2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development on use and application for 3D multimedia learning materials based on Linked Open Data
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16H02923
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岡田 義広 九州大学, 附属図書館, 教授 (70250488)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 素文 国際医療福祉大学, 医療福祉学研究科, 教授 (00291518)
緒方 広明 九州大学, 基幹教育院, 教授 (30274260)
金子 晃介 九州大学, サイバーセキュリティセンター, 准教授 (30735121)
谷澤 亜里 九州大学, 附属図書館, 助教 (50749471)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リンクト・オープンデータ / 教材開発 / 電子教材 / 教育基盤 / 教育実践 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，既存の３次元マルチメディア教材に含まれるテキスト，静止画，動画，３次元CG等のモノメディアについて，それらコンテンツの意味や属性情報を抽出し，LOD(Linked Open Data)化することにより，新たな３次元マルチメディア教材を計算機に自動合成（キュレーション自動化）させ，その結果を対話的に修正し最適化することにより，教員の必要とする教材コンテンツを簡便に効率よく生成する基盤技術とツールの開発を行うものである。また，今後増え続けるであろう３次元マルチメディア教材（教育ビックデータ）を再利用可能とするためのLODとHTML5・WebGL等の最新ウェブ技術による検索流通基盤を研究するとともに，３次元マルチメディア教材の開発と授業実践を通して真に有用なシステムの開発を目指すものである。
以下の(1)～(4)について研究開発を実施する。
(1)３次元マルチメディア教材編集生成基盤技術の研究開発，(2)３次元マルチメディア教材検索流通基盤技術の研究開発，(3)ウェブ統合基盤システムの開発，(4)授業実践による応用研究
本年度は，特に，(1)３次元マルチメディア教材編集生成基盤技術の研究開発に関して，(1-a) 教材コンテンツのモノメディアへの分解と構造情報のデータベース化，(1-b)モノメディアコンテンツの意味内容および特徴量抽出とLODによるデータベース化，と(2)３次元マルチメディア教材検索流通基盤技術の研究開発に関して，(2-a) モノメディア検索技術の研究開発，(2-b) 教材コンテンツの構造に基づく検索技術の研究開発をそれぞれ実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記「研究実績の概要」の(1)と(2)について，以下の通りの進捗である。
(1)３次元マルチメディア教材編集生成基盤技術の研究開発
(1-a)教材コンテンツのモノメディアへの分解と構造情報のデータベース化：電子資料やオンライン教材等の既存教材コンテンツを，モノメディアを単位として分解し，コンテンツ全体の構造情報を抽出しXML形式（半構造データ）で表すための構造テンプレートについて調査した。(1-b)モノメディアコンテンツの意味内容および特徴量抽出とLODによるデータベース化：分解されたモノメディアについて，類似検索に有用な特徴量を明らかにするための評価実験を行った。また，Deep Learning等による学習とBags-of-Wordsによる分類によってコンテンツの意味内容抽出を行う研究を実施した。これらをコンテンツに基づく検索のための特徴量として利用する。また，LOD(Linked Open Data)としてデータベース化し教材生成を可能とするシステムを試作した。
(2)３次元マルチメディア教材検索流通基盤技術の研究開発
(2-a) モノメディア検索技術の研究開発：(1-b)で抽出されLODとしてデータベース化された意味内容，種類情報，特徴量を用いた類似検索と絞り込み検索技術について研究を実施した。
(2-b) 教材コンテンツの構造に基づく検索技術の研究開発：(1-a)で抽出されデータベース化される既存３次元マルチメディア教材の構造情報を用いた類似検索技術を研究開発した。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記「研究実績の概要」の(1)から(4)について，それぞれ以下の通り進める。
(1)「LODに基づく教材コンテンツ自動合成ツールの開発」と「自動合成結果を対話的に修正し最適化する編集ツールの開発」を行う。既存３次元マルチメディア教材の構造情報を用いて，LODとしてデータベース化されたモノメディアを自動で割り当てることにより，新たな３次元マルチメディア教材を自動合成する。また，対話型進化計算の単純な選択操作と最終的なユーザの修正操作による最適化によって，ユーザが必要とする教材の生成を可能とする編集ツールの開発を行う。
(2)「XMLによる著作権情報を含むフォーマット標準化」と「既存電子書籍フォーマットとの互換機能の開発」を行う。EPUB, iBooks, EduPub 等の既存電子書籍や電子教材のXMLフォーマットについて，その構造表現を調査・種々検討し，それらを拡張したXML形式のフォーマットを定義採用する。著作権情報用の属性も含める。モノメディア単位の著作権情報については，ウェーブレットの多重解像度解析に基づく電子透かしによりモノメディアに埋め込む。また，既存電子書籍や電子教材のXMLフォーマットとの相互変換機能を開発する。
(3)「最新ウェブ技術に対応した編集生成基盤システムの開発」と「最新ウェブ技術に対応した検索流通基盤システムの開発」を行う。(1)で開発する機能を，HTML5, WebGL 等最新ウェブ技術に対応したウェブブラウザで稼動するソフトウェア機能(SaaS)として実装する。また，(2)で採用するXML 表現フォーマットに対応した３次元マルチメディア教材のウェブビューワを開発する。
(4)「授業実践による応用研究」では，次年度の授業実践に向けた３次元マルチメディア教材開発のための資料収集等準備を行う。
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