JP2007004523A - 問題用紙作成装置及び問題用紙作成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】問題用紙の作成に時間がかかるうえ、作成者の労力負担も大きかった。
【解決手段】本発明の問題用紙作成装置は、問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を読み取る画像読取部と、読み取った問題原稿の画像データの中からマーキングの画像を抽出して、当該マーキングの位置を特定する特定手段11,12と、特定手段11,12で特定したマーキングの位置で文字列を抽出する文字列抽出部13と、文字列抽出部13で抽出した文字列を解答集の文字列リストに登録するリスト登録部14と、特定手段11,12で特定したマーキングの位置で文字列を消去する文字列消去部15と、文字列の消去部分に解答欄を設定する解答欄設定部16と、リスト登録部14で文字列の登録がなされた解答集の電子データを含む解答文書と解答欄設定部16で解答欄の設定がなされた問題文の電子データを問題用紙としてそれぞれ別々の用紙に印刷出力する印刷部6とを備える。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の問題用紙作成装置は、問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を読み取る画像読取部と、読み取った問題原稿の画像データの中からマーキングの画像を抽出して、当該マーキングの位置を特定する特定手段11,12と、特定手段11,12で特定したマーキングの位置で文字列を抽出する文字列抽出部13と、文字列抽出部13で抽出した文字列を解答集の文字列リストに登録するリスト登録部14と、特定手段11,12で特定したマーキングの位置で文字列を消去する文字列消去部15と、文字列の消去部分に解答欄を設定する解答欄設定部16と、リスト登録部14で文字列の登録がなされた解答集の電子データを含む解答文書と解答欄設定部16で解答欄の設定がなされた問題文の電子データを問題用紙としてそれぞれ別々の用紙に印刷出力する印刷部6とを備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、手持ちの資料を使って問題用紙を作成する際に適用して好適な問題用紙作成装置及び問題用紙作成方法に関する。
現在、インターネットに代表される情報通信の発展に伴って、コンピュータを用いた通信教育が盛んに行われている。そうした通信教育に関して、例えば下記特許文献1には、学習者の学習レベルや進捗状況を考慮したテキストを配信するために、試験問題に対する解答を採点する採点手段と、この採点手段の採点結果に応じて次回に送信する試験問題の難易度を可変設定する情報処理手段とを備えた通信教育システムが提案されている。
一方、教師と生徒が1対1で対面するワンツーマン方式の学習塾や教育現場では、教材出版社等から出版されたドリルや問題集とは別に、生徒個人の学習能力や学習目標に見合った問題用紙を教師が作成し、この問題用紙を生徒に渡して解答させることがある。特に、生徒の苦手とする学習分野や学習単元の問題を繰り返し解答させるための問題は治療問題と呼ばれている。こうした治療問題を問題用紙に載せて生徒に解答させることは、生徒の学力を高めるうえで有効な手段となっている。
従来、上述のような問題用紙を作成する際の手順は概ね次のようなものであった。まず、問題とするのに適した文章が掲載された資料を見つけたら、この資料の該当箇所や該当ページを用紙にコピーすることにより、問題用紙の下地となる原稿(以下、「問題原稿」と記す)を入手する。次に、入手した問題原稿の中で、問題の解答としたい文字列をテスト実施後の正誤判定(マル付け)のために別紙にメモした後、その文字列を修正液や修正ペン、修正テープなどで問題原稿から消去する。次に、文字列を消去した部分に番号を付記して解答欄を設ける。次いで、解答欄を設けた問題原稿を用紙にコピーすることにより、問題用紙を入手する。
ワンツーマン方式の学習塾などでは、生徒の学力アップが強く求められるため、生徒に治療問題を解かせるべく、教師が問題用紙を作成する機会が多くなる。そうした場合、その都度、従来のような方法で問題用紙を作成していたのでは、問題用紙の作成に時間がかかるうえ、教師の労力負担が多大なものとなる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、作成者に多大な労力負担を強いることなく、問題用紙を簡単かつ短時間で作成できるようにすることにある。
本発明に係る問題用紙作成装置は、問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段で読み取った問題原稿の画像データの中からマーキングで指定された文字列を抽出するとともに、当該抽出した文字列を用いて解答集の電子データを作成する解答集作成手段と、画像読取手段で読み取った問題原稿の画像データの中からマーキングで指定された文字列を消去するとともに、当該消去部分に解答欄を設定することにより、問題文の電子データを作成する問題文作成手段と、解答集作成手段で作成した解答集の電子データを含む解答文書と問題文作成手段で作成した問題文の電子データを問題用紙としてそれぞれ別々の用紙に印刷出力する印刷手段とを備えるものである。
本発明に係る問題用紙作成装置においては、問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を画像読取手段で読み取ると、これによって得られる問題原稿の画像データを用いて、問題集作成手段は、マーキングで指定された文字列を抽出して解答集の電子データを作成し、問題文作成手段は、マーキングで指定された文字列を消去して、そこに解答欄を設定することにより問題文の電子データを作成するため、それらの電子データを印刷手段で別々の用紙に印刷出力することにより、問題用紙と解答文書が得られる。
本発明によれば、作成者が問題用紙を作成する場合に、その元になる手持ちの資料から問題原稿を入手し、この問題原稿の中で解答としたい文字列の部分にマーキングを書き込んで当該原稿画像の読み取り開始を指示するだけで、問題用紙と解答集を得ることができる。したがって、作成者に多大な労力負担を強いることなく、問題用紙を簡単かつ短時間で作成することが可能となる。
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る問題用紙作成装置の構成を示すブロック図である。図示した問題用紙作成装置は、大きくは、画像読取部1と、データベース部2と、画像処理部3と、データ管理部4と、印刷部5と、ユーザーインターフェース部(以下、「UI部」と記す)6とを備えた構成となっている。これらの機能部は共通のバスに接続されている。
画像読取部1は、問題用紙の作成に使用される問題原稿の画像を読み取るものである。画像読取部1は、問題原稿の画像を光学的に読み取ることにより、当該問題原稿の画像データ(スキャンデータ)を生成するスキャナ装置を用いて構成されるものである。
図2は問題原稿の一例を示す図である。図示した問題原稿7は、問題の解答となる文字列をマーキング8で指定した文章(問題文の元になる文章)を含むものである。問題原稿7は、問題用紙を作成しようとする作成者(教師等)が、穴埋め問題とするのに適した文章が掲載された資料(例えば、参考書、教材、文献、雑誌、新聞など)を見つけ出すことで得られるものである。問題原稿7については、例えば、その元になる資料が作成者個人の所有物であって、その原稿面にマーキング8を書き込んでも問題ない場合は、この資料をそのまま問題原稿7として使用することが可能である。また、マーキング8の書き込みが問題となる場合は、上記文章が掲載された資料の該当箇所や該当ページをコピーして得られる出力用紙を問題原稿7として使用することが可能である。
マーキング8は、問題用紙を作成するにあたって、穴埋め問題の解答としたい文字列(図例では、「北海道」、「みかん」、「青森県」、「北海道」、「鹿児島県」、「愛知県」の各文字列)を個別に指定するために、予め作成者により問題原稿7の文章中に書き込まれるものである。マーキング8の書き込みは、予め設定された所定色のインクを用いたペン、より好ましくは半透明の蛍光性インクを用いたペン(蛍光ペン)、ラインマーカーなどを用いて行う。蛍光性インクの色には、黄色、水色、ピンク色、オレンジ色、黄緑色、青色、赤色、緑色など様々な色があり、原則的に使用可能な色の制限はないが、問題用紙作成装置には、マーキング8の書き込みに使用する色を予め設定しておく必要がある。
また、処理の簡素化を図るうえでは、マーキング8の書き込みによる文字列の指定方式を予め統一(ルール化)しておくことが望ましい。本実施形態においては、一例として、文字列をアンダーラインのマーキング8で指定する方式を採用している。ただし、これ以外にも、例えば、文字列を蛍光インクの塗り潰しによるマーキングで指定する方式、あるいは文字列を四角い囲み線のマーキングで指定する方式を採用することも可能である。また、それら複数の方式の中から、マーキング8による文字列の指定方式を作成者の好みに応じて択一的に設定可能な構成を採用することも可能である。なお、問題原稿として新聞、雑誌等を用いる場合には、問題として使用しない事項が周囲に含まれる場合が多いため、使用する領域あるいは不要領域を、問題となる文字列の指定方式とは異なるルール、例えば特定色による領域の囲い込み、を用いて指定し、抽出あるいは除外することもできる。
データベース部2は、種々のデータを保持蓄積するために用いられるものである。データベース部2は、例えばハードディスク等の大容量記憶装置を用いて構成されるもので、データを蓄積する機能のほかに、蓄積したデータを処理(読み出し、更新、削除、検索等)する機能を備える。
画像処理部3は、画像読取部1によって読み取られた問題原稿の画像データを用いて種々の画像処理を行うものである。画像処理部3は、画像処理機能の一部として、図3に示すように、マーキング抽出部11と、マーキング位置特定部12と、文字列抽出部13と、リスト登録部14、文字列消去部15と、解答欄設定部16とを有している。このうち、マーキング抽出部11、マーキング位置特定部12、文字列抽出部13及びリスト登録部14は、本発明における解答集作成手段を構成するものである。また、マーキング抽出部11、マーキング位置特定部12、文字列消去部15及び解答欄設定部16は、本発明における問題文作成手段を構成するものである。
マーキング抽出部11は、画像読取部1によって読み取られた問題原稿7の画像データの中から、マーキング8の画像を抽出するものである。マーキング位置特定部12は、マーキング抽出部11によって抽出されたマーキング8の位置(画像位置)を特定するものである。
文字列抽出部13は、マーキング位置特定部12によって特定されたマーキング8の位置で、当該マーキング8により指定された文字列を抽出するものである。リスト登録部14は、問題用紙作成装置で問題用紙を作成するにあたって、文字列抽出部13で抽出した文字列を解答集の文字列リストに登録するものである。リスト登録部14で解答集の文字列リストに登録された文字列のデータは解答集の電子データとなり、この電子データが解答文書の印刷用データとして印刷部5に送られる。解答文書とは、リスト登録部14によって解答集の文字列リストに登録された文字列データ(解答集の電子データ)を含む文書をいう。解答文書の形態としては、単に解答を表す文字列を羅列したものでもよいが、これ以外にも、例えば、問題文の解答欄に所定の色(例えば、赤色)で解答の文字列を埋め込んだ形態のものでもよい。また、問題用紙(問題文)の全ての解答を解答文書として印刷出力する以外にも、1つあるいは一部の解答を解答文書として印刷出力してもよい。
文字列消去部15は、マーキング位置特定部12によって特定されたマーキング8の位置で、当該マーキング8により指定された文字列の画像を消去するものである。解答欄設定部16は、文字列消去部15によって文字列の消去が行われた部分に解答欄を設定するものである。解答欄設定部14で解答欄の設定がなされた問題原稿7の画像データは問題文の電子データとなり、この電子データが問題用紙の印刷用データとして印刷部5に送られる。
データ管理部4は、データベース部2を用いて種々のデータ管理を行うものである。その管理項目の1つとして、データ管理部4は、問題用紙作成装置で問題用紙を作成するごとに、当該問題用紙を一意に特定可能な識別情報(固有の情報)を付与し、この識別情報を問題用紙の電子データと対応付けてデータベース部2に登録する。識別情報としては、例えば、ID番号、問題用紙の作成者名及び作成日時、問題の解答者名(生徒名)などを組み合わせた情報を採用することが可能である。このうち、ID番号及び問題用紙の作成日時は、それぞれ問題用紙作成装置の内部で自動的に生成するものとする。また、作成者名及び解答者名は、問題用紙を作成するにあたって、予め作成者がUI部6を用いて入力するものとする。
印刷部5は、インク、トナー等の印刷材料を用いて用紙に画像データを印刷出力するものである。印刷部5は、例えば、ゼログラフィに代表される電子写真方式にしたがって画像データの印刷を行うプリンタエンジンを用いて構成されるものである。
UI部6は、問題用紙作成装置を使用するユーザーが各種の情報を入力したり、ユーザーに対して各種の情報を表示したりするためのユーザーインターフェースとなるものである。UI部6は、各種のボタン、スイッチ、キー等を有する入力操作部と、液晶ディスプレイ等の表示部とを用いて構成されるものである。
上記構成からなる問題用紙作成装置は、例えばデジタルカラー複写機、デジタルカラー複合機等の画像形成装置を用いて実現することが可能である。また、これ以外にも、スキャナ装置とPC(パーソナルコンピュータ)とプリンタ装置を組み合わせて実現することも可能である。
図4は本発明の実施形態に係る問題用紙作成装置を用いて問題用紙を作成する際の具体的な手順(問題用紙作成方法)を示すフローチャートである。まず、上記図2に例示したマーキング8付きの問題原稿7を画像読取部1の原稿台にセットして、UI部6のボタン操作等により処理の開始を指示することにより、問題原稿7の画像を画像読取部1で読み取る(ステップS1)。
次に、画像読取部1で読み取った問題原稿7の画像データを用いて、画像処理部3が次のような処理を行う。まず、問題原稿7の画像データの中からマーキング抽出部11がマーキング8の画像を抽出する(ステップS2)。マーキング8の画像抽出は、問題原稿7の画像データの中から、予め設定された所定色の画像を抽出することで行う。例えば、所定色がオレンジ色で設定されていた場合は、これに対応して問題原稿7の画像データの中からオレンジ色の画像を取り込むことで、マーキング8の画像を抽出する。
次いで、マーキング抽出部11で抽出したマーキング8の位置をマーキング位置特定部12で特定する(ステップS3)。マーキング位置特定部12では、画像読取部1で読み取った問題原稿7の画像データに対して、例えば画像読取部1による画像読み取り領域の左上コーナー位置を原点とした二次元の座標軸を設定し、この座標軸上でマーキング8の位置を座標データ(x,y)により特定(算出)する。その際、文字列を指定するマーキング8がアンダーライン形式で書き込まれるものであれば、このアンダーラインの両端位置をマーキング8の位置として特定する。また、図示はしないが、文字列を指定するマーキングが塗り潰しや四角い囲み線で書き込まれるものであれば、塗り潰し領域や囲み線領域の両端位置、又は左上コーナ位置と右下コーナー位置を、マーキング位置として特定する。
続いて、マーキング位置特定部12で特定したマーキング8の位置で、当該マーキング8により指定された文字列を文字列抽出部13で抽出する(ステップS4)。文字列の抽出は、前述のようにアンダーラインのマーキング8で文字列を指定する方式を採用した場合は、マーキング8で下線引きされた文字列を抽出することで行う。また、蛍光インクの塗り潰しによるマーキングで文字列を指定する形式を採用した場合は、マーキングで塗り潰された文字列を抽出することで行い、四角い囲み線のマーキングで文字列を指定する方式を採用した場合は、マーキングで囲まれた文字列を抽出することで行う。また、文字列抽出部13では、問題原稿7の画像データの中で、左上コーナー部から右下コーナー部に向かって文字列の抽出を順に行うとともに、その抽出順にしたがって各々の文字列に固有の番号、例えば1番から順番に連続番号を割り当てる。これにより、上記図2に例示する問題原稿7の場合は、原稿上側の「北海道」の文字列に「1」の番号、「みかん」の文字列に「2」の番号、「青森県」の文字列に「3」の番号、原稿下側の「北海道」の文字列に「4」の番号、「鹿児島県」の文字列に「5」の番号、「愛知県」の文字列に「6」の番号が、それぞれ割り当てられる。
文字列抽出部13による文字列の抽出処理は、マーキング8で指定された文字列の画像データ(スキャンデータ)をそのまま取り込むことで行ってもよいが、好ましくは、画像読取部1で読み取った問題原稿7の画像データ(スキャンデータ)をOCR(Optical Character Reader)処理でテキストデータに変換し、このテキストデータの中からマーキング8で指定された文字列を抽出することが望ましい。さらに、OCR処理を行った場合の誤変換を考慮して、OCR処理と自然言語処理とを併用して問題原稿7の画像データをテキストデータに変換することが望ましい。特に、漢字を含む日本語文では、漢字の中に文字形状の似通ったものが存在するため、日本語の辞書を用いた自然言語処理を併用することにより、画像データ中の文字列を正確なテキストデータで抽出することができる。
次いで、文字列抽出部13で抽出した文字列をリスト登録部14で解答集の文字列リストに登録する(ステップS5)。これにより、解答集の電子データが作成される。解答集の文字列リストは、今回作成しようとしている問題用紙の解答となる文字列をリスト化したもので、解答集の元データとなる。この文字列リストには、例えば図5に示すように、問題の解答番号と文字列(解答)が対応付けて登録される。解答番号には、文字列抽出部13で文字列ごとに割り当てた番号を適用する。
続いて、画像読取部1で読み取られた問題原稿7の画像データに対して、マーキング位置特定部12で特定したマーキング8の位置で、当該マーキング8により指定された文字列の画像を文字列消去部15で消去する(ステップS6)。文字列消去部15による文字列の消去処理は、マーキング8で指定された文字列の画像データを無効データに変換することにより行えばよい。具体的には、画像読取部1で読み取った問題原稿7の画像データの画素値を全てゼロに変換することにより、当該文字列を消去することができる。
次に、上記問題原稿7の画像データに対して、文字列消去部12で文字列の消去が行われた部分に解答欄設定部14で解答欄を設定する(ステップS7)。これにより、問題文の電子データが作成される。解答欄の設定は、例えば、上述のように文字列を消去した部分に、そこが解答欄であることを示す画像を貼り付けることにより行う。本実施形態においては、図6に例示するように、解答欄に設定すべき部分に、それぞれ四角い枠線の画像を貼り付けることにより、問題原稿7の画像データの中に解答欄9を設けている。この場合、枠線の画像の大きさは、文字列消去部12で消去した文字列の画像とほぼ同じ大きさに設定すればよい。また、枠線の画像を貼り付ける場合は、その枠内に解答番号を付加する。ここで付加する解答番号は、上述のように文字列抽出部13で文字列ごとに割り当てた番号を適用する。なお、文章中の解答欄については、枠線以外の画像(例えば、括弧書きの画像など)で示してもよい。以上で、1枚の問題原稿7についての画像処理部3の処理が完了となる。
次いで、データ管理部4は、今回の問題用紙作成処理に際して固有の識別情報を付与(生成)し、この識別情報を今回作成した問題用紙の電子データと対応付けてデータベース部2に登録(蓄積)する(ステップS8)。データベース部2に登録される問題用紙の電子データは、解答欄設定部14で解答欄の設定がなされた問題文の電子データと、リスト登録部14でリスト登録が行われた解答集の電子データを含む。
その後、データ管理部4によってデータベース部2に登録された電子データ、すなわち解答集の画像データと問題文の電子データを用いて、それらの電子データを印刷部5で別々の用紙に印刷出力する(ステップS9)。これにより、上記図5に示すように解答となる文字列をリスト形式でまとめた解答文書と、図6に示すように問題文となる文章中の解答欄(枠線の中)9にそれぞれ1番から6番までの番号が付された問題用紙10が得られる。ちなみに、本例ではステップS8の処理を行った後にステップS9の処理を行うものとしているが、この順序は逆であってもよい。
このように本発明の実施形態に係る問題用紙作成装置及び問題用紙作成方法によれば、問題の解答としたい文字列の部分にアンダーラインなどでマーキング8を書き込んだ問題原稿7を、一般の複写機と同様の操作で問題用紙作成装置にセットして、その原稿画像の読み取り開始を指示することにより、問題用紙と解答文書を同時に入手することができる。したがって、作成者に多大な労力負担を強いることなく、問題用紙を簡単かつ短時間で作成することが可能となる。
また、作成した問題用紙の電子データ(問題文及び解答集の電子データ)をデータベース部2に登録することにより、後日、その問題用紙の電子データを参照するときに、当該問題用紙に対応付けて登録してある識別情報に基づいて、問題用紙の作成日時(時期)、作成者の名前、解答者の名前などを把握することができる。さらに、印刷部5で問題用紙を印刷出力するときに、当該問題用紙に対応付けられた識別情報を、例えばグリフコード(登録商標)などの情報埋め込み技術を用いて問題用紙の画像中に埋め込んで別のデータ管理に利用することも可能である。
なお、上記実施形態においては、問題原稿7に書き込むマーキング8の色を予め設定しておき、マーキング8を抽出する際に、予め設定された色の画像を取り込むことで、マーキング8の画像を抽出するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図7に示すようにマーキング8を書き込む前の問題原稿7の画像を画像読取部1で読み取って、その画像データを問題原稿7のオリジナル画像データとしてデータベース部2に登録(蓄積)しておき、マーキングの抽出処理では、マーキング8付きで読み取った問題原稿7の画像データと予めデータベース部2に登録されたオリジナル画像データ(マーキング8無しで読み取った問題原稿7の画像データ)との差分をとることにより、マーキング8の画像を抽出するものとしてもよい。また、上記実施形態においては、解答となる文字列をリスト形式でまとめて解答文書として印刷出力しているが、問題用紙の電子データと合成して解答欄部分に、例えば赤色で対応する解答を合成して出力することもできる。また問題用紙の全ての解答を解答集として出力することに限らず、一つあるいは一部を解答文書として印刷出力してもよい。同様に読み取った問題原稿のすべてを問題用紙として印刷出力するのに限られず一部だけを印刷出力してもよい。
また、上記実施形態に係る問題用紙作成方法(図4のフローチャート)では、問題原稿7に書き込まれた複数のマーキング8について、マーキングの抽出処理(ステップS2)、マーキング位置の特定処理(ステップS3)、文字列の抽出処理(ステップS4)、文字列リストへの登録処理(ステップS5)、文字列の消去処理(ステップS6)、解答欄の設定処理(ステップS7)を、それぞれ1つのステップでまとめて行うものとしたが、これ以外にも、各々のマーキング8ごとに、上述した各々の処理(ステップS2〜S7の処理)を繰り返し行うものとしてもよい。
1…画像入力部、2…データベース部、3…画像処理部、4…データ管理部、5…印刷部、6…UI部、7…問題原稿、8…マーキング、9…解答欄、10…問題用紙、11…マーキング抽出部、12…マーキング位置特定部、13…文字列抽出部、14…リスト登録部、15…文字列消去部、16…解答欄設定部
Claims (4)
- 問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段で読み取った前記問題原稿の画像データの中から前記マーキングで指定された前記文字列を抽出するとともに、当該抽出した文字列を用いて解答集の電子データを作成する解答集作成手段と、
前記画像読取手段で読み取った前記問題原稿の画像データの中から前記マーキングで指定された前記文字列を消去するとともに、当該消去部分に解答欄を設定することにより、問題文の電子データを作成する問題文作成手段と、
前記解答集作成手段で作成した前記解答集の電子データを含む解答文書と前記問題文作成手段で作成した前記問題文の電子データを問題用紙としてそれぞれ別々の用紙に印刷出力する印刷手段と
を備えることを特徴とする問題用紙作成装置。 - 前記解答集作成手段で作成した前記解答集の電子データと前記問題文作成手段で作成した前記問題文の電子データをデータベースに登録する登録手段を具備する
ことを特徴とする請求項1記載の問題用紙作成装置。 - 問題の解答となる文字列をマーキングで指定した問題原稿の画像を読み取る画像読取工程と、
前記画像読取工程で読み取った前記問題原稿の画像データの中から前記マーキングで指定された前記文字列を抽出するとともに、当該抽出した文字列を用いて解答集の電子データを作成する解答集作成工程と、
前記画像読取工程で読み取った前記問題原稿の画像データの中から前記マーキングで指定された前記文字列を消去するとともに、当該消去部分に解答欄を設定することにより、問題文の電子データを作成する問題文作成工程と、
前記解答集作成工程で作成した前記解答集の電子データを含む解答文書と前記問題文作成工程で作成した前記問題文の電子データを問題用紙としてそれぞれ別々の用紙に印刷出力する印刷工程と
を含むことを特徴とする問題用紙作成方法。 - 前記解答集作成工程で作成した前記解答集の電子データと前記問題文作成工程で作成した前記問題文の電子データをデータベースに登録する登録工程を含む
ことを特徴とする請求項3記載の問題用紙作成方法。
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