中村 亮太

我々は受講生のプログラミング演習時におけるコーディング過程を記録し，可視化して講師に提示するシステムC3PVを提案する．本システムは，ウェブ上で動作するオンラインエディタとコーディング過程ビューから構成されている．オンラインエディタは受講生のコーディングプロセスにおける，文字入力，コンパイル，実行，提出といったすべての行動を記録する．コーディング過程ビューは課題の進み具合いや受講者の相対的な進捗遅れを可視化して講師に提示する．講師はあるエラーに関して長時間悩んでいる受講生や全体の進捗と比較して遅れている受講生をC3PVによって確認し，個別指導といった支援につなげることができる．本研究では実際にC3PVを学部1年生が受講するJavaプログラミング演習に適用し，C3PVによって可視化されたコーディング過程を利用した受講生対応を行った．その結果，コーディング過程ビューに基づいて対応した45件中38件（約84%）において，実際に受講生がサポートを必要としていたことが確認できた．In this paper, we propose a coding process visualizer for programming practice. Our system named "C3PV" consists of an online editor and a coding process viewer. The online editor can collect all coding process performed by each student. The coding process viewer can visualize whether the students are doing well about their programming exercises. This viewer enables a lecturer and teaching assistants to identify the students who are falling behind the rest of the class. We confirmed that the system could determine whether the student needed our help with 84 percent accuracy by some practical experiments.

視線測定器の性能および操作性が向上したことにともない，Webユーザビリティ評価に視線情報が用いられるようになってきた．Webページ上のユーザが注視した箇所や軌跡を分析することで，Webページの視認性や利便性を評価できるようになった．しかしながら従来の視線分析作業では，注視箇所を手作業でコード化ならびにタグ付けする必要があるために多くの労力と時間を必要としている．そこで本研究では，視線検出とWebページの構造解析を組み合わせた手法を考案し，視線の軌跡上にあるテキストや画像などのオブジェクトを自動的に取得する機能と，注視されたオブジェクトを自動的に強調表示する機能を有するツールを開発した．評価実験の結果，提案手法は従来手法よりも効率的に注視箇所を特定することが可能であることを確認した．Gaze data is now used for the Web usability evaluation thanks to the improvement of gazes measurement devices. A major problem when using eye movements to evaluate Web usability issues is that eye movement data is too large to analyze, and potentially difficult to interpret meaningfully. This paper presents a novel Web usability evaluation tool which makes it possible to get a gazed object such as a text or image. The tool includes a visualization function that marks up gazed objects. The paper presents the results of user experiments which compare our visualization technique with traditional methods and show our tool is better than existing Web evaluation tools.

大規模講義ではその人数の多さゆえに，学生に十分な学習支援が困難であるという現状がある．講義と期末テストの実施で手一杯になってしまうことが多いが，学生は「演習やミニテストがあり自分の理解度を確認できる」，「講師からフィードバックが受けられる」講義を求めている．近年，IT 技術を利用して大規模講義の質の向上をめざす例が増えてきているが，ノートPC やネットワーク環境のトラブル等により，ミニテストや定期テストは紙で行わなければならないのが現状である．そこで著者らは，大規模講義を支援することを目的とした研究活動の一環として，紙と電子メディアのそれぞれの長所を融合する講義支援システムの開発を試みた．構築したシステムは，紙の答案に書かれた学籍番号や解答マークを文字認識およびマーク認識し，結果をPC に自動入力する機能を備えている．また，成績評価やコメントが書かれた答案用紙を複合機で一括スキャンしてPDF ファイルとしてWeb サーバに蓄積し，このPDF ファイルのURL を各学生に電子メールで自動送信する「電子フィードバック機能」を有する．さらに本論文では，個人情報保護のための公開鍵暗号と2 次元バーコードを利用した仕組みについて提案を行う．Due to the large number of students, lectures in the auditorium are likely to be limited to delivering one-sided lecture and conducting final exam. However, it is apparently desirable for students to have opportunities to check their own progress or understanding level through frequent check-up. Some have tried to build information systems for online-test or taking attendance. However, paper could not be replaced by online system due to the inevitable trouble of students' laptop PC or computer network. For this reason, we developed an educational system where the merit of paper and electronic media were merged. The system automatically recognizes student's ID and check marks written in paper. The scanner reads each student's report annotated by the lecturer and creates PDF, and sends it back to each student via e-mail. For the personal information protection, the created PDF is entirely or partially encrypted through the public-key cryptography.

現在，大学などの教育機関では講義をビデオ化し，講義スライドとともに配信することが日常的に行われている．これにより学習者は，インターネットに接続したPC によって，時間や場所を問わず学習することができるようになった．しかし，配信されるコンテンツは単調な表示であることが多く，学習者の注目を集めるための工夫がなされていない．そこで，著者らはスライド内の重要な語句に学習者の注目を集めることができるシステム「MONTA」を提案する．MONTA によってスライド内の重要な語句にラベルが自動的に貼付され，文字が隠される．このように語句をあえて隠すことで，学習者にその箇所を注目させるようになっている．本稿では，重要語句を自動的に検出する方法，ラベルの貼付方法，ならびにMONTA システムの実装について述べる．Recently, e-learning contents that combine the speaker video with supporting slides have been produced in educational institutions such as universities. They enabled people to study at any time and any place. However, there is a problem that those systems make learners become tired because produced contents are monotonous. We propose the system "MONTA" that can automatically conceal important phrases to attract attention. MONTA can automatically cover important phrases in slide, and can remove the label in synchronization with utterance of the speaker.

近年，デジタルビデオカメラやブロードバンドの普及が進み，様々なシーンでビデオカメラを利用する機会が増え，またWeb サイトで撮影した映像を公開することも行われている．配信する映像は視聴効果の高い，魅力あるものであることが望まれるが，素人には難しく，映像制作を簡単に行える技術が期待されている．そこで著者らは眼球運動を用いて，だれにでも容易に視聴効果の高い映像へ編集することが可能なシステムの構築を行った．本システムでは映像視聴時の眼球運動と仮想的なカメラワークを対応させることで，自然なカメラワークが加わった映像へ自動的に編集することが可能である．評価実験の結果，素人が撮影した映像よりも視聴効果の高い映像を作成することができ，構築したシステムの有用性を確認した．Recently, the digital video camcorder has become popular, so we have gotten an opportunity to videotape a daily life and we have showed our videos on the home page of a web site or the video-blogging. However it has difficult to edit videos for amateurs. Consequently, they have expectations of automatic video editing system. In this paper, we constructed an automatic video editing system using gaze. We related an eye-movement while we watch videos to camera works such as panning or zooming so that our System can add camera works to amateur's videos effectively. As a result of comparison amateur's videos with our videos, our videos were more attractive than other videos.

現在，大学や企業内の教育では様々なe-learningが用いられている．e-learningの中でもオンデマンド型の講義ビデオ配信が多くの教育現場で実施されており，学習者はいつでもどこでも自由に利用することが可能である．しかし，学習者のペースに合わせて自動的に講義の進行を調節する仕組みはなく学習者自身が行わなければならない．そこで本稿では個人の学習ペースに合わせて講義映像を自動的にコントロールすることができる自主学習支援システム「Ghost-Tutor」を構築した．著者らは学習の集中度とペースを自動的に判定するために眼球運動の特徴を利用した．眼球運動の測定実験の結果，学習状況の違いによって，瞬きの回数，視線の停留時間，視線の軌跡に有意差があることを確認し，この結果に基づいて学習状況を定量的に判別する方式を考案した．システムを評価した結果，システムによって学習者の学習状況を精度良く推定できることができ，同時に学習状況に応じて適切なサービスを学習者に提供できることを確認した．Recently, e-learning is widely used at Universities and offices. An on-demand lecture consists of the pre-recorded streamed video/audio and synchronized slides. You can review the on-demand lecture anytime and anywhere at your convenience. However, the progress speed of the lectures can't automatically adjust learner's pace. Therefore, we constructed the self-directed learning system "Ghost-Tutor" that can automatically control the lecture videos depending on each learner's learning pace. We focused automatically eye movement to distinguish the learning pace. As a result of our experiments, we confirmed the frequency of blinking, the time period of gaze and the direction of the gaze showed significant differences. We designed the method to distinguish learner's the degree of concentration quantitatively. As a result of the system evaluation, we confirmed that Ghost-Tutor could presume the difference of learner's learning situation, and suggest learning pace.

近年，大学などの教育機関では，学習用コンテンツとして講師映像と講義資料を組み合わせたものが制作されているが，単調な表示方法であるため学習者を飽きさせてしまうという問題がある．そこで本稿では，学習者にとって飽きにくい講義コンテンツを自動的に作成することができるシステム「MINO: Multimedia system an Instructor needs Not Operate」を提案する．著者らは映像の単調さを改善するために，誘目性（目が惹き付けられる）に着目し，画面に並列表示された講師映像と講義資料の表示サイズを交互に拡大縮小することで提示映像のスイッチングを行い，講義資料中の重要語句（講師の発話と一致した語句）を誘目性の高い表示へ変換することが自動的にできるシステムの開発を行った．MINO では，音声認識によりテキスト化した講師の発話情報と講義資料内の文字列とをマッチングさせることで重要語句の特定とともに，映像の切替えタイミングとフォントの変換タイミングを自動的に決定することができる．評価実験の結果，本提案手法は従来の提示方法に比べ，学習者を飽きさせないという評価を得ることができた．本稿では従来の提示方法について分析した結果を示し，開発したシステムの設計，実装，評価について述べる．Recently, e-learning contents that combine the speaker video with supporting materials are produced in educational institutions such as universities. However, there is a problem that those systems make learners become tired because produced contents are monotonous. In this paper, we propose the system "MINO: Multimedia system an Instructor needs Not Operate" that can automatically edit the recorded speaker video and supporting materials. MINO allows users to automatically convert words in the supporting materials into conspicuous ones according to the utterance of the speaker. We used speech recognition to convert voice of lecturer into character string. Their data are matched up words into the supporting materials so that speaker video is synchronized with supporting materials. Through evaluations of the system, we verified the effectiveness of our system.

近年，デジタルビデオカメラは小型化・軽量化しており，運動会や結婚式の撮影，旅行先での撮影など，きわめて幅広い分野で用いられている．しかしながら，いざ一般の人がビデオ編集をしてみてもなかなか満足できるような映像にならず，単調な映像の連続に感じられることが多い．一般撮影者の作成する映像は，単一角度から撮影した映像がほとんどであり，また，ビデオ編集に使う映像素材も自分自身が撮影した映像のみを用いていることが主たる原因の1 つである．本論文では，同じイベントに参加した複数撮影者の映像をサーバに集めて共有し，インターネット経由で映像編集できるようにするWeb システム「MediaBlocks」を提案する．MediaBlocks を利用すれば，同じイベントを撮影した人たちが映像素材を交換しあうことが容易にできるようになるため，たとえば，自分が撮影できなかったシーンを取り込むことや，プロフェッショナルの映像技法にそった多彩なビデオ編集が可能となる．MediaBlocks は，複数の撮影者が撮影した映像をサーバに集め，自動時間同期処理を施して整理し，Web ブラウザを利用してインターネット経由で映像編集できるようになっている．本論文では，システムの設計，実装，評価，改良について述べる．Recently, the spread of portable digital video cameras enabled us to easily record various family events. Although videotaping and video editing have got quite popular recently, the quality of the produced video has not been improved much. For instance, movies edited by nonprofessionals are likely to be a sequence of monotonous scenes. When editing home movies, users usually use video sources from their own single camcorder. This is one of the significant reasons why nonprofessionals can not create high-quality home movies. We developed MediaBlocks,a web-based video editing system for sharing personal video clips. In the system,video sources are collected from multi-users' camcorders via the Internet, shared among the users, and edited through each user's web browser. The system allows users to use other users' video clips, each of which is spontaneously videotaped by different digital video camcorder, and also enables them to create home movies according to the professionals' important editing rules. The system can extract the date and time information of video-recording from the digital video clips, and synchronize them automatically. Through evaluations of the system, we verified the effectiveness of our system.

専門学校や企業内研修では，講義よりも実習を中心とした授業が実施される場合が多い．近年，E-ラーニングに対する関心の高まりにともない，実習主体の教育に対してもE-ラーニングを導入したいという要求が高まっている．しかしながら，講師映像と講義スライド資料とを同期配信する従来のE-ラーニングがカバーできるのは講義部分のみであり，実習部分に関してはほとんど支援手段とはなりえないのが現状である．著者らは，従来は集合教育でしかできないと考えられていた実習を含む教育を，リモート環境または独学において可能とすることを目指して研究を実施している．実習を支援するためには，「見たい箇所を多角度から見られるコンテンツ」または「各部の動きが正しく把握しやすいコンテンツ」が望まれる．本論文では，各撮影者がビデオカメラで個別に撮影したビデオ映像中の撮影情報を解析し，複数ビデオ映像から関連のある映像箇所を抽出して同期再生するMVPシステムを提案する．通常，個別に撮影した複数ビデオ映像を同期再生するためには，非常な労力を用いてビデオ編集作業をする必要があるが，MVPを使用すればこの作業の大部分を自動化できる．作業効率を測定する実験を行い，MVPシステムの有効性を確認した．At vocational schools and corporate in-service training facilities, greater emphasis is usually put on giving a practical training than giving a lecture. However, traditional e-learning systems that provide learners with lecturer's audio/voice with synchronized presentation slides can hardly support the practical training. Our study focused on the creation of distance training environment in which people can learn physical operations, e.g., machine operations or instrument operations, in a remote or asynchronous manner. As a part of the study, we developed MultiVideoPlayer (MVP for short), a software playing back multiple video clips synchronously, each of which is spontaneously videotaped by different digital video camcorder. The software can extract the date and time information of video-recording from the digital video clips, and synchronize them automatically. Since it is well-known that synchronizing multiple videotapes needs an enormous amount of time and effort, MVP can greatly contribute to the creation of multi-angle video contents. Through evaluations of the system, we verified the effectiveness of our system.

現在，Webシステムが情報システムの主流となっている．しかしながらWebシステムは，HTTPの特性から，情報をリアルタイムに配信するようなサービスに向かないという性質を有している．著者らは，Webシステムの利点を活かしつつリアルタイムに情報を配信できるシステムを構築することが重要と考え，任意のアプリケーション画面を，PC，PDA等のWebブラウザにリアルタイム配信できるQuickBoardシステムを開発した．本開発においては，Webベースのリアルタイム情報共有を必要としている教育の現場に対し，構築したシステムを実際に投入して評価を行うという方法を実践した．そして，その評価から得られたユーザフィードバックを反映させてシステムをリデザインし，システムを再構築した．また，システムの実用性向上を狙い，ネットワーク帯域の使用を抑えるための工夫を施した．本論文では，実際の教育現場の要求を観察した結果について報告し，この観察結果に基づいて作成した第1プロトタイプについて述べる．さらに，このシステムの実利用実験から得られたフィードバックを反映させた，第2プロトタイプについて議論する．Most of the information systems for business use have been developed recently as web-based applications. Unfortunately the web technology has been considered not to be suitable for the basis of any real-time groupware due to the lack of real-time communication capabilities of HTTP. It, however, would be obviously meaningful to develop a real-time groupware which takes advantage of the web-server-side technology. We developed QuickBoard web server system which allows users to deliver presentation slides of any applications to multiple web browsers in real-time. In the development process of the system, we took the approach of user-centered iterative design. We first studied the existing problems by observing real educational scenes, and developed prototype-1 to solve these problems. We then re-designed the system and developed prototype-2 based on feedback from the users of prototype-1. We were also interested in how to reduce network traffic on web-based real-time groupware, and implemented several methods for this purpose. This paper describes the implementations and evaluations of both prototypes.