C# ile web kameradan optik form okuma
Reading optical form from web camera with c #
Yazar: MUSTAFA ŞENOL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UĞUR FİDAN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, C#.Net platformu kullanılarak web kamera ile optik form okuyabilen bir program geliştirilmiştir. Öncelikle bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Tasarlanan deney düzeneğine 1,3 mega piksel, Philips SPC 900NC marka standart bir CCD (Charge Coupled Device) kamera sabitlenmiş aynı zamanda fikstür yardımıyla optik formların deney düzeneğine hep aynı açıda yerleştirilmesi garantilenmiştir. Geliştirilen program web kamerası yardımıyla optik formun görüntüsünü almaktadır. Alınan 640x480 piksel RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) formatındaki görüntü önce gri seviyeye (grayscale) dönüştürülmekte daha sonra kontrast germe işlemiyle resim belirginleştirilmektedir. Formun altı bölgesinden Otsu Algoritması ile elde edilen dinamik eşik değerine göre, gri seviyeden ikili seviye (binary) dönüşümü yapılmaktadır. 

Siyah ve beyaz piksellerden meydana gelen ikili seviye görüntünün, piksellerin siyah/beyaz olma durumuna göre veya piksel gruplarındaki siyah piksel sayılarına göre anlamlandırılması yapılmıştır. İlk önce formun sol ve sağ üst köşesinde yer alan işaretlerin koordinatları tespit edilmiştir. Daha sonra bu işaretlere göre formda bulunan tüm seçeneklerin merkez koordinatları hesaplanmıştır. Seçeneklere ait dairelerin merkez koordinatları etrafındaki 11x11 piksel alandaki siyah piksel toplamları bulunmuştur. Geliştirilen algoritmayla siyah piksel toplamları değerlendirilerek işaretli seçenekler tespit edilmiş ve veri tabanına kayıt edilmiştir. İşaretlenmiş seçenekler ile cevap anahtarı karşılaştırması yapılmış, doğru, yanlış, boş ve hatalı cevap sayıları elde edilmiştir. Sınava ait tüm cevap kâğıtları değerlendirilerek sınav analizi istatistiği çıkarılmıştır. 

Çalışmada 221 öğrenciyle yapılan deneyler sonucunda; her bir optik formun CCD kamera yardımıyla bilgisayar ortamına alınması, görüntü işleme tekniklerinin uygulanması ve formdaki işaretlerin çeşitli algoritmalarla değerlendirilmesi işlemi yaklaşık olarak bir saniyede tamamlanmıştır.

Optik formda öğrencilerin numaralarının kodladığı alan hatasız olarak okunmuş, %100 doğrulukla öğrenci numaraları tespit edilmiştir. Yine kitapçık türünün kodlandığı alan da hatasız olarak okunarak %100 başarı elde edilmiştir. Test 1 ve Test 2 alanlarının başarı ortalaması ise %99,90 olarak gerçekleşmiştir. Bir diğer açıdan, 221 optik formun yalnız 7 tanesinde hatalı okuma meydana gelmiş, 214 optik form sıfır hata ile okunarak %96,83 doğruluk oranı yakalanmıştır.

Abstract:
In this study, the programme which can read optical form with the web camera using C#.Net platform is developed. Firstly a test mechanism is designed. A standard camera 1,3 megapixels, Philips SPC 900 NC is fixed to this mechanism ,at the same time optical forms  are  ensured  to be set  to this test mechanism in the same direction with the help of fixture. Developed programme gets the picture of optical form with the help of web camera. First the picture in the format of 640x480 pixel RGB (red, green, blue) is changed to grey level then the picture is set off by stretching contrast. According to dynamic verge rate, with Otsu Algorithm, from its six parts, the form is transformed from grey level to binary level.

The interpretation of double degree picture that comes out black and white pixels is made according to the situation of pixels being black and white or the number of black and white pixels. At first, the coordinates of signs at the right top and left top side of form are ascertained. And then the central coordinates of all the options in the form are computed according to the signs. The total of black and white pixels (11x11) around the central verge belonging to the options are found. With the developed algorithm, totals of the black pixels are evaluated and registered to the database. Signed options are compared with the answer key and the number of the true, false, empty or signed wrongly are obtained. Statistics of the exam analysis is made by evaluating all the answer sheets belonging to exam.

In this study as a result of the experiments done with 221 students; the process that notes   each optical form down the computer base with the help of CCD camera, applying the technique of picture process and assessing all the signs in the form are almost completed in a second with various algorithm.

The space in the form for coding students' number is read correctly, students' school numbers are identified rightly (%100 percent). Also the space for coding booklet type is read correctly and % 100 percent of success is gained. The average success of Test 1 and Test 2 is carried out with the percent of 99.90. In other side in 221 forms, only 7 forms are read incorrectly. 214 forms are read with zero mistake. 96.83 percent of correctness rate is obtained.