JP2014086067A - 矩形領域検出によるマークシート認識手段 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のマークシートにおいては、高価な専用読み取り機を使用し、それに合わせた専用用紙を用意するか、または自由に用紙を作成するソフトウェアを使用する場合も、マーク記入済み用紙を読み取る際のエラー防止目的等の理由から、用紙に基準点・基準線を別途配置する必要があり、作成される用紙レイアウトに制約が持たされるものであった。
【解決手段】本発明では、マーク領域矩形の輪郭を検出したものを反映させ、ユーザー指定によるマークの個数と読み取ったマークを対比させる事により、従来法のように用紙上に読取り基準点を設けることなく、また用紙上のどの位置にマーク領域が存在しても読み取りが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、マークシートの認識手段に関する。

従来のマークシート認識方法は、認識されるマークが「使用される用紙上のどの位置にあるか」を検出するため、専用の用紙フォーマットに厳密な精度が必要であり、それを読み取るにあたっての専用装置を必用とするのが一般的であった。
また近年は、専用の用紙を必要とせず、自由にマークシートを作成可能なソフトウェアも存在する。

特開２００４−９０４５５号公報

「マークシート読取君２」（２０１２年１０月現在）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｇｎｏｌｉａ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｕｔｉｌｉｔｙ／ｍｒｅａｄ２／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ 「Ａｒｅａ６１マークリーダＶｅｒ．２．２．７」（２０１２年１０月現在）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒｅａ６１．ｃｏｍ／ｍａｒｋｒｅａｄｅｒ／ 「ＯｐｅｎＣＶ」（２０１２年１０月現在）ｈｔｔｐ：／／ｏｐｅｎｃｖ．ｏｒｇ／

しかしながら、上記を例とする先行技術によれば、高価な専用読み取り機を使用し、それに合わせた専用紙を用意するか、または自由に用紙を作成するためのソフトウェアを使用した場合も、マークが記入された用紙を汎用スキャナ等で読み取る際の用紙の傾きによる読取りエラー防止目的等の理由から、用紙上に基準点・基準線を別途配置する必要があった。
また、矩形を検出するための技術として、上記［非特許文献３］のようにインターネットのＷｅｂサイトで利用許諾に基づき無償提供されているプログラムも存在しているが、これは画像から矩形を検出するにとどまるものである。
そこで、この発明は、用紙上に基準点・基準線を別途配置することなく、マークシートを一般的な書類作成（描画機能あり）ソフトウェアと印刷機を用いて作成し、スキャナ等の一般的な読み取り装置を用いることで画像データ化したものから、高い精度でマーク位置を認識する手段を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための手段は請求項１に記載されるものである。
（ア）用紙上にある全ての矩形を、本ソフトウェア利用者によって指定された「マーク領域サイズＳ_Ｍ」に近い順に並べ替え、また同時に用紙の縁に極めて近くに検出された矩形は「用紙そのものの輪郭を辺の一部として誤検出したもの」として候補から除外する。
（イ）残った矩形のうちＳ_Ｍに最も近いものから順に、本ソフトウェア利用者によって指定されたＮ_Ｃ個を取り出す。このＮ_Ｃ個の矩形のそれぞれの頂点について平均値を算出し、これらの座標を頂点とする矩形を定義し、これをマーク領域Ｒ_Ｍとする。
（ウ）マーク領域Ｒ_Ｍの辺がＸ軸Ｙ軸と平行になるよう、アフィン変換により正規化。以降、この正規化した矩形領域Ｒ_Ｎに対して処理を行う。
（エ）ヒストグラムが均一となるようＲ_Ｎの明るさを正規化。
（オ）本ソフトウェア利用者によって指定されたＴ_Ｂを閾値としてＲ_Ｎを二値化。
（カ）二値化したＲ_Ｎを本ソフトウェア利用者によって指定されたマーク個数（横Ｄ_Ｃ個×縦Ｄ_Ｒ個）に従って等分割。
（キ）それぞれの部分領域について、領域内の全画素数に対する黒画素数が本ソフトウェア利用者によって指定された割合Ｔ_Ｃ以上であれば、その部分領域を「塗りつぶされたマーク」として認識。
上記（ア）〜（キ）の技術によるマークシート認識手段。

本発明によれば、マーク領域の枠線そのものを認識し読み取ることが可能となるため、マークシート作成時に用紙上に別途の基準点・基準線を設ける必要がなくなる。

この発明の実施形態を表すフローチャートである。 課題を解決するための手段（ア）及び（イ）を表す図である。 課題を解決するための手段（ウ）を表す図である。 課題を解決するための手段（カ）を表す図である。 課題を解決するための手段（キ）を表す図である。 パラメーター設定用インターフェースの一例図である。 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｗｏｒｄ使用によるマークシート描画例を示す図である。 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｅｘｃｅｌ使用によるマークシート描画例を示す図である。

この発明の実施形態を、図１に示す。
本ソフトウェア利用者は図７、図８のように書類作成（描画機能あり）ソフトウェアを用いて作成されたマークシートを用紙として、テスト、アンケート等を実施。記入済みの用紙を回収し、スキャナ等の汎用読取り装置にて画像ファイル化する。
画像ファイルから、用紙上にある大きさや傾きの異なる全ての矩形を検出（マーク領域の他、図形として描画されたものも含める）。なお、矩形検出にはインターネットのＷｅｂサイトで利用許諾に基づき無償提供されているプログラム「ＯｐｅｎＣＶ」を使用している。
図６のパラメーター設定インターフェースＰ１より設定されたマーク領域の枠線サイズに基づき、候補として図２のようにサイズの近い順に矩形の並べ替えを行うＰ２（用紙の縁に極めて近く配置された矩形については、用紙の縁を誤検出したものとして候補から除外Ｐ３）。
並べ替えを行った矩形のうち、指定されたサイズに最も近いものから順に並べ替えを行い、本ソフトウェア利用者によって指定されたＮ_Ｃ個を取り出す。このＮ_Ｃ個の矩形のそれぞれの頂点について平均値を算出し、これらの座標を頂点とする矩形を定義し、これをマーク領域とする。
図３のように、マーク領域の辺がＸ軸Ｙ軸と平行になるよう、アフィン変換Ｐ４により正規化（傾きや歪みの補正）。
ヒストグラムを均一化Ｐ５し、図６のパラメーターＰ１で設定した閾値によって二値化Ｐ６。
図６のパラメーター設定インターフェースで指定したマークの縦横列の個数により、図４のようにマークを等分割するＰ７。
等分割されたそれぞれのマークは、図６のパラメーターＰ１で指定した閾値に基づき、全画素数に対する黒画素数の数が読み取られ、指定値より多ければ「塗りつぶされたマーク」３、指定値より少なければ「空白のマーク」４と認識するＰ８。

この実施形態によれば、自由にマーク領域用矩形２を設定することを前提とした場合、描画されたマーク領域用矩形の縦横サイズが一定であれば、その矩形の枠線を認識して読み取るため、マークシート用紙１上において従来必用とされた別途基準点・基準線を配置する必要が無くなり、スキャナ等の読取り装置での用紙読取りの際に、用紙または矩形に傾きがある場合もマークを認識することが可能となる。
また、指定されたマーク領域用矩形の縦横サイズが一定であれば、用紙のどの位置にマーク領域用矩形が配置されていても読み取りが可能となるため、読取りの際に連続する複数枚の用紙でそれぞれ違う位置にマーク領域用矩形が存在しても読取り可能となる。

１．用紙 ２．描画されたマーク領域用矩形 ３．塗りつぶされたマーク ４．空白のマーク
Ｐ１．パラメーター Ｐ２．検出した矩形の並べ替え及び特定条件下のマーク除外 Ｐ３．矩形サイズの平均値計算 Ｐ４．アフィン変換 Ｐ５．ヒストグラムの均一化 Ｐ６．指定閾値による二値化 Ｐ７．指定されたマークの個数で領域を等分割 Ｐ８．黒画素数による塗りつぶしの判定

Claims (1)

1. 矩形領域検出によるマークシート認識手段
   （ア）用紙上にある全ての矩形を、本ソフトウェア利用者によって指定された「マーク領域サイズＳ_Ｍ」に近い順に並べ替え、また同時に用紙の縁に極めて近くに検出された矩形は「用紙そのものの輪郭を辺の一部として誤検出したもの」として候補から除外する。
   （イ）残った矩形のうちＳ_Ｍに最も近いものから順に、本ソフトウェア利用者によって指定されたＮ_Ｃ個を取り出す。このＮ_Ｃ個の矩形のそれぞれの頂点について平均値を算出し、これらの座標を頂点とする矩形を定義し、これをマーク領域Ｒ_Ｍとする。
   （ウ）マーク領域Ｒ_Ｍの辺がＸ軸Ｙ軸と平行になるよう、アフィン変換により正規化。以降、この正規化した矩形領域Ｒ_Ｎに対して処理を行う。
   （エ）ヒストグラムが均一となるようＲ_Ｎの明るさを正規化。
   （オ）本ソフトウェア利用者によって指定されたＴ_Ｂを閾値としてＲ_Ｎを二値化。
   （カ）二値化したＲ_Ｎを本ソフトウェア利用者によって指定されたマーク個数｛横Ｄ_Ｃ個×縦Ｄ_Ｒ個）に従って等分割。
   （キ）それぞれの部分領域について、領域内の全画素数に対する黒画素数が本ソフトウェア利用者によって指定された割合Ｔ_Ｃ以上であれば、その部分領域を「塗りつぶされたマーク」として認識。
   上記（ア）〜（キ）の技術によるマークシート認識手段。