JP6451580B2

JP6451580B2 - 選択肢問題作成装置

Info

Publication number: JP6451580B2
Application number: JP2015194094A
Authority: JP
Inventors: 陽島田; 隆行眞下; 田中　敏彦; 敏彦田中; 原田　隆史; 隆史原田; 信人藤田; 正輝西原; 光宮地; 行雄柴田
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: US20170092146A1; US9773425B2; JP2017068635A

Description

本発明は、教科書等の学習教材の画像データから情報を抽出し、抽出した情報に基づいて問題を作成する選択肢問題作成装置に関する。

学校等の学習現場において、補助教材として教材出版社等から出版されたドリルや問題集が用いられているが、使用する問題集によっては、教科書の内容に即していないことがある。そこで、教科書等の学習教材から簡単に問題を生成する技術が提案されている。例えば特許文献１には、問題の解答となる文字列がマーキングされた問題原稿の画像を読み取り、マーキングされた文字列を用いて作成した解答集の電子データと、マーキングされた文字列を消去した問題文の電子データとを生成する技術が提案されている。

特開2007-004523号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、問題原稿に基づいて、マーキングされた文字列を含めて複数の選択肢を作成し、選択肢から解答を選択させる選択肢問題を作成することができないという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の選択肢問題作成装置は、問題原稿を読み取って画像データを取得する画像読み取り部と、前記画像データに文字認識処理を実行して、前記問題原稿のテキストデータを取得する文字認識部と、前記問題原稿の前記テキストデータからセンテンスを抽出するセンテンス抽出部と、前記センテンスから正答とする単語を特定する正答特定部と、複数の単語が複数のカテゴリーに分類されて登録された単語辞書データベースと、前記単語辞書データベースの前記正答が含まれる前記カテゴリーから単語を所定数選択し、選択した前記所定数の単語と前記正答特定部により特定された前記正答の単語とをランダムに並べて、選択肢グループを作成する選択肢作成部と、前記センテンスから前記正答を削除して、問題文に変換する問題文変換部と、前記問題文変換部によって変換された前記問題文と、前記選択肢作成部によって作成された前記選択肢グループとを配置して選択肢問題を作成するレイアウト部と、前記センテンスに含まれる複数の単語をそれぞれキーワードとして抽出するキーワード抽出部と、前記単語辞書データベースを検索して、少なくとも前記正答が含まれる前記カテゴリーの内、前記キーワード抽出部により抽出された前記キーワードが最も多く含まれる前記カテゴリーを特定するカテゴリー特定部と、前記単語辞書データベースに登録されている単語の関連用語が登録された関連用語辞書データベースとを備え、前記選択肢作成部は、前記カテゴリー特定部により特定された前記カテゴリーから前記複数のキーワード以外の単語を前記所定数選択し、前記選択肢作成部は、前記関連用語辞書データベースを参照して、前記カテゴリー特定部により特定された前記カテゴリーに含まれる単語の内、前記キーワード抽出部により抽出された前記キーワードが前記関連用語に含まれていない単語を誤答として選択することを特徴とする。
また、前記問題原稿にマーキングされた単語がある場合には、前記正答特定部は、前記問題原稿で前記マーキングされた単語を前記正答として特定してもよい。
また、前記問題原稿にマーキングされた単語がない場合には、前記正答特定部は、前記キーワード抽出部により抽出された前記複数のキーワードのいずれか１つを正答として特定してもよい。

本発明によれば、問題原稿に基づいて選択肢問題を作成することができる技術を提供できる。

本発明に係る実施形態の選択肢問題作成装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示す単語辞書データベースの登録例である。図１に示す選択肢問題作成装置の選択肢問題作成処理の流れを示すフローチャートである。図１に示す画像読み取り部が読み取る問題原稿の一例である。図１に示す問題作成制御部が作成する選択肢問題作成ページの一例である。図１に示す記憶部に記憶される関連用語辞書データベースの一例である。

以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。

本発明の実施形態の画像形成装置１は、複合機であり、選択肢問題作成装置として機能する。画像形成装置１は、操作部１１と、画像読み取り部１２と、画像処理部１３と、印字部１４と、通信部１５と、記憶部１７と、問題作成制御部１８とがシステムバス１６によって接続されている。

操作部１１は、液晶表示部と操作ボタンとが設けられている。教師等の出題者は操作部１１を操作して指示を入力することで、画像形成装置１の各種の設定を行い、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部は、画像形成装置１の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定などの各種設定を受け付ける。操作ボタンとしては、画像形成を開始するように出題者が指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン、テンキー等が設けられている。

画像読み取り部１２は、問題として出題する文字列が記載された問題原稿を読み取って画像データを取得するスキャナー装置である。問題原稿は、例えば教科書等をコピーしたものであってもよい。

画像処理部１３は、画像データに対して所定の画像処理を行う手段であり、例えば、拡大縮小処理や、濃度調整、階調調整等の画像改善処理を行う。

印字部１４は、問題作成制御部１８によって作成された選択肢問題ページを記録紙に印刷する印刷手段である。印字部１４は、選択肢問題ページの画像データに基づき感光体ドラムの表面に潜像を形成し、トナーによってその潜像をトナー像とする画像形成を行い、その感光体ドラムから記録紙にトナー像を転写させ、そのトナー像を記録紙に定着させて排紙する。

通信部１５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して外部端末との間で各種データを送受信する機能を有する。

記憶部１７は、半導体メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段である。また、記憶部１７は、複数の単語（名詞）が複数のカテゴリーに分類されて登録された単語辞書データベース７１を記憶している。出題者は、予め教科書や参考書等に基づいて、出題カテゴリー別に単語をデータベース化して、単語辞書データベース７１を用意する。

図２は、単語辞書データベース７１の登録例である。単語辞書データベース７１には、出題するカテゴリー７２として、”農業種”、”輪作”、”混合農業”などが登録されている。また、”農業種”カテゴリー７２には、「畑作」、「酪農」、「輪作」、「混合農業」などの単語７３が登録されており、”輪作”カテゴリー７２には、「じゃがいも」、「トウモロコシ」、「あずき」、「てんさい」、「小麦」、「大麦」などの単語７３が登録されている。また、”混合農業”カテゴリー７２には、「小麦」、「ライ麦」、「エン麦」、「トウモロコシ」などの単語７３が登録されている。単語辞書データベース７１には、これ以外にも、複数のカテゴリー７２に分類されて複数の単語７３が登録されている。

問題作成制御部１８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。ＲＯＭには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。問題作成制御部１８は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、操作部１１から入力された所定の指示情報に応じて、問題作成動作を実行する。

問題作成制御部１８は、文字認識部８０と、センテンス抽出部８１と、問題文変換部８２と、キーワード抽出部８３と、正答特定部８４と、カテゴリー特定部８５と、選択肢作成部８６と、レイアウト部８７と、出力部８８として機能する。

文字認識部８０は、画像読み取り部１２により読み取られた問題原稿の画像データにＯＣＲ（Optical Character Reader）処理を実行して、問題原稿のテキストデータを取得する機能を有する。

センテンス抽出部８１は、問題原稿のテキストデータから蛍光ペン等でマーキングされた文字列が含まれるセンテンスを抽出する機能を有する。抽出されたセンテンスは、問題文として利用される。

キーワード抽出部８３は、センテンス抽出部８１で抽出されたセンテンスを形態素解析して、センテンス内の単語（名詞）をキーワードとして抽出する機能を有する。センテンス内の全ての単語がそれぞれキーワードとなる。

正答特定部８４は、キーワード抽出部８３により抽出された複数のキーワードの内、問題原稿でマーキングされた文字列を正答として特定する。

カテゴリー特定部８５は、単語辞書データベース７１を検索して、少なくとも正答のキーワードが含まれるカテゴリー７２の内、キーワード抽出部８３により抽出されたキーワードが最も多く含まれるカテゴリー７２を特定する。

選択肢作成部８６は、カテゴリー特定部８５により特定されたカテゴリー７２に分類されている単語の中から、選択肢とするため、キーワード以外の単語７３を所定数（例えば、４択問題であれば３つなど、選択肢数から正答である１を引いた数）選択する。つづいて、選択肢作成部８６は、選択した複数の単語７３と正答特定部８４により取得された正答とをランダムに並べて、それぞれに先頭から順に解答番号を割り振り、選択肢グループを作成する機能を有する。

問題文変換部８２は、センテンスから正答を削除して、正答の削除位置に問題番号を挿入して、センテンスを問題文に変換する機能を有する。問題番号は、問題文毎に一意に割り振られる。

レイアウト部８７は、問題文変換部８２により変換された問題文と、選択肢作成部８６により作成された選択肢グループとを配置して選択肢問題ページを作成する機能を有する。

出力部８８は、レイアウト部８７により作成された選択肢問題ページを出力する機能を有する。

次に、図３を参照して選択肢問題作成処理の流れを説明する。

まず、出題者は、問題原稿において、問題の解答とする文字列をマーカーでマーキングする。出題者は、マーキングするだけで簡単に問題とする箇所を指定することができる。図４は、問題原稿５０の一例である。この問題原稿５０において、マーキングされた文字列５１は「じゃがいも」である。出題者は、マーキングされた問題原稿５０を画像読み取り部１２にセットし、操作部を介して選択肢問題の作成を指示する。

問題作成制御部１８は、選択肢問題の作成が指示されるまで待機しており（ステップｓ１１、ステップｓ１１でＮｏ）、選択肢問題の作成が指示されると（ステップｓ１１でＹｅｓ）、画像読み取り部１２を介して問題原稿５０を読み取って（ステップｓ１２）、問題原稿５０の画像データを取得する。つづいて、文字認識部８０は、画像読み取り部１２により取得された画像データにＯＣＲ処理を実行して（ステップｓ１３）、問題原稿５０のテキストデータを取得する。

つづいて、センテンス抽出部８１は、問題原稿５０のテキストデータからマーキングされた文字列５１が含まれるセンテンス５２を抽出する（ステップｓ１４）。

つづいて、キーワード抽出部８３は、センテンス抽出部８１により抽出されたセンテンス５２を形態素解析して、センテンス５２に含まれる単語の全てをそれぞれキーワード５３として抽出する（ステップｓ１５）。

つづいて、正答特定部８４は、キーワード抽出部８３により抽出されたキーワード５３の内、問題原稿５０でマーキングされた文字列５１を正答として取得する（ステップｓ１６）。

つづいて、カテゴリー特定部８５は、単語辞書データベース７１を検索して、正答が含まれるカテゴリー７２の内、キーワード抽出部８３により抽出された複数のキーワード５３が最も多く含まれるカテゴリー７２を１つ特定する（ステップｓ１７）。

例えば、図２に示す単語辞書データベース７１の場合には、正答（マーキングされた文字列５１）である「じゃがいも」は”輪作”カテゴリー７２に含まれている。また、”農業種”カテゴリー７２にはキーワード５３が１つ含まれており、”輪作”カテゴリー７２にはキーワード５３が３つ含まれており、”混合農業”カテゴリー７２にはキーワード５３が１つ含まれている。この場合、カテゴリー特定部８５は、正答が含まれ、且つ、最も多くのキーワード５３が含まれるカテゴリー７２として、”輪作”カテゴリー７２を特定する。

なお、最も多くキーワード５３が含まれるカテゴリー７２が複数あった場合には、カテゴリー特定部８５は、複数のカテゴリー７２のいずれを用いるのか出題者に指定させてもよい。また、正答が含まれるカテゴリー７２が１つしかなかった場合には、キーワード５３の数に関係なく、正答が含まれるカテゴリー７２がカテゴリー特定部８５により特定される。例えば、正答が「輪作」である場合には、”農業種”カテゴリー７２が特定される。正答が含まれるカテゴリー７２が単語辞書データベース７１の中に見つからなかった場合には、カテゴリー特定部８５は、エラーを通知して、出題者にその出題を取りやめさせてもよい。

つづいて、選択肢作成部８６は、カテゴリー特定部８５により特定されたカテゴリー７２に属する単語７３の中から、選択肢とするため、キーワード５３以外の単語７３を所定数選択する（ステップｓ１８）。例えば、”輪作”カテゴリー７２の場合、キーワード５３以外の単語７３として、「トウモロコシ」、「てんさい」、「大麦」、「カブ」、「サツマイモ」から所定数の単語７３が選択される。

つづいて、選択肢作成部８６は、選択した複数の単語７３と正答特定部８４により特定された正答とをランダムに並べて、それぞれに先頭から順に解答番号を割り振るとともに、一番先頭に問題番号を割り振って、選択肢グループを作成する（ステップｓ１９）。解答番号は１つの問題の選択肢グループ内で一意であればよく、問題番号は問題全体で一意であればよい。

つづいて、問題文変換部８２は、センテンス抽出部８１により抽出されたセンテンス５２から正答（マーキングされた文字列５１）を削除して、正答の削除位置に、選択肢グループに対応する問題番号を挿入して、センテンス５２を問題文に変換する（ステップｓ２０）。

つづいて、レイアウト部８７は、問題文変換部８２により変換された問題文と、選択肢作成部８６により作成された選択肢グループとを配置した選択肢問題ページを作成する（ステップｓ２１）。

例えば、図５は選択肢問題ページ６０の一例である。選択肢問題ページ６０には、問題文変換部８２によって変換された問題文６１と、選択肢作成部８６によって作成された選択肢グループ６３とが配置されている。問題文６１には、センテンス５２における正答の削除位置に問題番号６２が記載されている。また、選択肢グループ６３の先頭には、問題文６１に対応する問題番号６２が割り振られるとともに、選択肢のそれぞれに解答番号６４が先頭から順に割り振られている。選択肢には、カテゴリー特定部８５により特定されたカテゴリー７２における、キーワード抽出部８３で抽出されたキーワード５３以外の単語７３と、センテンス５２から削除された正答（マーキングされた文字列５１）とで構成されている。

つづいて、出力部８８は、レイアウト部８７により作成された選択肢問題ページ６０を出力し（ステップｓ２２）、本処理を終了する。出力部８８は、選択肢問題ページ６０を、印字部１４を介して印刷して出力してもよいし、液晶表示部に表示してもよいし、出題者により指定された端末に送信して出力してもよい。

このように、本実施形態の画像形成装置１は、問題原稿５０を読み取って画像データを取得する画像読み取り部１２と、画像データに文字認識処理を実行して、問題原稿５０のテキストデータを取得する文字認識部８０と、問題原稿５０のテキストデータからセンテンス５２を抽出するセンテンス抽出部８１と、センテンス５２から正答とする単語を特定する正答特定部８４と、複数の単語７３が複数のカテゴリー７２に分類されて登録された単語辞書データベース７１と、単語辞書データベース７１の正答が含まれるカテゴリー７２から単語７３を所定数選択し、選択した所定数の単語７３と正答特定部８４により特定された正答の単語とをランダムに並べて、選択肢グループ６３を作成する選択肢作成部８６と、センテンス５２から正答を削除して、問題文６１に変換する問題文変換部８２と、問題文変換部８２によって変換された問題文６１と、選択肢作成部８６によって作成された選択肢グループ６３とを配置して選択肢問題を作成するレイアウト部８７とを備えている。本実施形態によれば、問題原稿５０に基づいて自動的に選択肢問題を作成することができる。

なお、上記実施形態では、正答特定部８４は、出題者によってマーキングされた文字列５１を正答として特定したが、問題原稿５０にマーキングされた文字列５１がない場合には、キーワード抽出部８３により抽出されたキーワード５３のいずれか１つ（例えばキーワード５３からランダムに選択された１つ）を正答として特定するようにしてもよい。これによれば、問題作成制御部１８は、マーキング不要で選択肢問題を作成することができる。

また、選択肢作成部８６は、カテゴリー特定部８５により特定されたカテゴリー７２からキーワード５３以外の単語７３を選択肢として所定数選択しているが、選択肢として選択した所定数の単語７３の中に正答が混ざっている可能性がある。そこで、単語辞書データベース７１に登録されている各単語７３それぞれについて、予め単語７３の関連用語を登録した関連用語辞書データベース７５を記憶部１７に記憶させておくとよい。

例えば、図６は、関連用語辞書データベース７５の登録例である。図に示すように、関連用語辞書データベース７５には、単語辞書データベース７１に登録されている単語７３と、その単語７３の関連用語７６とが対応付けて登録されている。選択肢作成部８６は、カテゴリー特定部８５により特定されたカテゴリー７２から選択肢とする単語７３を選択する際に、関連用語辞書データベース７５を参照して、関連用語７６にキーワード５３が含まれない単語７３を選択する。例えば、関連用語辞書データベース７５において、「サツマイモ」の関連用語７６にキーワード５３が含まれていなかったとした場合、選択肢作成部８６は、選択肢の１つとして「サツマイモ」を選択してもよい。これによれば、選択肢作成部８６は、キーワード５３に関連しない単語７３を選択肢とするので、誤答となる選択肢を選択することができる。そのため、選択肢作成部８６は、問題に対する正答が１つだけの選択肢グループ６３を作成することができ、択一問題を作成することができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。

１画像形成装置
１１操作部
１２画像読み取り部
１３画像処理部
１４印字部
１５通信部
１６システムバス
１７記憶部
１８問題作成制御部
５０問題原稿
５１マーキングされた文字列
５２センテンス
５３キーワード
６０選択肢問題ページ
６１問題文
６２問題番号
６３選択肢グループ
６４解答番号
７１単語辞書データベース
７２カテゴリー
７３単語
７５関連用語辞書データベース
７６関連用語
８０文字認識部
８１センテンス抽出部
８２問題文変換部
８３キーワード抽出部
８４正答特定部
８５カテゴリー特定部
８６選択肢作成部
８７レイアウト部
８８出力部

Claims

問題原稿を読み取って画像データを取得する画像読み取り部と、
前記画像データに文字認識処理を実行して、前記問題原稿のテキストデータを取得する文字認識部と、
前記問題原稿の前記テキストデータからセンテンスを抽出するセンテンス抽出部と、
前記センテンスから正答とする単語を特定する正答特定部と、
複数の単語が複数のカテゴリーに分類されて登録された単語辞書データベースと、
前記単語辞書データベースの前記正答が含まれる前記カテゴリーから単語を所定数選択し、選択した前記所定数の単語と前記正答特定部により特定された前記正答の単語とをランダムに並べて、選択肢グループを作成する選択肢作成部と、
前記センテンスから前記正答を削除して、問題文に変換する問題文変換部と、
前記問題文変換部によって変換された前記問題文と、前記選択肢作成部によって作成された前記選択肢グループとを配置して選択肢問題を作成するレイアウト部と、
前記センテンスに含まれる複数の単語をそれぞれキーワードとして抽出するキーワード抽出部と、
前記単語辞書データベースを検索して、少なくとも前記正答が含まれる前記カテゴリーの内、前記キーワード抽出部により抽出された前記キーワードが最も多く含まれる前記カテゴリーを特定するカテゴリー特定部と、
前記単語辞書データベースに登録されている単語の関連用語が登録された関連用語辞書データベースと
を備え、
前記選択肢作成部は、
前記カテゴリー特定部により特定された前記カテゴリーから前記複数のキーワード以外の単語を前記所定数選択し、
前記選択肢作成部は、
前記関連用語辞書データベースを参照して、前記カテゴリー特定部により特定された前記カテゴリーに含まれる単語の内、前記キーワード抽出部により抽出された前記キーワードが前記関連用語に含まれていない単語を誤答として選択する
ことを特徴とする選択肢問題作成装置。
前記問題原稿にマーキングされた単語がある場合には、
前記正答特定部は、
前記問題原稿で前記マーキングされた単語を前記正答として特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の選択肢問題作成装置。
前記問題原稿にマーキングされた単語がない場合には、
前記正答特定部は、
前記キーワード抽出部により抽出された前記複数のキーワードのいずれか１つを正答として特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の選択肢問題作成装置。