JP2004206295A - 電子ペンを利用した採点システム及び入力記号認識システム、採点処理プログラム、並びに入力記号認識プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペンを使用することにより、模擬試験などの採点結果を効率的かつ正確に取得し、集計などの処理を行うことが可能な採点システムを提供する。
【解決手段】採点システムによれば、受験者などが解答を記入した解答用紙に対して、採点者が電子ペンにより、マル、バツなどの採点記号を記入して採点を行う。解答用紙上に描かれた採点記号のストロークは採点データとして取得され、採点システムに入力される。採点システムでは、採点データから採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出し、個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を参照することにより当該ストロークを認識する。認識結果としては当該ストロークに対応する採点記号又は訂正記号が特定される。そうして得られた認識結果に基づいて、採点結果が特定され出力される。よって、採点者は解答用紙上に電子ペンで採点記号などを記入するだけで、採点結果のデータが生成され、その後の集計や分析などに使用できる。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ペンを使用し、試験の答案などを採点する採点システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
学校、予備校、塾などにおいては、学生を対象に模擬試験が行われる。学生は答案用紙に解答を記入し、答案用紙は回収され、採点者が赤ペンなどで採点結果を答案用紙に記入する。一般的に、採点結果は問題ごとに、マル「○」、バツ「×」、サンカク「△」などの採点記号として答案用紙に記入される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
学校や塾などで行われるテストを効果的に指導に役立てていくためには、「どの学生がどの問題を間違えたか」、「その問題の正解率はどのくらいか」など、問題ごとの細かな結果を記録・集計・分析する必要がある。しかし、記述式の問題では、採点と採点結果のデータ化とが別作業となるため、これまでは採点結果をもう一度マークシートに写し直すなどの煩雑な作業が必要であった。このため、採点結果の集計、分析などに手間と時間を要するとともに、採点結果の写し間違いなどのミスが発生する可能性もあった。これは、特に全国的に行われる模擬試験など、受験者数や科目が多い場合に大きな問題となっていた。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、電子ペンを使用することにより、模擬試験などの採点結果を効率的かつ正確に取得し、集計などの処理を行うことが可能な採点システムを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、電子ペンを利用した採点システムにおいて、前記電子ペンを利用して解答用紙に入力された採点データを受け取るデータ入力手段と、前記採点データから、採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段と、個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶部と、前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する記号を認識し、認識結果を生成する認識手段と、前記認識結果に基づいて、採点結果を出力する制御手段と、を備える。
【０００６】
上記の採点システムによれば、受験者などが解答を記入した解答用紙に対して、採点者が電子ペンにより、マル、バツなどの採点記号を記入して採点を行う。解答用紙上に描かれた採点記号のストロークは採点データとして取得され、採点システムに入力される。採点システムでは、採点データから採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出し、個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を参照することにより当該ストロークを認識する。認識結果としては当該ストロークに対応する採点記号又は訂正記号が特定される。そうして得られた認識結果に基づいて、採点結果が特定され出力される。よって、採点者は解答用紙上に電子ペンで採点記号などを記入するだけで、採点結果のデータが生成され、その後の集計や分析などに使用できる。
【０００７】
上記の採点システムの一態様では、前記採点記号及び前記訂正記号は、前記電子ペンにより１ストロークで入力可能な形状を有する。これにより、１つの採点記号又は訂正記号は必ず１ストロークで表現されることになり、複数のストロークと採点記号又は訂正記号との対応関係を分析する必要がなくなる。
【０００８】
上記の採点システムの他の一態様では、前記制御手段は、前記ストローク抽出手段を制御して、前記解答用紙内の１つの解答欄を通る全てのストロークを抽出する手段と、抽出されたストロークのうち、始点が当該解答欄内に含まれるストロークを選別する選別手段と、選別されたストロークが１つである場合には当該ストロークの認識結果を採点結果として出力し、選別されたストロークが複数である場合には入力時刻が最も新しいストロークの認識結果を採点結果として出力する出力手段と、を備える。
【０００９】
この態様によれば、解答用紙内の１つの解答欄について、記入された全てのストロークを抽出し、そのうち最も新しいストロークの認識結果を採点結果とする。解答欄内に記入されたストロークが１つである場合はそれが採点記号であると判定してよいが、解答欄内に記入されたストロークが複数ある場合は、最後に入力されたものを正しい採点結果であると判定する。こうして、１つの解答欄に複数のストロークが記入された場合でも、正しい採点結果を得ることができる。
【００１０】
上記の採点システムの他の一態様では、前記出力手段は、選別されたストロークのうち、訂正記号に対応するストロークを前記採点結果としない。これにより、訂正記号が誤って採点結果として出力されることが防止できる。
【００１１】
本発明の他の一態様では、前記制御手段は、前記ストローク抽出手段を制御して、前記解答用紙内の１つの解答欄を通る全てのストロークを抽出する手段と、抽出されたストロークのうち、始点が当該解答欄内に含まれるストロークを選別する手段と、選別されたストロークが１つである場合には当該ストロークの認識結果を採点結果として出力し、選別されたストロークが複数である場合には、訂正記号と認識されたストローク及び訂正記号と認識されたストロークと重なるストローク以外のストロークのうち、入力時刻が最も新しいストロークの認識結果を採点結果として出力する出力手段と、を備える。
【００１２】
この態様によれば、解答用紙内の１つの解答欄について、記入された全てのストロークを抽出する。解答欄内に記入されたストロークが１つである場合はそれが採点記号であると判定する。また、解答欄内に記入されたストロークが複数ある場合は、まず、訂正記号のストロークと重なっているストロークを全て無効化し、残ったストロークを採点結果とする。また、残ったストロークが複数ある場合には最後に入力されたものを正しい採点結果であるとする。こうして、１つの解答欄に複数のストロークが記入された場合でも、正しい採点結果を得ることができる。特に、訂正記号と重なるストロークを無効化するので、訂正結果を正しく認識することが可能となる。
【００１３】
上記の採点システムの他の一態様では、前記認識手段は、前記選別されたストロークについて、入力時刻が新しいものから順に認識処理を実行する。通常、訂正などを考えた場合、時間的に最後に入力されたストロークが正しい採点記号である可能性が高い。よって、時間的に古いストロークを認識した上でそれを訂正対象として除外するよりは、入力時刻の新しい方から認識処理を行うことにより、無駄に採点記号の認識処理を実行することがなくなり、処理の効率化が図れる。
【００１４】
本発明の他の観点では、採点処理プログラムは、コンピュータ上で実行されることにより、電子ペンを利用して解答用紙に入力された採点データを受け取るデータ入力手段、前記採点データから、採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段、個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶手段、前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する記号を認識し、認識結果を生成する認識手段、前記認識結果に基づいて、採点結果を出力する制御手段として前記コンピュータを機能させる。
【００１５】
上記の採点処理プログラムをコンピュータ上で実行することにより、上記の採点システムを実現することができる。
【００１６】
本発明の他の観点では、電子ペンを利用して入力された記号を認識する入力記号認識システムにおいて、前記電子ペンを利用して電子ペン用帳票に入力された入力データを受け取るデータ入力手段と、前記入力データから、入力記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段と、個々の入力記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶部と、前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する入力記号を認識し、認識結果を生成する認識手段と、を備える。
【００１７】
上記の入力記号認識システムによれば、利用者が、電子ペン用帳票に必要に応じて電子ペンにより、マル、バツなどの記号を記入する。電子ペン用帳票上に描かれた記号のストロークは入力データとして取得され、入力記号認識システムに入力される。入力記号認識システムは、入力データから入力記号に対応するストロークを抽出し、個々の入力記号の特徴を示す記号情報を参照することにより当該ストロークを認識する。認識結果としては当該ストロークに対応する入力記号が得られる。
【００１８】
本発明の他の観点では、入力記号認識プログラムは、コンピュータ上で実行されることにより、前記電子ペンを利用して電子ペン用帳票に入力された入力データを受け取るデータ入力手段、前記入力データから、入力記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段、個々の入力記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶手段、前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する入力記号を認識し、認識結果を生成する認識手段として前記コンピュータを機能させる。
【００１９】
上記の入力記号認識プログラムをコンピュータ上で実行することにより、上記の入力記号認識システムを実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。まず始めに、本発明の採点システムにおいて入力デバイスとして使用される電子ペンの概要について説明する。
【００２１】
［電子ペン］
図１は電子ペンの使用形態を模式的に示す図であり、図２は電子ペンの構造を示す機能ブロック図である。図１に示すように、電子ペン１０は、ドットパターンが印刷された専用ペーパー２０と組み合わせて使用される。電子ペン１０は、通常のインクペンと同様のペン先部１７を備えており、利用者は通常のインクペンと同様に専用ペーパー２０上に文字などを書くことになる。
【００２２】
図２に示すように、電子ペン１０は、その内部にプロセッサ１１、メモリ１２、Bluetoothトランシーバ１３、バッテリー１４、赤外線ＬＥＤ１５、カメラ１６及び圧力センサ１８を備える。また、電子ペン１０は通常のインクペンと同様の構成要素としてインクカートリッジ（図示せず）などを有する。
【００２３】
電子ペン１０は、ペン先部１７により専用ペーパー２０上に描かれたインクの軌跡をデータ化するのではなく、専用ペーパー２０上で電子ペン１０が移動した軌跡座標をデータ化する。赤外線ＬＥＤ１５が専用ぺーパー２０上のペン先部１７近傍を照明しつつ、カメラ１６が専用ペーパー２０に印刷されているドットパターンを読み取り、データ化する。つまり、電子ペン１０は専用ペーパー２０上で利用者が電子ペン１０を移動させることにより生じるストロークを画像データ又はベクトルデータとして取得することができる。
【００２４】
圧力センサ１８は、利用者が電子ペン１０により専用ペーパー上に文字などを書く際にペン先部１７に与えられる圧力、即ち筆圧を検出し、プロセッサ１１へ供給する。プロセッサ１１は、圧力センサ１８から与えられる筆圧データに基づいて、赤外線ＬＥＤ１５及びカメラ１６のスイッチオン／オフの切換を行う。即ち、利用者が電子ペン１０で専用ペーパー２０上に文字などを書くと、ペン先部１７には筆圧がかかる。よって、所定値以上の筆圧が検出されたときに、利用者が記述を開始したと判定して、赤外線ＬＥＤ１５及びカメラ１６を作動する。
【００２５】
カメラ１６は専用ペーパー２０上のドットパターンを読み取り、そのパターンデータをプロセッサ１１に供給する。プロセッサ１１は、供給されたドットパターンから、専用ペーパー２０上でのＸ／Ｙ座標を算出する。
【００２６】
プロセッサ１１は、利用者の記述が行われる間に、筆圧の配列データ及びＸ／Ｙ座標データを取得し、タイムスタンプ（時間情報）と関連付けてメモリ１２に記憶していく。よって、メモリ１２内には利用者の記述内容に対応するデータが時系列で記憶されていく。メモリ１２の容量は例えば１Ｍバイト程度とすることができる。
【００２７】
利用者により送信指示がなされるまでは、取得された全てのデータはメモリ１２内に保持される。そして、利用者が送信指示を行うと、Bluetoothトランシーバ１３により、電子ペン１０と所定距離内にある受付端末２５へメモリ１２内のデータが送信される。基本的には、一度送信指示がなされると、電子ペン１０はメモリ１２内に記憶していた全てのデータを受付端末２５へ送信するため、メモリ１２内はクリアされる。よって、送信後にもう一度同じ情報を受付端末２５へ送信したい場合には、利用者は専用ペーパー２０上に再度記述を行う必要がある。なお、この場合、利用者は専用ペーパー２０上にインクペンで書かれた文字などをなぞればよいことになる。
【００２８】
電子ペン１０自体は、送信ボタンなどの機能ボタンを備えておらず、送信指示その他の指示は、利用者が専用ペーパー２０上の所定位置に設けられた専用ボックスを電子ペン１０でチェックすることにより実行される。専用ボックスの位置座標には、予め送信指示が対応付けられており、プロセッサ１１は専用ボックスの位置座標を受信すると、Bluetoothトランシーバ１３にメモリ１２内のデータを供給し、受付端末２５への送信を行わせる。なお、電子ペン１０はディスプレイやボタンなどを持たないが、データの送信完了を電子ペンの振動により示すことができる。
【００２９】
バッテリー１４は電子ペン１０内の各要素に電源供給するためのものであり、例えば電子ペンのキャップ（図示せず）により電子ペン１０自体の電源のオン／オフを行うことができる。
【００３０】
このように、電子ペン１０は利用者が専用ペーパー２０上に記述した文字などに対応する座標データ及び筆圧データを取得して近傍の受付端末２５へ送信する機能を有するが、電子ペン１０のペン先部１７は通常のインクペンとなっているため、専用ペーパー２０上に記述した内容はオリジナルの原本として残るという特徴がある。即ち、紙の原本に対して記述するのと同時に、その内容を座標データなどの形態でリアルタイムに電子化することができる。
【００３１】
なお、電子ペン１０の標準機能によれば、電子ペン１０により得られるデータは、原則として座標データ又はベクトルデータの形態であり、テキストデータではない。但し、電子ペン１０は標準機能として、専用ペーパー２０上に設けられた専用エリアに記述することにより、英数字に限りテキスト化する機能は備えている。なお、受付端末２５などにおいて、電子ペン１０から送信された座標データやベクトルデータから、文字認識アプリケーションを利用してテキストデータを得ることはもちろん可能である。
【００３２】
また、電子ペン１０内には、ペン自体及びその所有者に関するプロパティ情報（ペン情報及びペン所有者情報）を保持することができ、アプリケーションから参照することができる。ペン情報としては、バッテリーレベル、ペンＩＤ、ペン製造者番号、ペンソフトウェアのバージョン、サブスクリプションプロバイダのＩＤなどを保持できる。また、ペン所有者情報としては、国籍、言語、タイムゾーン、emailアドレス、空きメモリ容量、名前、住所、ファックス／電話番号、携帯電話番号などを保持することができる。
【００３３】
なお、上記の例では、電子ペン１０から受付端末２５へのデータ送信をBluetoothの無線伝送により行う例を挙げているが、その代わりに例えばケーブルを使用した有線によるデータ伝送や、電子ペン１０と受付端末２５の一部に設けられた端子などの接触によるデータ伝送など、各種の方法で電子ペン１０から受付端末２５へのデータ伝送を行うことが可能である。
【００３４】
次に、電子ペンにより利用者が記述した内容のＸ／Ｙデータを取得する方法について説明する。前述のように専用ペーパー２０には、所定のドットパターンが印刷されている。電子ペン１０のカメラ１６は、利用者が専用ペーパー２０上に記述したインクの軌跡を読み取るのではなく、専用ペーパー２０上のドットパターンを読み取る。実際、図１に示すように、赤外線ＬＥＤ１５による照明領域及びカメラ１６の撮影領域（照明領域内に位置する）は、ペン先部１７が専用ペーパー２０に接触する位置とはずれている。
【００３５】
ドットパターンはカーボンを含む専用インキなどで印刷されており、カメラ１６はその専用インキによるパターンのみを認識することができる。専用インキ以外のインキ（カーボンを含まない）により、専用ペーパー上に罫線や枠などを印刷しても、電子ペンはそれらを認識することはない。よって、専用ペーパーを利用して各種申請書などの帳票を作成する際は、専用インキ以外のインキで入力枠や罫線、注意書きなどを印刷する。
【００３６】
ドットパターンは、図３に例示するように、各ドットの位置がデータに対応付けされている。図３の例では、ドットの位置を格子の基準位置（縦線及び横線の交差点）から上下左右にシフトすることにより、０〜３の２ビット情報を表示した例である。このようにして表現された情報の組み合わせにより、専用ペーパー上の位置座標が決定される。図４（ａ）に例示するように、縦横２mmの範囲内に３６個のドットが格子状に配置され、これらのドットにより示されるデータの配列（図４（ｂ））が、その専用ペーパー上の位置座標と対応付けされている。よって、電子ペン１０のカメラ１６が図４（ａ）に示すようなドットパターンを撮影すると、プロセッサ１１はカメラ１６から入力されるドットパターンのデータに基づいて図４（ｂ）に示すデータ配列を取得し、それに対応する専用ペーパー上の位置座標（即ち、そのドットパターンがその専用ペーパー上のどの位置にあるのか）をリアルタイムで算出する。なお、ドットパターンを認識する最小単位は２mm×２mmであり、カメラ１６は毎秒１００回程度の撮影を行う。
【００３７】
次に、専用ペーパーについて説明する。専用ペーパーの構造の一例を図５に示す。図示のように、専用ペーパー２０は、台紙３０上にドットパターン３２が印刷され、その上に罫線などの図案３４が印刷されている。台紙３０は通常は紙であり、ドットパターン３２は前述のようにカーボンを含んだ専用インキにより印刷される。また、通常のインキなどにより図案３４が印刷される。ドットパターンと図案とは同時に印刷してもよいし、いずれかを先に印刷してもよい。
【００３８】
図案３４の例を図６に示す。図６は、ある申込書３６の例であり、複数の記入欄３８や送信ボックス３９が印刷されている。図６には明確に図示されていないが、実際にはドットパターンが申込書３６の全面に印刷されており、その上に記入欄３８や送信ボックス３９が通常のインキにより印刷されている。利用者は、ドットパターンを意識することなく、従来からある申込書と同様に、電子ペン１０を使用して必要事項を申込書３６の各記入欄３８に記入すればよい。
【００３９】
専用ペーパー２０上の領域は大きく２種類の領域に分けることができる。１つは記入エリアであり、電子ペン１０による記述内容をそのまま情報として取り扱うエリアである。図６の例では複数の記入欄３８がこれに該当する。もう１つは機能エレメントであり、対応するエリア内を電子ペン１０でチェックした際に、予めそのエリアに対して定義されているアクション、指示などを実行するようになっている。図６の例における送信ボックス３９がこれに該当する。
【００４０】
送信ボックス３９は前述したように電子ペン１０内に記憶されているデータを近傍の受付端末２５へ送信するための指示を行う際に使用される。利用者が送信ボックス３９内に電子ペン１０でチェックを入れると、電子ペン１０が送信ボックス内のドットパターンを読み取る。当該パターンは送信指示に対応付けられており、電子ペン１０内のプロセッサ１１はBluetoothトランシーバ１３にメモリ１２内の記憶データの送信命令を発する。
【００４１】
ドットパターンの割り当ては、通常、アプリケーション（用紙の種類）毎に行われる。即ち、ある申込書内のドットパターンは１枚の用紙の中で重複することはないが、同一の申込書には全て同じドットパターンが印刷されている。よって、利用者が電子ペン１０で必要事項を入力すると、その入力事項がその申込書のどの項目に対するものであるかを、申込書上の座標データから特定することができる。
【００４２】
このように、ドットパターンを印刷した専用ペーパー上に所定の図案を印刷することにより、専用ペーパーを利用した各種申請書が作成できる。利用者は電子ペン１０を使用して通常の要領で必要事項を記入すれば、その電子データが自動的に取得される。
【００４３】
上記の例では、ドットパターンは専用ペーパー上にカーボンを含むインキにより印刷されているが、プリンタ及びカーボンを含むインクを使用してドットパターンを通常の紙上にプリントすることも可能である。さらに、専用ペーパー上の図案も印刷ではなく、プリンタにより形成することも可能である。ドットパターンをプリンタにより紙上に形成する場合には、１枚１枚に異なるドットパターンを形成することが可能である。よって、形成されたドットパターンの違いにより、それらの用紙１枚１枚を識別し、区別することが可能となる。
【００４４】
なお、本明細書においては、「印刷」の語は、通常の印刷のみならず、プリンタによるプリントも含む概念とする。
【００４５】
次に、電子ペンにより取得したデータの送信処理について説明する。前述のように、電子ペン１０の通信機能はBluetoothによるものであり、専用ペーパー２０に入力したデータを取り扱うサービスサーバ（特定の申込書であれば、その申込先のサーバということになる）に対して電子ペン１０から直接的にデータを送信することはできない。よって、電子ペン１０により取得したデータは、受付端末２５からサービスサーバへ送信される。
【００４６】
その際の処理を図２を参照して説明する。電子ペン１０が取得したデータは、主として利用者が入力した事項のデータであるが、通常はそのデータの送信先であるサービスサーバがどこであるかの情報は含まれていない。その代わりに、その専用ペーパーに関するアプリケーションやサービスを特定する情報が専用ペーパー上のドットパターンに含まれており、利用者の入力作業中に専用ペーパーからその情報が取得されている。よって、電子ペン１０から入力データを受け取った受付端末２５は、まず、問い合わせサーバ２６に対して、その専用ペーパーに対して入力されたデータをどのサービスサーバ２７へ送信すべきかの問い合わせを行う。問い合わせサーバ２６は、専用ペーパー毎に、対応するサービスサーバの情報を有しており、受付端末２５からの問い合わせに応じて、当該専用ペーパーに関するサービスなどを行うサービスサーバ２７の情報（ＵＲＬなど）を受付端末２５へ回答する。それから、受付端末２５は、電子ペンから取得した入力データをそのサービスサーバ２７へ送信することになる。
【００４７】
なお、上記の例では端末装置２５、問い合わせサーバ２６及びサービスサーバ２７が別個に構成されているが、これらの幾つか又は全てを１つの装置として構成することも可能である。
【００４８】
［採点システム］
次に、本発明の実施形態に係る採点システムについて説明する。この採点システムでは、模擬試験などで受験者が解答を記入した解答用紙を用いて採点者が採点を行う。図７に採点システムの概略構成を示す。
【００４９】
解答用紙４は、上述の専用帳票として作成され、試験を受ける受験者は筆記具として電子ペンではなく、通常の鉛筆やペンを使用して問題に対する解答を解答用紙４に記入する。模擬試験後、解答用紙４は回収され、採点者に配布される。採点者は、電子ペン１０を使用して採点作業を行う。採点者が使用する電子ペン１０には、例えばインクユニット内に赤インクが充填されるので、採点結果は解答用紙４上に赤ペンで記入されることになる。
【００５０】
採点者が解答用紙４上に、電子ペン１０を用いてマル（○）、バツ（×）などの採点記号を記入すると、電子ペン１０は記入された採点記号に対応するストロークデータ（以下、「採点データ」とも呼ぶ。）を取得し、電子ペン１０内のメモリ１２に一時的に記憶した後、採点データを端末装置２５へ送信する。端末装置２５は、例えばパーソナルコンピュータや携帯電話、ＰＤＡなどの装置とすることができ、電子ペン１０から採点データを受信し、ネットワーク２を通じて処理サーバ３へ送信する。
【００５１】
処理サーバ３は、採点結果認識処理や採点結果の集計・分析処理などを行うサーバである。処理サーバ３は、端末装置２５から採点データを受信すると、採点結果認識処理を実行して採点結果を得る。また、処理サーバ３は必要に応じて採点結果の集計処理や分析処理も実行する。
【００５２】
実際的なシステムの構成としては、学校や塾の先生などの採点者が電子ペン１０及び端末装置２５を使用して採点を行い、学校や塾にある処理サーバ３へ採点データを送信するように構成することができる。また、その代わりに、処理サーバ３を学校や学習塾以外の企業などが運営し、取得した採点結果や集計結果などを学校や学習塾へ提供する構成とすることもできる。
【００５３】
図８に、処理サーバ３の機能構成を示す。図示のように、処理サーバ３はストローク抽出部５０と、文字認識部５１と、記号情報記憶部５２と、採点結果記憶部５３と、採点結果集計処理部５４とを備える。なお、これら各構成要素は、実際には、予め用意されたプログラムを処理サーバ３内のＣＰＵなどが実行することにより実現される。
【００５４】
ストローク抽出部５０は、端末装置２５から受信した採点データ（採点者が記入した採点記号のストロークデータを含んでいる）から、各採点記号のストロークデータを抽出し、文字認識部５１へ送る。文字認識部５１は、記号情報記憶部５２内に予め記憶されている記号情報を参照して、ストローク抽出部５０が抽出したストロークデータが採点記号又は訂正記号のいずれに該当するかを認識する。
【００５５】
具体的には、記号情報記憶部５２は各採点記号及び訂正記号のストロークデータの特徴を記号情報として記憶している。文字認識部５１が得た判定結果は、そのストロークデータがどの採点記号（マル、バツなど）のいずれであるかを示す情報であり、採点結果記憶部５３に一時的に記憶された後、採点結果集計処理部５４へ送られる。採点結果集計処理部５４は、所定単位、例えば所定数の受験生の解答についての採点結果を問題毎に集計し、必要な分析などを行って集計データを出力する。集計データは、学校や学習塾などで生徒の成績分析などのために使用される。
【００５６】
次に、採点記号について説明する。採点記号を決定する際には考慮すべき点がある。第１の点は、採点者が使用する採点記号の形には採点者毎に個人差があるということである。通常、マル「○」やサンカク「△」は１ストロークで記入されるが、バツについては、「×」や「レ」などを使用する場合があり、「×」の場合には２ストロークとなる。採点記号に１ストロークの記号と２ストロークの記号が混在していると、１つの採点記号がどのストロークで構成されるか判別する必要が生じるが、これを自動判別することは難しい。そこで、本実施形態では、採点記号は全て１ストロークの記号とした。これにより、１つのストロークは１つの採点記号に対応していることになり、採点記号に対応するストロークデータを判別する必要がなくなる。
【００５７】
第２の点は採点記号の記入間違いを訂正する必要があることである。採点者としては、一旦記入した採点記号が誤りであった（例えば、本来は解答が不正解であり「×」を記入すべき解答欄に「○」を記入してしまったなど）ということがありうるので、それを正しい採点記号に訂正可能とする必要がある。そこで、本実施形態では、一旦記入した採点記号を訂正するための訂正記号を採用する。
【００５８】
上記の点を考慮して決定された採点記号の例を図９に示す。なお、図９（ａ）〜（ｄ）に示す各採点記号上の矢印は電子ペン１０の軌跡の方向を便宜上示したものであり、実際に記入されるマルの採点記号には矢印は含まれない。図９（ａ）は解答が正解であった場合に記入されるマルの記入例である。マルの採点記号の特徴としては、例えばストロークが一筆書きであること、略円形であること、ストロークの始点と終点が近接していることなどの所定の条件が記号情報として記憶される。図９（ｂ）はサンカクの記入例である。サンカクの採点記号の特徴としては、例えばストロークが一筆書きであること、ストロークの折れ曲がり点が２つあること、ストロークの始点と終点が近接していることなどの条件が記号情報として記憶される。図９（ｃ）はバツの採点記号の記入例であり、バツの採点記号の特徴としては、例えばストロークが左から右方向へ移動すること（始点が終点よりも左に存在すること）、ストロークが所定角度範囲内の右上がりであること、などが記号情報として記憶される。
【００５９】
また、図９（ｄ）は訂正記号を示す記入例である。訂正とは、採点者が一度記入した採点記号が誤りであった場合に、その採点記号を取り消すために記入される記号である。例えば、ある解答に対して採点者がマルを記入したが、本当はバツであった場合には、採点者は先に記入したマルの採点記号上に訂正記号を記入する。訂正記号の特徴としては、例えばストロークが右から左方向へ移動すること（始点が終点より右に存在すること）などが記号情報として記憶される。文字認識部５１は、ストローク抽出部５０が抽出したストロークデータの特徴を分析し、記号情報記憶部５２に記憶されている記号情報を参照してそのストロークがいずれの採点記号又は訂正記号に該当するかを判定する。
【００６０】
このように、本実施形態では、各採点記号が必ず１つのストロークにより構成されることとし、１つのストロークが必ず１つの採点記号を構成するものとして、ストロークと採点記号との対応関係を自動判別する必要を排除している。また、採点者が誤って記入した採点記号を訂正するための訂正記号を設けている。訂正記号は、取り消しの対象となる採点記号と交わるように記入することが採点作業上のルールとされる。
【００６１】
また、採点記号については、第３の点として、解答欄に記入した採点記号が複数の解答欄に跨ってしまう場合があることを考慮すべきである。通常、解答用紙上には複数の解答欄が隣接して設けられるので、ある解答欄に対して採点者が記入した採点記号が隣接する解答欄にも跨ってしまう場合がある。この問題は、採点者が解答欄内に収まるように採点記号を記入することを義務づければ解消するのであるが、実際には採点者が短時間に多数の解答用紙の採点を行うので、小さな解答欄に素早く正確に採点記号を記入することは難しい。
【００６２】
そこで、本実施形態では、採点記号は採点の対象となる解答欄内から描き始めることをルールとする。これにより、例えばある採点記号に対応するストロークの開始点が採点の対象となる解答欄内にあれば、ストロークの途中が解答欄外にはみ出ていたり、隣の解答欄に記入された採点記号と重なっていたとしても、各解答欄で対象となる採点記号を特定することができる。
【００６３】
次に、解答欄に記入された採点記号の例について説明する。図１０は解答用紙の一部分に対して採点者が記入した採点記号の例を示す。また、図１０に示す採点記号の記入例を時間的に並べたものを図１１に示す。図１０の例では、図１１に示すように、まず記入欄４（１）▲１▼に採点記号「○」が記入されている。これを電子ペン１０により取得したデータをストロークデータＤ１とする。次に、同一の記入欄４（１）▲１▼に対して訂正記号がストロークデータＤ２としてが記入され、さらに同一の記入欄４（１）▲１▼に「△」がストロークデータＤ３として記入されている。
【００６４】
その後、記入欄４（２）▲１▼に採点記号「△」が記入され（ストロークデータＤ４）、記入欄４（３）▲１▼に採点記号「○」が記入され（ストロークデータＤ５）、記入欄４（４）▲１▼に採点記号「×」が記入される。よって、その時点で電子ペン１０内のメモリ１２にはこれらのデータＤ１〜Ｄ６が記憶された状態となっている。また、前述のように、電子ペン１０はデータをタイムスタンプとともにメモリ内に記憶していくので、これらストロークデータＤ１〜Ｄ６にはそれぞれの記入時刻を示すタイムスタンプが付属している。よって、これらストロークデータＤ１〜Ｄ６を採点データとして受信した処理サーバ３は、各ストロークデータのタイムスタンプを参照することにより、各ストロークデータの入力順序を認識することができる。
【００６５】
［採点結果認識処理］
次に、採点結果認識処理について説明する。採点結果認識処理は、解答欄に対して採点者が電子ペン１０を使用して記入した採点記号を認識し、認識結果を採点結果として出力する処理であり、実際には処理サーバ３内のＣＰＵなどが予め用意されたプログラムを実行し、図８に示すストローク抽出部５０、文字認識部５１などとして機能することにより実現される。なお、以下に説明する採点結果認識処理は、解答用紙４上の１つの解答欄毎に実行されるものである。
【００６６】
（第１実施例）
まず、採点結果認識処理の第１実施例について説明する。第１実施例は、基本的に、処理対象となる解答欄に対して最後に記入されたストロークを有効とする。ただし、解答用紙上では複数の採点記号のうちどれが最後に描いたものかを判別することができないので、前述の１ストロークの訂正記号を記入することにより訂正を行う。なお、訂正記号も電子ペンにより記入されるためストロークの認識が行われるが、訂正記号として無視される。
【００６７】
図１２は、採点結果認識処理の第１実施例のフローチャートである。
【００６８】
最初に、処理サーバ３のＣＰＵなどはストローク抽出部５０として機能し、処理の対象となっている解答欄を通過する全てのストロークを抽出する（ステップＳ２）。ストロークが抽出されない場合（ステップＳ４；No）には、処理サーバ３は処理対象となる解答欄内に記入がないと判断し、処理を終了する。一方、ストロークが抽出された場合（ステップＳ４；Yes）、処理サーバ３は、抽出されたストロークのうち、始点がその解答欄内に含まれるストロークのみを選別する（ステップＳ６）。これは、前述のように、採点記号を記入する際は、対象となる解答欄内にストロークの始点が位置するように採点記号を記入することがルール付けられているからである。よって、そのようなストロークが存在しない場合は、処理は終了する（ステップＳ８；No）。
【００６９】
一方、処理対象となる解答欄内に始点が存在するストロークが選別された場合（ステップＳ８；Yes）、そのようなストロークが複数存在するか否かを判定する。処理対象となる解答欄内から始点が始まるストロークが１つのみの場合（ステップＳ１０；No）、そのストロークが採点記号を示すことになる。これは、前述のように、１つの採点記号は必ず１つのストロークで表現されることが決められているからである。よって、文字認識部がそのストロークを文字認識し（ステップＳ１２）、認識結果が採点記号であれば、その採点記号を採点結果として出力する（ステップＳ１４）。
【００７０】
一方、始点が解答欄内に存在するストロークが複数ある場合（ステップＳ１０；Yes）、処理サーバ３はそれらのストロークのタイムスタンプを参照し、時間軸上で新しいストロークから順に文字認識処理を行う（ステップＳ１８）。そして、まずそのストロークの認識結果が訂正記号であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。認識結果が訂正記号である場合（ステップＳ２０；Yes）、次のストローク、つまりそれより時間的に古いストロークが存在するか否かを判定し（ステップＳ２４）、存在する場合にはステップＳ１８へ戻ってそのストロークの文字認識を実行する。ステップＳ２０でストロークの認識結果が訂正記号でないと判断されると、その認識結果が保存され（ステップＳ２２）、その認識結果を採点結果として出力する（ステップＳ２６）。
こうして、ステップＳ１８〜Ｓ２４により、処理対象となる解答欄内に存在する複数のストロークから訂正記号を除外し、かつ、時間的に最後に記入されたストロークに対応する採点記号を認識結果として出力する。
【００７１】
なお、訂正記号より新しいストロークが存在しない場合は（ステップＳ２４；No）、その解答欄には採点結果が存在しない（例えば、採点不要の解答欄に採点者が誤って採点記号の記入したなど）と判定して、処理を終了する。
【００７２】
（第２実施例）
次に、採点結果認識処理の第２実施例について説明する。第２実施例では、訂正記号にが訂正の対象とする採点記号をストロークの重なりにより判別する。即ち、検出された訂正記号のストロークと重なる（交わる）採点記号を、当該訂正記号により訂正されたものとして無効化する。
【００７３】
さらに、第２実施例では、時間軸上で最後に記入されたストロークから順に文字認識を行う。通常、採点記号の訂正が行われる場合には、訂正記号の記入後に記入された採点記号が有効となり、訂正記号がそれ自身より時間的に後に記入されたストロークを訂正することはありえない。よって、時間的に古いストロークから順に文字認識処理を行った後で、その認識結果を訂正記号により無効化するより、時間的に新しいストロークから認識処理を行うほうが、訂正により取り消されるストロークの認識処理を無駄に行うことがなくなり、処理の効率化が図れる。
【００７４】
図１３に第２実施例による採点結果認識処理のフローチャートを示す。なお、図１３に示す採点結果認識処理のうち、ステップＳ２６〜Ｓ３８、即ち、処理対象となる解答欄内にストロークが１つのみ存在する場合の処理は、図１２に示す第１実施例の場合と同様であるので、説明は省略する。
【００７５】
さて、ステップＳ３４において、処理対象となる解答欄内に複数のストロークが存在する場合（ステップＳ３４；Yes）、文字認識部５１は時間軸上で新しいストロークから順に１つずつストロークの文字認識を行う（ステップＳ４２）。そして、認識された記号が訂正記号であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。訂正記号である場合（ステップＳ４４；Yes）、その訂正記号のストロークと重なっているストロークを無効化する（ステップＳ５２）。先に述べたように、訂正記号と重なっているストロークは訂正の対象となる採点記号のストロークであるので、これを無効化し、その後の文字認識処理の対象から除外する。これにより、訂正により取り消されたストロークを無駄に文字認識することがなくなり、処理の効率化が図れる。
【００７６】
一方、認識されたストロークが訂正記号でない場合（ステップＳ４４；No）、そのストロークは採点記号であるので、採点結果として保存する（ステップＳ４６）。そして、次のストローク、つまり、時間的に古いストロークが存在するか否かを判定し（ステップＳ４８）、存在する場合にはステップＳ４２へ戻って同様の処理を繰り返す。こうして、次のストロークが存在しなくなった状態では（ステップＳ４８；No）、通常は１つの認識結果のみが保存されているので、その認識結果を採点結果として出力する（ステップＳ５０）。ただし、採点者が訂正記号の記入を忘れた場合には、複数の採点記号の認識結果が得られ、保存されていることになる。その場合には、時間的に新しく記入された認識結果を採点結果として出力する（ステップＳ５０）。
【００７７】
このように、第２実施例では、訂正記号とストロークが重なっている採点記号を無効化するので、訂正を正しく検出することができる。また、時間的に新しく記入されたストロークから順に文字認識処理を行うので、訂正により取り消された採点記号のストロークを文字認識することが防止され、処理の効率化が図れる。
【００７８】
また、訂正記号と重なる採点記号を無効化する方法を採用するため、採点記号の記入と訂正記号の記入とが時間的にどのような関係にあっても、正しく訂正を認識することができる。例えば、異なる採点記号を２つ記入した後に一方を訂正する場合でも、訂正記号と重なる方の採点記号が無効化されるので、採点者は訂正記号の記入順序を気にする必要はない。
【００７９】
なお、上記の第２実施例では、訂正記号のストロークも採点記号と同様に認識されるので、訂正記号もその始点が解答欄内に存在することが要件となる。
【００８０】
［変形例］
上記の第２実施例では、ステップＳ４２で時間的に新しいストロークから順に文字認識処理を行っているが、時間的に古いストロークから文字認識処理を行うようにすることもできる。その場合でも、訂正記号を文字認識し、訂正記号と重なる採点記号を無効化することにより、訂正を正しく判定することができる。
【００８１】
また、図９に示した採点記号や訂正記号は単なる例であり、１ストロークで記入できる記号であれば、他の記号や形状を採点記号として使用しても構わない。
【００８２】
また、上記の実施形態では、本発明を模擬試験などの採点システムに適用しているが、本発明を各種申請書などの帳票に対する入力記号の認識処理に適用することもできる。即ち、各種申請書などの電子ペン用帳票に対して利用者が所定の記号を入力し、必要に応じて入力した記号の訂正などを行った場合に、本発明の方法により、訂正の有無を考慮した上で正しい入力記号を認識することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子ペンを利用して採点者が記入した採点結果を自動的にデータとして取得することができる。よって、採点結果の集計や分析を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ペンの使用形態を模式的に示す図である。
【図２】電子ペンの構造を示す機能ブロック図である
【図３】専用ペーパーに印刷されたドットパターンによる情報の表現方法を説明する図である。
【図４】ドットパターン及びそれに対応する情報の例を示す。
【図５】専用ペーパーにより構成される帳票の構造を示す。
【図６】電子ペン用帳票の例を示す。
【図７】本発明による採点システムの概略構成を示す図である。
【図８】図７に示す採点システムの処理サーバの機能ブロックを示す図である。
【図９】採点記号の例を示す。
【図１０】解答用紙への採点例を示す。
【図１１】採点者による採点中に電子ペンが取得するストロークデータを示す。
【図１２】本発明による採点結果認識処理の第１実施例のフローチャートである。
【図１３】本発明による採点結果認識処理の第２実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
２ ネットワーク
３ 処理サーバ
４ 解答用紙
１０ 電子ペン
１１ プロセッサ
１２ メモリ
１３ トランシーバ
１４ バッテリー
２５ 受付端末
５０ ストローク抽出部
５１ 文字認識部
５２ 記号情報記憶部
５３ 採点結果記憶部
５４ 採点結果集計処理部

Claims (9)

1. 電子ペンを利用した採点システムにおいて、
   前記電子ペンを利用して解答用紙に入力された採点データを受け取るデータ入力手段と、
   前記採点データから、採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段と、
   個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶部と、
   前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する記号を認識し、認識結果を生成する認識手段と、
   前記認識結果に基づいて、採点結果を出力する制御手段と、を備えることを特徴とする採点システム。
2. 前記採点記号及び前記訂正記号は、前記電子ペンにより１ストロークで入力可能な形状を有することを特徴とする請求項１に記載の採点システム。
3. 前記制御手段は、
   前記ストローク抽出手段を制御して、前記解答用紙内の１つの解答欄を通る全てのストロークを抽出する手段と、
   抽出されたストロークのうち、始点が当該解答欄内に含まれるストロークを選別する選別手段と、
   選別されたストロークが１つである場合には当該ストロークの認識結果を採点結果として出力し、選別されたストロークが複数である場合には入力時刻が最も新しいストロークの認識結果を採点結果として出力する出力手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の採点システム。
4. 前記出力手段は、選別されたストロークのうち、訂正記号に対応するストロークを前記採点結果としないことを特徴とする請求項３に記載の採点システム。
5. 前記制御手段は、
   前記ストローク抽出手段を制御して、前記解答用紙内の１つの解答欄を通る全てのストロークを抽出する手段と、
   抽出されたストロークのうち、始点が当該解答欄内に含まれるストロークを選別する手段と、
   選別されたストロークが１つである場合には当該ストロークの認識結果を採点結果として出力し、選別されたストロークが複数である場合には、訂正記号と認識されたストローク及び訂正記号と認識されたストロークと重なるストローク以外のストロークのうち、入力時刻が最も新しいストロークの認識結果を採点結果として出力する出力手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の採点システム。
6. 前記認識手段は、前記選別されたストロークについて、入力時刻が新しいものから順に認識処理を実行することを特徴とする請求項５に記載の採点システム。
7. コンピュータ上で実行されることにより、
   電子ペンを利用して解答用紙に入力された採点データを受け取るデータ入力手段、
   前記採点データから、採点記号及び訂正記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段、
   個々の採点記号及び訂正記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶手段、
   前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する記号を認識し、認識結果を生成する認識手段、
   前記認識結果に基づいて、採点結果を出力する制御手段として前記コンピュータを機能させることをことを特徴とする採点処理プログラム。
8. 電子ペンを利用して入力された記号を認識する入力記号認識システムにおいて、
   前記電子ペンを利用して電子ペン用帳票に入力された入力データを受け取るデータ入力手段と、
   前記入力データから、入力記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段と、
   個々の入力記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶部と、
   前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する入力記号を認識し、認識結果を生成する認識手段と、を備えることを特徴とする入力記号認識システム。
9. コンピュータ上で実行されることにより、
   前記電子ペンを利用して電子ペン用帳票に入力された入力データを受け取るデータ入力手段、
   前記入力データから、入力記号に対応するストロークを抽出するストローク抽出手段、
   個々の入力記号の特徴を示す記号情報を記憶する記号情報記憶手段、
   前記記号情報を参照して、抽出されたストロークに対応する入力記号を認識し、認識結果を生成する認識手段として前記コンピュータを機能させることをことを特徴とする入力記号認識プログラム。

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