因而存在一些题目，解释如下。

首先，在阅卷中，使用光标阅读机和标记卡从四个答案中选出一个答案的情形下，应试者用笔在相应的地方标记出每个题目的答案(例如，答案选择1，答案选择2，答案选择3等等)。然后，传统的光标阅读机的读取单元通过OP放大器放大由标记卡输出的电信号，并利用与门找出最终的答案。

然而，在传统的技术中，要修改第一次标记过的答案是不可能的。

解决该题目的一种方法是将新的答案标记得比最初标记的答案更深或更大，并将新答案作为最终答案。关于这种方法，本发明的申请人已于1988年12月2日提交了专利申请，该申请于1992年11月28日注册，专利注册公告号为No.1992-10480。图1示出了这个发明。

图1是传统光标阅读机的读取单元的示意图。图1揭示了具备光学检测单元U的读取装置。即使标记卡C上为一个题目标记了多个答案，读取装置也只是从多个被标记的答案中读取出最大值，并最终由计算机的中央处理单元发出单个答案的数字数据值。光学检测单元U让中央处理单元检查正确/错误答案。

然而，在上述的发明中，读取的动作是由硬件结构执行的。因此，在从五、六个选项而不是四个选项中选择一个答案的情况下，就出现了一些题目，诸如电路结构变得相当复杂，且读取单元的价格急剧飚升。

此外，这种方法通过被标记的答案反射的光的数量来检测正确/错误答案，并将此作为从被标记过的多个答案中确定正确答案的唯一的判断标准，这就产生了低可信度的题目。

其次，传统的技术无法提供多个答案的结构，例如从六个选项中选择两个答案，从五个选项中选择三个答案等等。因此，传统的技术存在一个题目，即其光标阅读机的可应用范围是有限的。

发明内容

本发明旨在解决上述的传统技术的题目，其目的是提供一种用于光标阅读机的读取单元，该单元可更有效、更精确地识别应试者改正或反复改正过的答案。

本发明的另一个目的是在检查多选型的正确/错误答案时简化读取单元的硬件电路结构，从而节省成本，并且提供一种可应用于各种类型答案的光标读取机的读取单元。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种读取单元，使其光标阅读机的中央处理单元(CPU)在按照幅值顺序从输入数据中选取的预定数目的值的基础上由程序进行逻辑运算，从而检查正确答案。

同时，为了实现本发明的另一个目的，本发明提供了一种由光标阅读机阅读的标记卡，其中在标记卡中对于题目的多个答案标记中的每一个都形成有多个标记区域。

此外，为了实现本发明的另一个目的，本发明提供了一种用于光标阅读机的读取单元U，其读取对于一个题目在多个答案标记中的每一个中都具有多个标记M1、M2、M3、M4……的标记卡，该读取单元包括：与多个标记M1、M2、M3、M4……相对应的多个光传感器R1、R2、R3、R4……，用于检测从标记M1、M2、M3、M4……透射或反射的光；以及多个计数器CT1、CT2、CT3、CT4……，用于将光传感器R1、R2、R3、R4……的输出信号转换为与这些光传感器检测到的光量相对应的输出值，并将该输出值传送给CPU；其中，CPU基于计数器CT1、CT2、CT3、CT4……的输出值进行逻辑运算，以此进行答案检查处理。

附图说明

图1是传统光标阅读机的读取单元的示意图。

图2是普通的光标阅读机的读取单元的读取原理图。

图3是本发明的光标阅读机的读取单元的示意图。

图4是本发明的光标阅读机读取单元的读取功能的另一实施例的图解。

图5是用于本发明的光标阅读机读取单元的标记卡的示意图。

图6是检测标记的标记量的另一实施例的图解。

具体实施方式

以下参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。

图2是普通的光标阅读机的读取单元的读取原理图。完成读取功能的传感器通常采用两种类型的传感器：透射型和反射型。

图2中，发光装置E向标记卡C上由计算机可读标记笔之类的标记装置标记的标记M照射光。之后，光传感器R检测标记区M透射或反射的光，并生成输出信号从而进行读取。

此时，根据标记卡C上标记的多少程度，出现不同的电信号。通常，对这些光传感器R的输出值进行数字处理。输出的值以1或0的形式被传送到中央处理单元CPU。

如前所述，传统上为了检测出最大的值作为多选题的正确答案，必须采用各种不同的如图1的设备，这就存在如前所述的确定正确答案的不精确性和高昂的设备成本的题目。

图3是本发明的光标阅读机读取单元的示意图。图3中，本发明的读取单元U包括：多个光传感器R1、R2、R3、R4……，这些光传感器分别用于检测标记卡C上对于一个题目的多个答案标记中的每一个中形成的多个标记M1、M2、M3、M4……相对应的信号；以及多个计数器CT1、CT2、CT3、CT4……，这些计数器将各个光传感器的输出信号转换成与各个光传感器检测到的光量相应的/成比例的输出值。

各个标记M1、M2、M3、M4……具有不同的标记量(也就是说，标记面积。因此，计数器CT1、CT2、CT3、CT4……根据各个标记量将电信号数字化为不同的值。由此，本发明中光标阅读机的读取单元中每个光传感器R1、R2、R3、R4……的输出信号由计数器CT1、CT2、CT3、CT4……进行计数，生成的计数脉冲值被传送到中央处理单元CPU，作为读入数据。

根据使用者在标记区M1、M2、M3、M4……标记的大小和黑度，具有上述配置的本发明的光标阅读机的读取单元U输出不同的脉冲数，并分别将输出值传送到中央处理单元CPU。

中央处理单元CPU根据不同的程序设计，在输入的数据中选取最大值或两/三个数值，并通过程序进行逻辑运算来确定正确/错误答案(例如，程序可按照从大到小的顺序在某个题目的标记的输出值中选出两个或三个值)。

这种选择的可行性在于对每个光传感器R1、R2、R3、R4……计数的输出值进行比较运算，或建立一个基础值，将该基础值和其它值进行比较。

因此，装备有本发明的光标阅读机读取单元U的读取装置具有可用不同方式来准备题目卡的优势，比如增加题目的可选答案或选择多个答案。诸如计算分数这样的逻辑运算是很平常的程序，此处不再赘述。

图4是本发明的光标阅读机读取单元的读取功能的另一实施例的图解。

如前所述，作为本发明的光标阅读机读取单元U中优选使用的光传感器R1、R2、R3、R4……，可以采用图4C所示的CCD器件CD。这种CCD器件是一种电荷耦合器件，这是一种具有多个作为识别面积的像素的光电管的图像处理设备。

本发明的光标阅读机的读取单元U采用CCD器件CD是合适的，其原因描述如下：

当同时检测一个题目的多个标记时，应试者用一个小小的暗黑色阴影圈标记/指示出如图4A中的标记M1、M2、M3、M4……和图4B中的阴影颜色浅但面积大的标记，二者透射的光量是相同的。因此，检测到的信号也是相同的，这就造成了读取极其困难的情况。

尤其在多选题和修改标记(这是本发明的光标阅读机读取单元的优势，将在后面进行解释)的情况下，更无法给使用者提供一个宽范围的标记许可限制。从而可能产生错误读取。

因此，由图4C可以看出，如果采用了CCD器件CD，则无论标记卡C透射的光的强度如何，CCD器件CD的每个像素p都会输出值1或0。这样，由于整个CCD器件CD的输出值仅仅取决于所标记的标记区域A的大小，中央处理器CPU就可以与前面所说的标记M1、M2、M3、M4……的密度无关地读取输出值。因此，采用CCD作为光传感器解决了前述因标记区密度不同所产生的题目。

此外，除了CCD装置CD，也可以优选采用近期出现的实现相同功能的CMOS图像处理器等。

图5的A和B展示了适用于本发明的光标阅读机读取单元的标记卡C。

图5A展示了一个象箭靶的由多个圆圈组成的标记卡C的标记圈区域K。在这种情况下，假如第一次选的答案被标记在中心的第一个圆圈K1，后来重新检查时发现应是另一个不同的答案，应试者可以将标记区扩展到第二个圆圈K2以此来代表检查后的答案。中央处理器CPU通过运算程序确定第一个原始的答案更改为了后一个答案。而如果在修改后又发现第一次选的答案是正确的，应试者可将最初仅仅涂在第一圆圈K1上的阴影扩展到第三个圆圈K3。

类似的，图5B是采用矩形标记框B的例子。由于矩形框区域被分割成三个相等的修改区a、b、c，所以可采用与前述方法同样的修正和反复修正方法。这样，应试者可改正/改变他/她的答案并且减轻由于不允许进行错误纠正所带来的心理压力。

这种灵活的可读性在于中央处理单元CPU独立地接收来自本发明的光标阅读机读取单元的光传感器R1、R2、R3、R4……的输出值，并通过逻辑运算来读取答案。

也就是说，与建立在标记量大小基础上来寻找正确答案的传统方法相比，本发明不但可通过识别计数器CT1、CT2、CT3、CT4……输出的标记区大小很容易地确定输出值，因为它可以识别标记范围延伸到哪个特定的标记区域，而且仅通过检测标记M1、M2、M3、M4……是否被标记过就可以很容易的识别出答案的优先级顺序，而无需将输出值进行比较。因此，处理多选类型的答题纸和改正过答案的答题纸就变得更简单，也降低了数据逻辑运算的复杂性。

图6是检测标记区标记量的另一实施例的图解。

在传统的方法中，只给标记区一次信号用于测量标记区透过的光量。而在本发明中，当标记卡沿着规定的方向向前移动时，光标阅读机可发送多次信号，这样通过计算检测到的信号为“1”的次数可计算出透射的光量。也就是说，当选择多个答案时，这种方法对于每次给的信号测量出透射或反射的光量，计算标记量，将每个标记量的输出值进行比较。本方法提供了一个测量透射或反射光量的更简单的方法，因为本方法通过发送多次信号，对检测到信号和未检测到信号的次数进行比较。

例如，假如发送到标记M的信号为10次，而检测到“1”的次数仅3次，则这个标记被确定为标记度为3/10。因此，当在多个标记中检测多个答案时，对检测到的次数进行比较，按照由大到小的顺序即可确认出答案。

而且，当多个标记M1、M2、M3、M4……标记的大小比较含糊时，例如，当不清楚标记是标在M4上还是标在M3上，这个实施例就很有效。也就是说，当光传感器R4在检测标记M4时，若10次中只检测到3次，那么可以认为这个标记不是标在标记M4上的。

此外，即使是涉及多选题类型的复杂的答题纸所需的硬件结构，本发明也不会使硬件复杂化，而只是在传统硬件结构的基础上用逻辑运算程序来处理输出信号，从而简化了光标阅读机的整体结构。

也就是说，传统的硬件结构将来自如图2中R的电信号解释成0或1，即确定一个预定的基础值，并根据信号比基础值大或小输出1或0。用户可以调整这个基础值，但仍无法充分地防止读取错误，而且无法通过二次标记来纠正错误。

从图3可以看出，本发明无需确定基础值，而是通过计数器(如AD转换器等)来测量R的值，并将所测的值发送到中央处理单元CPU。中央处理单元CPU通过计算这个值是大还是小来选出答案。

在传统的OMR标记卡读取装置中，如前所述的读取和处理部分包含在硬件中。这样，在包含多种类型答题纸的情况下(例如，从4个或5个选项中选择一个答案，以及从5个选项中选择2个答案等等)，就必须更换每个硬件。因此在包含5选1和5选2的混合型试题中，应用起来相当困难。然而如果通过软件来实现，并添加将来自硬件结构的R值转换为计数值的部分(如AD转换器等)，就不再需要用于设定基础值的部分。

有别于通过中央处理单元CPU预存的基础值来确定传送的值是0或1的方法，本发明可输入各种值，例如非0数值，给中央处理单元CPU，然后通过比较计算出这个相应的数值是0还是1。此外，选择答案的方法也可以写入程序中，这样就简化了硬件结构。

本发明的光标阅读机的读取单元和标记卡仅揭示了读取装置/方法。通过对简单的比较和对应运算逻辑进行编程，可以实现中央处理单元CPU中程序化的处理。因此，这部分的描述这里略过。

工业应用性

上述的本发明的光标阅读机的读取单元和标记卡可更有效、更精确地为应试者识别出改正或反复改正过的答案。在检测多选类型的答题纸的正确答案时，本发明通过简化读取单元的硬件电路结构降低了成本。本发明也提供了更多的各种各样的答题纸。此外，与以前的技术相比，本发明读取精确，而且由于通过软件进行读取，因而具备更强的应用范围扩展性。

Claims (2)

1、一种用于光标阅读机的读取单元，该读取单元包括：

光传感器，用于检测由答案标记透射或反射的光，该答案标记被划分成了多个预定的区域；以及

计数器，用于根据所述光传感器的输出信号，计量检测到所述被划分的答案标记的标记区域的次数；

CPU，用于根据所述计数器计量的次数、并根据所述预定的区域确定所述标记区域的尺寸，并根据所确定的尺寸检验正确答案。

2、如权利要求1所述的用于光标阅读机的读取单元，其中所述光传感器是包含CCD器件或CMOS器件的图像检测装置，具有多个光电管以进行二进制处理。

Images