整理錯(cuò)題是學(xué)生們的“集體記憶”。每次考試結(jié)束，學(xué)生們要把錯(cuò)題抄寫(xiě)下來(lái)，集中整理到不同科目的錯(cuò)題本上，便于強(qiáng)化記憶和日后復(fù)習(xí)。手抄題目雖然難度不高，但比較花費(fèi)時(shí)間，隨著試卷越來(lái)越多，管理難度也與日俱增。

在倡導(dǎo)智慧教育的當(dāng)下，有沒(méi)有一種方法，可以直接拉低試卷整理的門(mén)檻，方便學(xué)生到“云端”隨時(shí)調(diào)取和復(fù)習(xí)呢？

答案是：有。

作業(yè)幫推出了智能試卷學(xué)習(xí)工具，基于AI技術(shù)，以“手寫(xiě)字跡識(shí)別、提取和擦除”等相關(guān)發(fā)明專利作為強(qiáng)大支撐，為學(xué)習(xí)者提供了高效、智能的學(xué)習(xí)服務(wù)。

“試卷”的強(qiáng)需求

產(chǎn)品經(jīng)理都熟悉一句話：從需求中來(lái)，到需求中去。一款好的學(xué)習(xí)工具類應(yīng)用，首要價(jià)值是滿足學(xué)習(xí)過(guò)程中的真實(shí)需求。

早在2016年底，作業(yè)幫就在作業(yè)幫app上推出了“試卷”功能，彼時(shí)用戶主要用“試卷”在線作答、判卷、查看錯(cuò)誤原因，再根據(jù)系統(tǒng)智能計(jì)算出的薄弱知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)攻克。上線幾年后，作業(yè)幫做了一項(xiàng)針對(duì)性調(diào)查問(wèn)卷，結(jié)果顯示，近80%的用戶每個(gè)月至少使用一次試卷服務(wù)。

2021年初，作業(yè)幫產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)開(kāi)始思考，基于“試卷”場(chǎng)景，用戶還有哪些需求沒(méi)有被滿足？還能提供什么新的功能和服務(wù)？

作業(yè)幫用戶產(chǎn)品中心“試卷”產(chǎn)品負(fù)責(zé)人孫月鵬介紹，團(tuán)隊(duì)頭腦風(fēng)暴后，討論出三大產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則：首先，這個(gè)需求是用戶在線下已經(jīng)有的需求，而不是憑空生成一個(gè)概念或者場(chǎng)景；第二，這個(gè)功能必須能夠有力支持和輔助用戶在校的日常學(xué)習(xí)，而不會(huì)額外增加用戶的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)；第三，可以充分得到作業(yè)幫強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力的支持。

“靈感”很快出現(xiàn)?！跋氲缴蠈W(xué)時(shí)各科老師都要求我們訂一套‘卷子本’，將每次考試的卷子訂成冊(cè)，以便考前復(fù)習(xí)錯(cuò)題和薄弱知識(shí)點(diǎn)?！睂O月鵬和團(tuán)隊(duì)誕生了一個(gè)打造方便、強(qiáng)大“線上卷子本”的想法。

順著靈感，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了前期調(diào)研，調(diào)研結(jié)果令他們振奮：有超過(guò)60%的用戶認(rèn)為卷子本或錯(cuò)題本是自己的強(qiáng)需求。線上卷子本可以成為輔助用戶在校學(xué)習(xí)的有力工具，大幅節(jié)省時(shí)間。

基于“試卷”的卷子本線上化被提上開(kāi)發(fā)日程。此后，作業(yè)幫強(qiáng)大的AI基礎(chǔ)和算法能力，讓這一功能的各種應(yīng)用場(chǎng)景變成現(xiàn)實(shí)。

AI科技將“靈感”變成現(xiàn)實(shí)

第一期產(chǎn)品原型很快就出爐了。用戶可以批量拍攝試卷圖片，實(shí)現(xiàn)一鍵上傳。在上傳的同時(shí)，服務(wù)端的算法會(huì)自動(dòng)處理圖片，生成“原圖”和“打印版”兩份數(shù)據(jù)?！霸瓐D”記錄用戶的原始試卷作答情況，“打印版”則是自動(dòng)矯正、識(shí)別，并去除筆跡，方便用戶在線上或者線下二次作答。兩種版本都可以保存成PDF文檔或生成圖片。

一份批改的試卷和擦除手寫(xiě)筆記后的試卷

通常一張?jiān)嚲砩喜粫?huì)每道題都回答錯(cuò)誤，如何只記錄下錯(cuò)題呢？作業(yè)幫很快上線了第二期功能，用戶可以在卷子圖片上“框選錯(cuò)題”，并選擇只下載或者打印由“錯(cuò)題”重新拼成的卷子，而不需要下載整套試卷。

框選錯(cuò)題并打印

作業(yè)幫技術(shù)團(tuán)隊(duì)有10位成員參與到“試卷”的新功能開(kāi)發(fā)，涵蓋了算法、前端、后端、測(cè)試等多種角色。

“當(dāng)接到試卷還原產(chǎn)品的研發(fā)任務(wù)時(shí)，大家都充滿期待和熱情?！弊鳂I(yè)幫中臺(tái)產(chǎn)研中心田寶亮是算法團(tuán)隊(duì)成員，他回憶道，自己在上學(xué)的時(shí)候有過(guò)手抄錯(cuò)題的經(jīng)歷，那時(shí)試卷是用鋼筆寫(xiě)的，橡皮擦不掉，如果能做一款產(chǎn)品讓學(xué)生們能夠輕松還原試卷該多好。

開(kāi)發(fā)過(guò)程中，很快遇到了第一個(gè)困難：處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。一套算法，如果要保證處理效果，首先要準(zhǔn)確識(shí)別出手寫(xiě)字體，識(shí)別的前提是手寫(xiě)字體的清晰度要高。另外，中學(xué)卷子可能有十幾頁(yè)A4紙，用戶一次操作就需要完成十幾張照片的傳輸、存儲(chǔ)和算法處理。在網(wǎng)絡(luò)欠佳時(shí)，需要等十幾秒甚至幾十秒才能看到算法的處理結(jié)果，這顯然是不可接受的。

作業(yè)幫技術(shù)團(tuán)隊(duì)為節(jié)省每一個(gè)0.1秒而努力。單線程處理過(guò)慢，就多線程并發(fā)；傳輸過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，就優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸格式；算法處理速度慢，就優(yōu)化算法，一點(diǎn)點(diǎn)地從各個(gè)環(huán)節(jié)擠出時(shí)間。

“用戶一次上傳，觸發(fā)的是多種AI模型以及一套復(fù)雜的邏輯處理架構(gòu)，其中，手寫(xiě)筆跡的識(shí)別和擦除是系統(tǒng)中最核心的模塊。既要精確判斷拍攝圖片中的每一個(gè)點(diǎn)是否為手寫(xiě)筆跡，還要保證去除手寫(xiě)筆跡的同時(shí)不誤傷到印刷的題目?！碧飳毩琳f(shuō)。

樸素想法的背后，是計(jì)算復(fù)雜度的大幅增加。用戶的手寫(xiě)筆跡風(fēng)格非常復(fù)雜，覆蓋了多種顏色、深淺、粗細(xì)、形狀、大小等等，即使借助AI技術(shù)，字跡去除依然具有極高的挑戰(zhàn)性，需要讓AI模型閱覽各種各樣的手寫(xiě)樣式，同時(shí)也需要讓AI模型具備多種尺度的分辨力，類似于人眼去辨別手寫(xiě)區(qū)域，細(xì)小的手寫(xiě)字，要離的很近才能分辨，而一些手寫(xiě)做圖，要離的遠(yuǎn)一些才能分辨出是手寫(xiě)。

最終，經(jīng)過(guò)每一位參與者的錙銖必較，得益于作業(yè)幫強(qiáng)大的引擎加速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了算法效果和處理耗時(shí)的雙達(dá)標(biāo)。用戶使用產(chǎn)品時(shí)能“即刻”還原，絲毫感受不到背后復(fù)雜的計(jì)算量。2021年4月，作業(yè)幫“手寫(xiě)字跡的識(shí)別/提取、擦除方法及擦除系統(tǒng)、電子設(shè)備”發(fā)明專利在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)公開(kāi)。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)專利截圖

為了讓用戶體驗(yàn)更好，技術(shù)團(tuán)隊(duì)還增加了其他技術(shù)環(huán)節(jié)。比如試卷“美顏”，利用AI模型把試卷變成白底的文檔，去掉題目之外的噪聲；比如“扭曲矯正”，讓拍攝的試卷頁(yè)面文字變得更加平整等等。

AI時(shí)代的高質(zhì)量學(xué)習(xí)

當(dāng)前，基于AI科技“誕生”的一個(gè)又一個(gè)工具類產(chǎn)品，正在走入尋常百姓家，實(shí)用好用易用，能夠滿足使用者的個(gè)性化需求，全方位賦能各種學(xué)習(xí)場(chǎng)景。

如今，市場(chǎng)上有不同的試卷擦除產(chǎn)品，作業(yè)幫同款產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪里呢？

從技術(shù)角度看，田寶亮認(rèn)為，產(chǎn)品對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)景的魯棒性更好。比如，在圖像拍攝模糊、手機(jī)分辨率低、光照條件不好等情況下，系統(tǒng)依然有較好的表現(xiàn)。他還表示，“目前系統(tǒng)依然在持續(xù)迭代中，不斷總結(jié)問(wèn)題逐個(gè)擊破?！?/p>

孫月鵬從產(chǎn)品角度出發(fā)認(rèn)為，相比于市面上同類產(chǎn)品大部分主打付費(fèi)服務(wù)，作業(yè)幫的“試卷”產(chǎn)品是用心為用戶提供的高質(zhì)量的免費(fèi)學(xué)習(xí)工具，堅(jiān)持了教育普惠理念，正在獲得越來(lái)越多用戶的信任。

結(jié)合強(qiáng)大的AI和教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，作業(yè)幫近年來(lái)深入挖掘用戶需求，持續(xù)創(chuàng)新，不斷推出好用的學(xué)習(xí)小工具。

以“作業(yè)批改”為例，這是一項(xiàng)深受家長(zhǎng)和學(xué)生喜愛(ài)的高效工具。其基礎(chǔ)功能是對(duì)用戶輸入的四則運(yùn)算答題結(jié)果實(shí)現(xiàn)“秒批”，極大地節(jié)省了純計(jì)算題的批改時(shí)間。

“我們?cè)诋a(chǎn)品上增加了‘錯(cuò)因分析’環(huán)節(jié)，將具體的知識(shí)點(diǎn)名稱、該知識(shí)點(diǎn)具體的計(jì)算方法和例題展現(xiàn)出來(lái)?！弊鳂I(yè)幫產(chǎn)品經(jīng)理魯士瓏介紹，這一功能來(lái)自很多家長(zhǎng)的反饋的“不知道該怎么給孩子講題”，“孩子聽(tīng)的一臉懵，家長(zhǎng)氣的肝火大”等問(wèn)題，功能上線后深受歡迎，幫助家長(zhǎng)更好地講題，也幫助孩子更好地理解知識(shí)點(diǎn)。

新世紀(jì)的第三個(gè)十年已經(jīng)開(kāi)啟，這個(gè)十年，人工智能將在學(xué)習(xí)領(lǐng)域掀起一場(chǎng)前所未有的革命。面向更加智能化學(xué)習(xí)的未來(lái)，以作業(yè)幫為代表的科技教育企業(yè)，依托AI科技，不斷為學(xué)習(xí)者提供精準(zhǔn)學(xué)習(xí)輔助工具。試卷擦除、錯(cuò)題本、自動(dòng)批改等等，僅僅是科技賦能學(xué)習(xí)的小小縮影。在不久的未來(lái)，隨著教育信息化2.0的深入開(kāi)展，人工智能輔助下的學(xué)習(xí)體驗(yàn)將更加美好、更加高效。

背景資料：

作業(yè)幫教育科技（北京）有限公司成立于2015年，一直致力于用科技手段助力教育普惠，運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，為全國(guó)中小學(xué)生提供更高效的學(xué)習(xí)解決方案。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在作業(yè)幫所有主體之下，自公司成立以來(lái)共計(jì)有170余項(xiàng)專利申請(qǐng)，覆蓋了語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、圖像和OCR識(shí)別等AI技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞： 試卷 有大 智慧 作業(yè)