特開 2024-60646 オンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラムおよびオンライン授業支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024060646

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】オンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラムおよびオンライン授業支援方法

(51)【国際特許分類】

   G09B 5/14 20060101AFI20240425BHJP

   G06Q 50/20 20120101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

G09B5/14

G06Q50/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168030

(22)【出願日】2022-10-20

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】522410662

【氏名又は名称】株式会社ＥＶＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100110766

【弁理士】

【氏名又は名称】佐川 慎悟

(74)【代理人】

【識別番号】100165515

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 清子

(74)【代理人】

【識別番号】100169340

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 陽輔

(74)【代理人】

【識別番号】100195682

【弁理士】

【氏名又は名称】江部 陽子

(74)【代理人】

【識別番号】100206623

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 智行

(72)【発明者】

【氏名】ラノーラ ジョシュエル ナルシーザ

(72)【発明者】

【氏名】タン ミッシェル タンドゥゴン

(72)【発明者】

【氏名】松下 寛

【テーマコード（参考）】

2C028

5L049

5L050

【Ｆターム（参考）】

2C028AA12

2C028BA05

2C028BB04

2C028BC05

2C028BD01

5L049CC34

5L050CC34

(57)【要約】

【課題】教師端末と生徒端末との間で双方向性及びリアルタイム性に優れたオンライン授業を行えるオンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラム及びオンライン授業支援方法を提供する。
【解決手段】教師端末２・生徒端末３のタッチパネル１０上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有し、自端末のノート画面に書込が開始される度にストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出部４１と、書込継続中、書込情報を取得する書込情報取得部４２と、点列データをサーバ４へ送信する点列データ送信部４３と、他端末の点列データをサーバ４から取得する点列データ取得部４４と、他端末の書込を自端末のタッチパネル１０上にリアルタイムで再現する書込再現部４５とを有する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援システムであって、
前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、
前記教師端末および前記生徒端末のそれぞれは、
自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出部と、
前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得部と、
前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信部と、
他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得部と、
前記点列データ取得部が前記点列データを取得するたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現部と、
を有する、オンライン授業支援システム。

【請求項2】

前記サーバは、前記教師端末または前記生徒端末から、過去に書き込みが行われた前記ノート画面の表示が要求されると、前記ノート画面に書き込まれた全ての書き込みに係る前記点列データを取得し、各点列データに含まれる書込位置を示す時系列の座標のうち、二番目以降の座標群を一つ前の座標に対する相対座標に変換するとともに、前記相対座標のそれぞれを一つの文字または記号に変換する点列データ圧縮部を有する、請求項１に記載のオンライン授業支援システム。

【請求項3】

前記教師端末および前記生徒端末のそれぞれは、前記点列データ圧縮部によって圧縮された点列データを取得すると、前記文字または記号のそれぞれを相対座標に変換するとともに、前記書込位置を示す一番目の座標に基づいて、二番目以降の相対座標を順次、前記書込位置を示す時系列の座標に復号化する点列データ復号部を有する、請求項２に記載のオンライン授業支援システム。

【請求項4】

前記教師端末のタッチパネル上に、複数の前記生徒端末におけるノート画面をリアルタイムで一覧表示するモニタリング機能を有しており、
前記生徒端末は、
背景画像を保有する背景レイヤと、生徒の書き込みを記録する生徒レイヤとを合成して前記ノート画面を表示する表示制御部と、
所定の時間間隔で前記生徒レイヤに書き込まれた全ての書き込みを書込画像として記憶する書込画像記憶部と、
所定の時間間隔で前記生徒レイヤへの全ての書き込みを取得し、前記書込画像と比較して新たに書き込まれた部分を差分画像として作成する差分画像作成部と、
前記背景画像と前記書込画像と前記差分画像とを合成して圧縮した低画質合成画像のデータサイズと、前記差分画像のデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、
最初に前記背景画像および前記書込画像をサーバへ送信した後、所定の時間間隔で前記低画質合成画像または前記差分画像のうち、データサイズが小さい方を前記サーバへ送信する画像送信部と、
前記画像送信部が、前記差分画像を送信した後に前記低画質合成画像を送信する場合、前記書込画像と前記差分画像とを合成した高画質合成画像を記憶する高画質合成画像記憶部と、
を有しており、
前記画像送信部は、前記低画質合成画像を送信した後に前記差分画像を送信する場合、前記高画質合成画像と比較して新たに書き込まれた部分を前記差分画像として送信するとともに、
前記教師端末は、
最初に前記生徒端末のそれぞれから送信された前記背景画像および前記書込画像を前記サーバから取得した後、所定の時間間隔で前記生徒端末ごとの前記低画質合成画像または前記差分画像を取得する生徒画像取得部と、
前記サーバから前記低画質合成画像を受信した場合、前記低画質合成画像を復号化してノート画面として表示するとともに、前記サーバから前記差分画像を受信した場合、前記差分画像を前記背景画像および前記書込画像と合成してノート画面として表示する生徒画像表示部と、
を有しており、
前記サーバから前記差分画像を受信した場合、前記書込画像と前記差分画像とを合成した画像を新たな書込画像として記憶する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のオンライン授業支援システム。

【請求項5】

前記サーバは、前記生徒端末から受信した前記背景画像のうち、前記教師端末へ一度送信した前記背景画像は前記教師端末へ送信しない重複送信防止部を有している、請求項４に記載のオンライン授業支援システム。

【請求項6】

サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援プログラムであって、
前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、
自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出部と、
前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得部と、
前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信部と、
他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得部と、
前記点列データ取得部が前記点列データを取得するたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現部と、
してコンピュータを機能させる、オンライン授業支援プログラム。

【請求項7】

サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援方法であって、
前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、
自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出ステップと、
前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得ステップと、
前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信ステップと、
他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得ステップと、
前記点列データ取得ステップにおいて前記点列データが取得されるたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現ステップと、
を有する、オンライン授業支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うことができるオンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラムおよびオンライン授業支援方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、学校や学習塾等においては、ウェブ会議システムを利用したオンライン授業を行う機会が増えている。このオンライン授業を行うシステムとして、例えば、特開２０２２－１０９０２５号公報には、教師の顔を所定の角度から撮影した第１映像データと、第１映像データとは異なる角度で教師の顔を撮影した第２映像データとを取得するとともに、教師が注目する生徒に関する生徒情報を取得し、当該生徒情報に基づいて、生徒側端末の表示画面に第１映像データ又は第２映像データを表示させるオンライン授業システムが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１０９０２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、生徒の表示画面には、教師の顔を撮影した映像を表示し、教師の表示画面には、生徒の顔を撮影した映像を表示させるに過ぎない。このため、対面での授業に比べて、教師は生徒の手元を確認することができず、授業を理解しているのか、授業に集中しているのかなど、生徒の状況を把握するのが難しいという問題がある。一方、教師は黒板等に板書せず、テキストや問題を表示画面に表示させるだけであるため、生徒は授業を理解し難いという問題がある。

【0005】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末と生徒端末との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うことができるオンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラムおよびオンライン授業支援方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るオンライン授業支援システムは、他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末と生徒端末との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うという課題を解決するために、サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援システムであって、前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、前記教師端末および前記生徒端末のそれぞれは、自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出部と、前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得部と、前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信部と、他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得部と、前記点列データ取得部が前記点列データを取得するたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現部と、を有する。

【0007】

また、本発明の一態様として、過去に書き込みが行われたノート画面を表示する際の通信量を低減するという課題を解決するために、前記サーバは、前記教師端末または前記生徒端末から、過去に書き込みが行われた前記ノート画面の表示が要求されると、前記ノート画面に書き込まれた全ての書き込みに係る前記点列データを取得し、各点列データに含まれる書込位置を示す時系列の座標のうち、二番目以降の座標群を一つ前の座標に対する相対座標に変換するとともに、前記相対座標のそれぞれを一つの文字または記号に変換する点列データ圧縮部を有していてもよい。

【0008】

さらに、本発明の一態様として、サーバによって圧縮された点列データを正確に復号化するという課題を解決するために、前記教師端末および前記生徒端末のそれぞれは、前記点列データ圧縮部によって圧縮された点列データを取得すると、前記文字または記号のそれぞれを相対座標に変換するとともに、前記書込位置を示す一番目の座標に基づいて、二番目以降の相対座標を順次、前記書込位置を示す時系列の座標に復号化する点列データ復号部を有していてもよい。

【0009】

また、本発明の一態様として、教師端末において複数の生徒端末におけるノート画面をリアルタイムで一覧表示する際の通信量を低減するとともに、画質の低下を抑制するという課題を解決するために、前記教師端末のタッチパネル上に、複数の前記生徒端末におけるノート画面をリアルタイムで一覧表示するモニタリング機能を有しており、前記生徒端末は、背景画像を保有する背景レイヤと、生徒の書き込みを記録する生徒レイヤとを合成して前記ノート画面を表示する表示制御部と、所定の時間間隔で前記生徒レイヤに書き込まれた全ての書き込みを書込画像として記憶する書込画像記憶部と、所定の時間間隔で前記生徒レイヤへの全ての書き込みを取得し、前記書込画像と比較して新たに書き込まれた部分を差分画像として作成する差分画像作成部と、前記背景画像と前記書込画像と前記差分画像とを合成して圧縮した低画質合成画像のデータサイズと、前記差分画像のデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、最初に前記背景画像および前記書込画像をサーバへ送信した後、所定の時間間隔で前記低画質合成画像または前記差分画像のうち、データサイズが小さい方を前記サーバへ送信する画像送信部と、前記画像送信部が、前記差分画像を送信した後に前記低画質合成画像を送信する場合、前記書込画像と前記差分画像とを合成した高画質合成画像を記憶する高画質合成画像記憶部と、を有しており、前記画像送信部は、前記低画質合成画像を送信した後に前記差分画像を送信する場合、前記高画質合成画像と比較して新たに書き込まれた部分を前記差分画像として送信するとともに、前記教師端末は、最初に前記生徒端末のそれぞれから送信された前記背景画像および前記書込画像を前記サーバから取得した後、所定の時間間隔で前記生徒端末ごとの前記低画質合成画像または前記差分画像を取得する生徒画像取得部と、前記サーバから前記低画質合成画像を受信した場合、前記低画質合成画像を復号化してノート画面として表示するとともに、前記サーバから前記差分画像を受信した場合、前記差分画像を前記背景画像および前記書込画像と合成してノート画面として表示する生徒画像表示部と、を有しており、前記サーバから前記差分画像を受信した場合、前記書込画像と前記差分画像とを合成した画像を新たな書込画像として記憶してもよい。

【0010】

さらに、本発明の一態様として、サーバから教師端末への重複送信を防止し通信量を抑制するという課題を解決するために、前記サーバは、前記生徒端末から受信した前記背景画像のうち、前記教師端末へ一度送信した前記背景画像は前記教師端末へ送信しない重複送信防止部を有していてもよい。

【0011】

本発明に係るオンライン授業支援プログラムは、他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末と生徒端末との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うという課題を解決するために、サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援プログラムであって、前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出部と、前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得部と、前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信部と、他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得部と、前記点列データ取得部が前記点列データを取得するたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現部と、してコンピュータを機能させる。

【0012】

本発明に係るオンライン授業支援方法は、他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末と生徒端末との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うという課題を解決するために、サーバを介して教師端末と生徒端末との間で行われるオンライン授業を支援するオンライン授業支援方法であって、前記教師端末および前記生徒端末の双方におけるタッチパネル上に同一のノート画面をリアルタイムで表示するノート共有機能を有しており、自端末の前記ノート画面に書き込みが開始されるたびに、前記書き込みを識別するストロークＩＤを払い出すストロークＩＤ払出ステップと、前記書き込みが継続している間、前記書き込みに係る書込位置と書込時刻とを含む書込情報を所定の時間間隔で取得する書込情報取得ステップと、前記ストロークＩＤと前記書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔で前記サーバへ送信する点列データ送信ステップと、他端末から送信された前記点列データを所定の時間間隔で前記サーバから取得する点列データ取得ステップと、前記点列データ取得ステップにおいて前記点列データが取得されるたびに、前記ストロークＩＤが同一の前記書込情報に基づいて、他端末における前記書き込みを自端末の前記タッチパネル上にリアルタイムで再現する書込再現ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末と生徒端末との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るオンライン授業支援システムの一実施形態を示す図である。

【図2】本実施形態の教師端末を示すブロック図である。

【図3】本実施形態の生徒端末を示すブロック図である。

【図4】本実施形態のサーバを示すブロック図である。

【図5】本実施形態のノート画面を構成するレイヤを示す図である。

【図6】本実施形態の点列データ圧縮部が用いる対応表を示す表である。

【図7】本実施形態のノート共有機能の処理を示すフローチャートである。

【図8】本実施形態において、ノート共有機能を実行中の（ａ）教師端末側のノート画面、および（ｂ）生徒端末側のノート画面の一例を示す図である。

【図9】図７におけるページジャンプ処理を示すフローチャートである。

【図10】本実施形態のモニタリング機能の処理を示すフローチャートである。

【図11】本実施形態において、モニタリング機能を実行した教師端末のタッチパネル上に表示された各生徒端末のノート画面の一例を示す図である。

【図12】図１０の続きを示すフローチャートである。

【図13】教師端末において合成される前の背景画像Ａ、書込画像Ｂおよび差分画像Ｃと、合成後のノート画面（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係るオンライン授業支援システム、オンライン授業支援プログラムおよびオンライン授業支援方法の一実施形態について図面を用いて説明する。

【0016】

図１は、本実施形態のオンライン授業支援システム１を示す図であり、教師が使用する教師端末２と、生徒が使用する生徒端末３と、教師端末２と生徒端末３との間でデータの送受信を仲介するサーバ４とが、通信ネットワークを介して相互に通信可能に接続されている。そして、主として、以下に示す２つの機能を実行可能に構成されている。

【0017】

（i）ノート共有機能
教師端末２および生徒端末３の双方におけるタッチパネル１０上に同一のノート画面をリアルタイムで表示する機能
（ii）モニタリング機能
教師端末２のタッチパネル１０上に、複数の生徒端末３におけるノート画面をリアルタイムで一覧表示する機能

【0018】

以下、教師端末２、生徒端末３およびサーバ４のそれぞれについて説明する。なお、図１では、生徒端末３を３台使用する例が図示されているが、この台数に限定されるものではなく、オンライン授業の形態に応じて、個別指導や家庭教師の形態であれば１台としてもよく、学校や学習塾の形態であれば数十台としてもよい。

【0019】

本実施形態の教師端末２および生徒端末３は、タブレットやノートパソコン等のコンピュータによって構成されており、図２および図３に示すように、タッチパネル１０と、通信手段２０と、記憶手段３０と、演算処理手段４０とを有している。一方、サーバ４は、クラウドサーバ４等のコンピュータによって構成されており、図４に示すように、通信手段２０と、記憶手段３０と、演算処理手段４０とを有している。以下、各構成手段について詳細に説明する。なお、教師端末２、生徒端末３およびサーバ４の構成のうち、同一もしくは相当する構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0020】

タッチパネル１０は、表示機能および入力機能を兼ね備えたものである。本実施形態において、タッチパネル１０は、教師端末２と生徒端末３との間で共有するノート画面を表示するとともに、タッチパネル１０上でタッチ入力された場所の位置情報（座標）を出力する。なお、タッチパネル１０へのタッチ入力には、スタイラスペンや指等が用いられる。

【0021】

通信手段２０は、教師端末２、生徒端末３およびサーバ４に通信機能を実装するものである。本実施形態において、通信手段２０は、第４世代（４Ｇ）や第５世代（５Ｇ）等のキャリアネットワーク規格や、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ規格に対応しており、いずれかの通信ネットワークを介して各種のデータを送受信するようになっている。

【0022】

記憶手段３０は、各種のデータを記憶するとともに、演算処理手段４０が演算処理を行う際のワーキングエリアとして機能するものである。本実施形態において、記憶手段３０は、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等で構成されている。

【0023】

そして、教師端末２の記憶手段３０は、図２に示すように、プログラム記憶部３１と、背景画像記憶部３２と、書込画像記憶部３３とを有している。また、生徒端末３の記憶手段３０は、図３に示すように、プログラム記憶部３１と、背景画像記憶部３２と、書込画像記憶部３３と、高画質合成画像記憶部３４とを有している。さらに、サーバ４の記憶手段３０は、図４に示すように、プログラム記憶部３１と、背景画像記憶部３２と、書込画像記憶部３３と、点列データ記憶部３５と、モニタリング画像記憶部３６とを有している。

【0024】

プログラム記憶部３１には、本実施形態のオンライン授業支援方法を実行するためのオンライン授業支援プログラム１ａがインストールされている。そして、演算処理手段４０がオンライン授業支援プログラム１ａを実行することにより、教師端末２、生徒端末３およびサーバ４としてのコンピュータを後述する各構成部として機能させるようになっている。

【0025】

なお、オンライン授業支援プログラム１ａの利用形態は、上記構成に限られるものではない。例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等のように、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体にオンライン授業支援プログラム１ａを記憶させておき、当該記録媒体から直接読み出して実行してもよい。また、外部サーバ４等からクラウドコンピューティング方式やＡＳＰ（Application Service Provider）方式でオンライン授業支援プログラム１ａを利用してもよい。

【0026】

背景画像記憶部３２は、ノート画面の背景を構成する背景画像を記憶するものである。本実施形態において、ノート画面は、図５に示すように、背景画像を保有する背景レイヤと、教師の書き込みを記録する教師レイヤと、生徒の書き込みを記録する生徒レイヤとに分かれた三層構造となっている。このため、教師端末２側の背景画像記憶部３２には、生徒端末３のそれぞれに対応付けて背景画像またはその識別ＩＤが記憶されている。なお、背景画像としては、教科書や問題集等の教材画像、ノートのような罫線入り画像、あるいは白紙画像等が含まれる。

【0027】

書込画像記憶部３３は、生徒によって書き込まれた書き込みの画像である書込画像を記憶するものである。本実施形態において、生徒端末３側の書込画像記憶部３３は、生徒端末３における生徒レイヤに書き込まれた全ての文字、図形等からなる書込画像を記憶するものであり、所定の時間間隔で更新される。一方、教師端末２側の書込画像記憶部３３は、サーバ４を介して生徒端末３から取得した書込画像を生徒端末３のそれぞれに対応付けて記憶するものであり、所定の時間間隔で更新される。また、教師端末２側の書込画像記憶部３３には、サーバ４から後述する差分画像を受信した場合、当該差分画像と書込画像とを合成した画像が新たな書込画像として記憶される。

【0028】

高画質合成画像記憶部３４は、生徒端末３において、書込画像と差分画像とを合成した高画質合成画像を記憶するものである。本実施形態では、モニタリング機能を実行する際、後述するとおり、差分画像作成部５２が、所定の時間間隔で生徒レイヤへの書き込みを取得し、書込画像と比較して新たに書き込まれた部分を差分画像として作成する。この差分画像と書込画像とを合成した高画質合成画像は、更新後の書込画像と同一であるが、当該書込画像とは別に高画質合成画像記憶部３４に記憶される。

【0029】

点列データ記憶部３５は、サーバ４において、教師端末２または生徒端末３から送信された点列データを記憶するものである。本実施形態において、点列データ記憶部３５は、ノート共有機能を実行している間、書き込みが行われている教師端末２または生徒端末３から所定の時間間隔で送信されてくる点列データを順次、記憶する。なお、点列データは、後述するとおり、ストロークＩＤと書込情報とからなり、他端末における書き込みを自端末で再現するための点列に関するデータである。

【0030】

また、本実施形態において、点列データ記憶部３５には、教師端末２または生徒端末３によって過去に行われた書き込みに係る点列データが記憶されている。具体的には、書き込みを行ったユーザのユーザＩＤ、書き込みを行ったノート画面のノートＩＤ、当該ノート画面内のページ番号等に対応付けて、各ノート画面に書き込まれた全ての書き込みに係る点列データが記憶されている。

【0031】

モニタリング画像記憶部３６は、サーバ４において、各生徒端末３のノート画面をモニタリングするための画像データを記憶するものである。本実施形態において、モニタリング画像記憶部３６は、後述するとおり、所定の時間間隔ごとに生徒端末３から送信されてくる高画質モードでの差分画像、または低画質モードでの低画質合成画像が、各生徒端末３に対応付けて記憶される。

【0032】

つぎに、演算処理手段４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成されており、プログラム記憶部３１にインストールされたオンライン授業支援プログラム１ａを実行することにより、教師端末２、生徒端末３およびサーバ４としてのコンピュータを以下に示す各構成部として機能させる。

【0033】

具体的には、教師端末２および生徒端末３の演算処理手段４０は、図２および図３に示すように、ストロークＩＤ払出部４１と、書込情報取得部４２と、点列データ送信部４３と、点列データ取得部４４と、書込再現部４５と、ページ要求部４６と、点列データ復号部４７と、表示制御部４８として機能する。また、教師端末２の演算処理手段４０は、別途、生徒画像取得部４９と、生徒画像表示部５０として機能するとともに、生徒端末３の演算処理手段４０は、別途、画像送信部５１と、差分画像作成部５２と、データサイズ算出部５３として機能する。さらに、サーバ４の演算処理手段４０は、点列データ圧縮部５４と、重複送信防止部５５として機能する。

【0034】

まず、上記構成部のうち、ノート共有機能において実行される、ストロークＩＤ払出部４１と、書込情報取得部４２と、点列データ送信部４３と、点列データ取得部４４と、書込再現部４５と、ページ要求部４６と、点列データ圧縮部５４と、点列データ復号部４７とについてより詳細に説明する。

【0035】

ストロークＩＤ払出部４１は、書き込みを１ストロークごとに識別するストロークＩＤを払い出すものである。本実施形態において、ストロークＩＤ払出部４１は、自端末（教師端末２または生徒端末３）のタッチパネル１０において、スタイラスペンや指が触れてから移動し離れるまでの一連の書き込み動作を１ストロークとし、ノート画面に書き込みが開始されるたびに、新たなストロークＩＤを払い出すようになっている。

【0036】

書込情報取得部４２は、書き込みに係る書込情報を取得するものである。本実施形態において、書込情報は、書き込みの動きや速度を再現するための情報であり、少なくとも書込位置と書込時刻とを含んでいる。このため、書込情報取得部４２は、ノート画面に対する書き込みが継続している間、所定の時間間隔で、タッチパネル１０から書込位置（ｘ座標、ｙ座標）を取得するとともに、自端末の内蔵時計から書込時刻を取得する。

【0037】

なお、書込情報としては、書込位置および書込時刻の他に、書き込みに使用した色、書き込み線の太さ、書き込みに使用したツール（ペン、蛍光ペン、消しゴム等）等の情報が含まれていてもよい。また、本実施形態では、書込情報を取得する時間間隔を約１３ミリ秒に設定しているが、これに限定されるものではなく、ノート画面を共有する際のリアルタイム性を担保しうる時間間隔であればよい。

【0038】

点列データ送信部４３は、ストロークＩＤと書込情報とからなる点列データをサーバ４へ送信するものである。本実施形態において、点列データ送信部４３は、ストロークＩＤ払出部４１が払い出したストロークＩＤと、書込情報取得部４２によって取得された書込情報とからなる点列データを所定の時間間隔でサーバ４へ送信する。また、点列データには、点列データの送信元ユーザを識別するユーザＩＤと、書き込みが行われたページを識別するページ番号とが含まれていてもよい。なお、点列データ送信部４３による送信間隔は、書込情報取得部４２による書込情報の取得間隔と一致する。

【0039】

点列データ取得部４４は、他端末から送信された点列データをサーバ４から取得するものである。本実施形態において、点列データ取得部４４は、ノート共有機能が実行されている間、所定の時間間隔でサーバ４にアクセスし、ユーザＩＤおよびページ番号を指定して、ノート画面を共有中の他端末の点列データを取得する。この点列データの取得間隔も、ノート画面を共有する際のリアルタイム性を担保しうる時間間隔に設定される。

【0040】

書込再現部４５は、他端末における書き込みを自端末のタッチパネル１０上に再現するものである。本実施形態において、書込再現部４５は、点列データ取得部４４が点列データを取得するたびに、ストロークＩＤが同一の書込情報に基づいて、他端末における書き込みを自端末のタッチパネル１０上にリアルタイムで再現する。

【0041】

具体的には、書込再現部４５は、書込情報に含まれる書込位置（ｘ座標、ｙ座標）に対応するタッチパネル１０上の点（以下、当該点という）を特定し、前の点の書込時刻から当該点の書込時刻までの時間間隔の間に、前の点から当該点までを結ぶ線を描写する。これにより、タッチパネル１０上のノート画面には、他端末において書き込まれた書き込みがリアルタイムで再現される。また、本実施形態において、書込再現部４５は、点と点とを結ぶ際に、３次ベジェ曲線で補間することにより、スタイラスペンや指の動きを再現し、一繋がりの滑らかな曲線としてノート画面に表示させるようになっている。

【0042】

ページ要求部４６は、ノート共有機能において、複数のページからなるノート画面のうち、表示中のノート画面とは異なる他のノート画面の表示を要求するものである。本実施形態において、ページ要求部４６は、タッチパネル１０上に表示されたボタン等から所望のページが指定されると、当該ページに対応するページ番号をサーバ４へ送信する。

【0043】

点列データ圧縮部５４は、サーバ４側の機能部であり、所定のノート画面に書き込まれた全ての書き込みに係る点列データを圧縮するものである。本実施形態において、点列データ圧縮部５４は、教師端末２または生徒端末３のページ要求部４６から受信したページ番号に対応する全ての点列データを点列データ記憶部３５から取得する。

【0044】

そして、点列データ圧縮部５４は、各点列データに含まれる書込位置を示す時系列の座標のうち、二番目以降の座標群を一つ前の座標に対する相対座標に変換するとともに、当該相対座標のそれぞれを一つの文字または記号に変換する。なお、点列データ圧縮部５４は、過去に書き込みが行われたノート画面の表示が要求された場合に機能し、過去に書き込みされたことのないノート画面が要求された場合は機能しない。

【0045】

ここで、以下に示す点列データ（書込位置のｘ，ｙ座標のみ示す）を圧縮する場合を例にして、点列データ圧縮部５４による圧縮処理について具体的に説明する。
｛"x":559.1, "y":223.7｝,
｛"x":560.1, "y":224.6｝,
｛"x":559.1, "y":224.6｝,
｛"x":556.2, "y":225.6｝,
｛"x":555.3, "y":225.6｝,
｛"x":553.3, "y":225.6｝,
｛"x":551.4, "y":225.6｝,
｛"x":549.5, "y":224.6｝,
｛"x":545.6, "y":223.7｝,
｛"x":542.7, "y":223.7｝

【0046】

まず、点列データ圧縮部５４は、二番目以降の座標群を一つ前の座標に対する相対座標に変換する。例えば、二番目以降の座標群であるｘ、ｙのそれぞれについて、一つ前の座標に対する差を算出し、その差を１０倍にすることで相対座標に変換する。これにより、上記点列データは以下のように変換される。
｛"x":559.1, "y":223.7｝,
｛"x":10, "y":9｝,
｛"x":-10, "y":0｝,
｛"x":-29, "y":10｝,
｛"x":-9, "y":0｝,
｛"x":-20, "y":0｝,
｛"x":-19, "y":0｝,
｛"x":-19, "y":-10｝,
｛"x":-49, "y":-9｝,
｛"x":-19, "y":0｝

【0047】

ここで、２番目以降の点列データについて、空白（スペース）を区切り記号として、ｘ，ｙの順に並べると、以下のとおりとなる。
"x":559.1,
"y":223.7,
"xys":"10 9 -10 0 -29 10 -9 0 -20 0 -19 0 -19 -10 -49 9 -19 0"

【0048】

つぎに、点列データ圧縮部５４は、変換した相対座標のそれぞれを一つの文字または記号に変換する。ここで、手書き文字の場合、上記相対座標の数値は、－３９から３９の間の値になることがほとんどである。よって、この－３９から３９までの７９通りの整数を図６に示すような対応表によって文字または記号に変換する。ただし、数値が－３９より小さい場合、あるいは３９より大きい場合、当該数値を４０で除算した余りに対応する文字にするとともに、当該数値の絶対値を４０で割った整数商の数だけ、記号"<"を左側に追加する。例えば、-49＝<rとなり、92＝<<Cとなる。

【0049】

この変則的な４０進数を用いて上記点列データを変換すると、以下のようになり、数字区切り用の空白（スペース）は不要となる。
"x":559.1,
"y":223.7,
"xys":"A9q0?Ar0g0h0hq<rrh0?0"

【0050】

以上のような圧縮処理によれば、当初２４９文字であった点列データが、５０文字まで圧縮されることとなる。なお、点列データ圧縮部５４による圧縮処理は、上記方法に限定されるものではなく、データを圧縮しうる処理であれば適宜、変更してもよい。

【0051】

点列データ復号部４７は、点列データ圧縮部５４によって圧縮された点列データを復号化するものである。本実施形態において、点列データ復号部４７は、点列データ圧縮部５４によって圧縮された点列データを取得すると、圧縮時に使用された対応表（図６）と同一の対応表を用いて、文字または記号のそれぞれを相対座標に変換する。そして、点列データ復号部４７は、書込位置を示す一番目の座標に基づいて、二番目以降の相対座標を順次、書込位置を示す時系列の座標に復号化する。すなわち、点列データ復号部４７は、点列データ圧縮部５４による圧縮処理と逆の処理を実行するようになっている。

【0052】

つぎに、演算処理手段４０の上記構成部のうち、モニタリング機能において実行される各構成部を説明するにあたり、本実施形態のモニタリング機能について説明する。

【0053】

モニタリング機能を実現する方法としては、生徒端末３のスクリーンショット画像を所定時間おきにサーバ４経由で教師端末２に送信するという方法が考えられる。ただし、この方法では、ノート共有機能と同様の高解像度にするとサーバ４への負荷が大きくなる。一方、スクリーンショット画像の色数や解像度等を下げればデータ量は減らせるものの、低画質になるため見づらくなる等、利便性の低下を招く。

【0054】

そこで、本実施形態では、モニタリング機能のアルゴリズムを構築するにあたり、オンライン授業の特徴として、以下の点に着目した。
（１）教科書や問題集などの背景画像を動的に書き換えることは少ない。このため、背景画像の送信は１ページにつき一度だけでよい。
（２）教師端末２が一台に対して生徒端末３が多数の場合、教材となる背景画像は全生徒端末３において共通する。このため、背景画像の送信は１人分だけでよい。
（３）一度書き込んだ書き込みを消しゴム機能などで消去することは限定的にしか行われない。
（４）手書きによる書き込みという性質上、単位時間当たりに変化するデータはノート画面上のごく一部だけである。

【0055】

以上の点を踏まえて、本実施形態では、高画質と低データ量の双方を兼ね備えたアルゴリズムを考案した。具体的には、以下に示す２通りのモードを用意し、データ量が小さい方のモードを適宜選択しながら実行することとした。

【0056】

（Ａ）高画質モード
生徒端末３側のノート画面を図５に示す背景レイヤと生徒レイヤとに分解し、最初に高画質な背景画像と書込画像を送信した後は、生徒レイヤに新たに書き込まれた部分の高画質な差分画像を逐次送信する一方、教師端末２側で全ての画像を合成して生徒端末３の高画質なノート画面を再現する。
（Ｂ）低画質モード
生徒端末３側で全てのレイヤを合成して圧縮した低画質合成画像を送信する一方、教師端末２側で低画質合成画像を復号化して生徒端末３の低画質なノート画面を再現する。

【0057】

なお、一般的には、高画質モードの方がデータ量は小さい傾向にある。ただし、高画質モードは、上記の通り、ノート画面上の動きが少ないことを前提とするアルゴリズムである。このため、以下のようなケースでは、低画質モードの方が平均的なデータ量は小さくなる。
・動画など動きの大きい教材等を背景画像として使用する場合
・文字ではなく絵を描く等、単位時間あたりの書き込みが多い場合
・１対１の個別指導のように、モニタリング対象の生徒端末３が少ない場合
・多数の生徒端末３が異なる教材を使用する等、背景画像が多種に渡る場合

【0058】

以上のようなモニタリング機能を実行する際、演算処理手段４０は、表示制御部４８と、画像送信部５１と、重複送信防止部５５と、差分画像作成部５２と、データサイズ算出部５３と、生徒画像取得部４９と、生徒画像表示部５０として機能する。以下、これらの各構成部について説明する。

【0059】

表示制御部４８は、タッチパネル１０におけるノート画面の表示を制御するものである。本実施形態において、表示制御部４８は、図５に示すように、背景画像を保有する背景レイヤと、教師の書き込みを記録する教師レイヤと、生徒の書き込みを記録する生徒レイヤとを合成してノート画面を表示する。なお、本実施形態では、ノート画面に教師レイヤも合成しているが、モニタリング機能のみを実行するのであれば、教師レイヤを設ける必要はない。

【0060】

画像送信部５１は、生徒端末３からサーバ４へ画像データを送信するものである。本実施形態において、画像送信部５１は、まず最初に背景画像記憶部３２に記憶されている使用中の背景画像およびその時点で書込画像記憶部３３の生徒レイヤに書き込まれている書込画像をサーバ４へ送信する。その後は、所定の時間間隔で低画質合成画像または差分画像のうち、データサイズが小さい方をサーバ４へ送信するようになっている。また、本実施形態において、画像送信部５１は、低画質合成画像を送信した後に差分画像を送信する場合、高画質画像記憶部に記憶されている高画質合成画像と比較して新たに書き込まれた部分を差分画像としてサーバ４へ送信する。

【0061】

重複送信防止部５５は、サーバ４において、生徒端末３から受信した背景画像のうち、教師端末２へ一度送信した背景画像を教師端末２へ重複して送信しないようにするものである。本実施形態において、重複送信防止部５５は、教師端末２からモニタリングを要求されると、モニタリング対象の全生徒端末３から送信された背景画像を確認する。そして、複数の生徒端末３において同一の背景画像が使用されている場合、その背景画像を一度だけ送信する。

【0062】

なお、本実施形態において、生徒端末３からサーバ４へ送信されるデータには、画像データ（差分画像または低画質合成画像）の他に、生徒を識別する生徒ＩＤ、ノート画面を識別するノートＩＤ、ノート画面のページを特定するページ番号、画像データが差分画像であるか低画質合成画像であるかを識別する画像タイプ、教師端末２が画像データをダウンロードするための画像ＵＲＬ（Uniform Resource Locator）等が含まれている。

【0063】

一方、サーバ４から教師端末２へ送信されるデータには、上述した生徒ＩＤ、ノートＩＤ、ページ番号、画像タイプ、画像ＵＲＬの他、画像データの作成日時および最終更新日時等が含まれている。そして、モニタリングしようとする全生徒端末３分の上記データがサーバ４へ送信されるようになっている。

【0064】

差分画像作成部５２は、モニタリング機能を実行する際、生徒端末３において、所定の時間間隔内に新たに書き込まれた部分を差分画像として作成するものである。本実施形態において、差分画像作成部５２は、所定の時間間隔で生徒レイヤへの全ての書き込みを取得するとともに、書込画像記憶部３３に記憶された書込画像（所定の時間経過前の書込画像）と比較し、新たに書き込まれた部分を差分画像として作成する。具体的には、書込画像内の各ピクセルにつき、前回のピクセル情報と新たなピクセル情報が同一の場合、そのピクセルを透明色とすることで、新たに書き加えられた部分のみが残って差分画像となる。

【0065】

データサイズ算出部５３は、モニタリング機能を実行する際、生徒端末３からサーバ４へ送信する画像のデータサイズを算出するものである。具体的には、データサイズ算出部５３は、背景画像と書込画像と差分画像とを合成して圧縮した低画質合成画像のデータサイズと、圧縮しない差分画像単体のデータサイズを算出する。

【0066】

生徒画像取得部４９は、サーバ４から各生徒端末３の画像データを取得するものである。本実施形態において、生徒画像取得部４９は、最初にモニタリングしようとする全生徒端末３のそれぞれから送信された背景画像および書込画像をサーバ４から取得する。その後、生徒画像取得部４９は、所定の時間間隔でサーバ４にアクセスし、生徒端末３ごとの低画質合成画像または差分画像を取得する。そして、サーバ４から差分画像を受信した場合、当該差分画像と書込画像記憶部３３に記憶されている書込画像とを合成した画像を新たな書込画像として保存する。

【0067】

また、本実施形態では、上述したとおり、サーバ４から教師端末２へ送信されるデータに、画像データの最終更新日時等が含まれている。このため、生徒画像取得部４９は、サーバ４から画像データを取得する際、当該画像の最終更新日時が更新されている場合のみ、サーバ４からダウンロードする。一方、最終更新日時が更新されていない場合は、画像データをダウンロードしないことで、データ通信量が抑制される。

【0068】

生徒画像表示部５０は、各生徒端末３におけるノート画面を表示するものである。本実施形態において、生徒画像表示部５０は、サーバ４から低画質合成画像を受信した場合、圧縮する前の低画質合成画像を復号化してノート画面として表示する。一方、生徒画像表示部５０は、サーバ４から差分画像を受信した場合、当該差分画像を背景画像および書込画像と合成してノート画面として表示する。

【0069】

つぎに、本実施形態のオンライン授業支援システム１、オンライン授業支援プログラム１ａおよびオンライン授業支援方法による作用について説明する。

【0070】

まず、本実施形態のノート共有機能を用いてオンライン授業を行う場合、図７に示すように、教師端末２からサーバ４に対して、ノート画面を共有しようとする生徒端末３のユーザＩＤやページ番号等を指定してノート画面の共有を要求する（ステップＳ１）。この要求を受けたサーバ４は、指定された生徒端末３がノート画面の共有を許可していれば（ステップＳ２）、指定されたノート画面を表示することを命令する（ステップＳ３）。

【0071】

これにより、生徒端末３のタッチパネル１０には、教師端末２のタッチパネル１０に表示されているノート画面と同一のノート画面が表示される（ステップＳ４）。なお、以下の説明では、教師端末２のノート画面上における書き込みを生徒端末３のノート画面上に反映させる例について説明するが、処理主体を逆にすることで、生徒端末３のノート画面上における書き込みが教師端末２のノート画面上に反映される。

【0072】

教師端末２と生徒端末３との間でノート画面が共有された状態で、教師端末２のノート画面に書き込みが開始されると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ストロークＩＤ払出部４１がストロークＩＤを払い出すとともに（ステップＳ６：ストロークＩＤ払出ステップ）、書込情報取得部４２が書込情報を取得する（ステップＳ７：書込情報取得ステップ）。そして、これらのストロークＩＤと書込情報とからなる点列データが点列データ送信部４３によってサーバ４へ送信される（ステップＳ８：点列データ送信ステップ）。

【0073】

その後、教師端末２では、所定時間が経過するたびに（ステップＳ９：ＹＥＳ）、書き込みが継続しているか否かが判定される（ステップＳ１０）。そして、書き込みが継続している限り（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、書込情報取得部４２により書込情報が取得され（ステップＳ７）、点列データとしてサーバ４へ送信され続ける（ステップＳ８）。これにより、１ストローク分の書き込みに係る点列データが、同一のストロークＩＤが付与された状態でサーバ４へ送信される。

【0074】

一方、１ストローク分の書き込みが終わると（ステップＳ１０：ＮＯ）、ノート共有機能を実行している間（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ５へと戻り、新たな書き込みが開始されるたびに、上述したステップＳ６からステップＳ１０までの処理が実行される。これにより、教師端末２のノート画面上における書き込みは、ストロークごとに異なるストロークＩＤが付与された点列データとしてサーバ４へ送信される。

【0075】

サーバ４では、教師端末２から所定の時間間隔で送信されてくる点列データを受信し（ステップＳ１２）、点列データ記憶部３５に順次、保存する（ステップＳ１３）。これにより、サーバ４には、教師端末２のノート画面における書き込みを再現するための点列データが、常に最新の状態で蓄積される。

【0076】

一方、教師端末２とノート画面を共有している間、生徒端末３では、点列データ取得部４４が、所定の時間間隔でサーバ４にアクセスし、ノート画面を共有中の教師端末２の点列データを取得する（ステップＳ１４：点列データ取得ステップ）。そして、書込再現部４５が、ストロークＩＤが同一の書込情報に基づいて、教師端末２における書き込みを生徒端末３のタッチパネル１０上に再現する（ステップＳ１５：書込再現ステップ）。

【0077】

その後、生徒端末３では、ページ要求部４６によって、現在表示中のノート画面とは異なる他のページが要求されない限り（ステップＳ１６：ＮＯ）、所定の時間間隔が経過するたびに（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、点列データ取得部４４がサーバ４から点列データを取得し（ステップＳ１４）、書き込みを再現する（ステップＳ１５）。これにより、教師端末２のノート画面上で、図８（ａ）に示すような書き込みが行われると、生徒端末３のノート画面でも、図８（ｂ）に示すように、教師による書き込みがリアルタイムで再現される。

【0078】

また、本実施形態では、書込再現部４５が、間欠的な座標群（書込位置）からなる点列を３次ベジェ曲線で補間しながら連結する。これにより、教師による書き込みが、一繋がりの滑らかな曲線としてノート画面に表示される。このため、教師端末２のノート画面上で書き込まれた際のスタイラスペンや指の動きまでもが、生徒端末３のノート画面上で高精度に再現される。

【0079】

なお、本実施形態では、教師端末２一台と、複数台の生徒端末３との間でノート共有機能を実行している。このため、教師端末２における書き込みは、全ての生徒端末３におけるノート画面のそれぞれにおいて同時に再現される。一方、各生徒端末３における書き込みは、それぞれ異なる内容となるため、教師端末２のノート画面上には再現されないようになっている。しかしながら、この構成に限定されるものではなく、教師端末２と生徒端末３とが１対１でノート画面を共有する場合等は、お互いの全ての書き込みが両端末のノート画面上で同時に再現されるようにしてもよい。

【0080】

一方、生徒端末３において、現在表示中のノート画面とは異なる他のページが要求されると（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ページジャンプ処理が実行される（ステップＳ１８）。具体的には、図９に示すように、まず、ページ要求部４６が、指定されたページ番号をサーバ４へ送信し（ステップＳ２１）、サーバ４側で受信されると（ステップＳ２２）、点列データ圧縮部５４が、当該ページに対応付けて記憶されている全ての点列データを点列データ記憶部３５から取得する。（ステップＳ２３）。

【0081】

つぎに、点列データ圧縮部５４は、取得した各点列データに含まれる書込位置を示す時系列の座標のうち、二番目以降の座標群を一つ前の座標に対する相対座標に変換するともに（ステップＳ２４）、当該相対座標のそれぞれを一つの文字または記号に変換する（ステップＳ２５）。これにより、点列データのデータサイズが大幅に圧縮されるため、教師端末２や生徒端末３へ送信する際の通信量が低減し、通信ネットワークにかかる負荷が抑制される。

【0082】

圧縮された点列データは、指定されたページに対応する背景画像とともに、ノート画面を共有中の教師端末２および生徒端末３のそれぞれに送信される（ステップＳ２６）。一方、教師端末２および生徒端末３のそれぞれは、サーバ４から背景画像および圧縮された点列データを受信すると（ステップＳ２７）、点列データ復号部４７が点列データを元通りに復号化し（ステップＳ２８）、当該点列データに基づいて背景画像に全ての書き込みを一度に表示する（ステップＳ２９）。

【0083】

これにより、過去に行われた書き込みが数百ストローク分、および数万点分の点列であっても、通信ネットワークへの負荷をそれほど増大させることなく、指定されたノート画面が過去の書き込みとともに短時間でスムーズに再現される。

【0084】

つぎに、本実施形態のモニタリング機能を用いてオンライン授業を行う場合の処理について、図１０および図１２を参照しつつ説明する。なお、図１０，図１２のフローチャートでは、表記を簡素化するため、各種の画像データを以下のアルファベットで表記している。
Ａ：背景画像
Ｂ：書込画像
Ｃ：Ｂに対する差分画像
Ｄ：書込画像と差分画像とを合成した高画質合成画像（Ｂ＋Ｃ）
Ｅ：Ｄに対する差分画像

【0085】

図１０に示すように、オンライン授業が開始されると、生徒端末３では、表示制御部４８が背景レイヤの背景画像Ａと、生徒レイヤの書込画像Ｂとを合成してノート画面を表示するとともに（ステップＳ３１）、画像送信部５１が当該背景画像Ａおよび書込画像Ｂをサーバ４へ送信する（ステップＳ３２）。

【0086】

これにより、サーバ４では、各生徒端末３から背景画像Ａおよび書込画像Ｂを受信すると（ステップＳ３３）、それぞれの画像データをそれぞれの生徒端末３に対応付けて背景画像記憶部３２および書込画像記憶部３３に保存する（ステップＳ３４）。この状態で、教師端末２からサーバ４に対してモニタリングが要求されると（ステップＳ３５）、重複送信防止部５５が、モニタリング対象の全生徒端末３における背景画像Ａが送信済みであるか否かを判定する（ステップＳ３６）。

【0087】

その判定の結果、未送信の背景画像Ａがあれば（ステップＳ３６：ＮＯ）、教師端末２へ送信するとともに（ステップＳ３７）、書込画像Ｂを送信する（ステップＳ３８）。一方、背景画像Ａは送信済みであれば（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、書込画像Ｂのみを送信する（ステップＳ３８）。これにより、サーバ４から教師端末２に対して重複する背景画像Ａの送信が防止されるため、通信量が抑制される。

【0088】

つづいて、教師端末２では、生徒画像取得部４９が、モニタリング対象となる全生徒端末３分の背景画像Ａおよび書込画像Ｂをサーバ４から受信すると（ステップＳ３９）、それらの画像データを生徒端末３のそれぞれに対応付けて背景画像記憶部３２および書込画像記憶部３３に保存する（ステップＳ４０）。そして、生徒画像表示部５０が、各生徒端末３ごとに背景画像Ａおよび書込画像Ｂを合成して表示する（ステップＳ４１）。

【0089】

これにより、教師端末２のタッチパネル１０には、図１１に示すように、モニタリング対象とした全生徒端末３のノート画面がリアルタイムで一覧表示される。なお、図１１では、生徒に対する注目度等に応じて、ノート画面の表示サイズを大・中・小の３種類に設定しているが、この構成に限定されるものではなく、全てのノート画面を同一サイズで表示してもよい。

【0090】

一方、生徒端末３では、最初に背景画像Ａおよび書込画像Ｂをサーバ４へ送信した後（ステップＳ３２）、差分画像作成部５２が、所定の時間が経過するたびに（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、生徒レイヤへの全ての書き込みを取得し（ステップＳ４３）、書込画像記憶部３３に記憶された書込画像Ｂと比較して新たに書き込まれた部分を差分画像Ｃとして作成する（ステップＳ４４）。

【0091】

つぎに、データサイズ算出部５３が、背景画像Ａ、書込画像Ｂおよび差分画像Ｃの３枚を合成して圧縮した低画質合成画像のデータサイズと、圧縮しない差分画像Ｃのみのデータサイズを算出し（ステップＳ４５）、サーバ４へ送信すべき画像データを決定する。また、書込画像Ｂと差分画像Ｃとを合成した画像が、新たな書込画像Ｂとして書込画像記憶部３３に記憶される（ステップＳ４６）。

【0092】

そして、画像送信部５１が、低画質合成画像または差分画像Ｃのうち、ステップＳ４５で算出されたデータサイズが小さい方をサーバ４へ送信する。すなわち、低画質合成画像の方が小さければ（ステップＳ４７：ＮＯ）、低画質モードとなり、前回も低画質モードであれば（ステップＳ４８：ＮＯ）、低画質合成画像をサーバ４へ送信する（ステップＳ５０）。一方、前回は高画質モードであった場合（ステップＳ４８：ＹＥＳ）、書込画像Ｂと差分画像Ｃとを合成した画像を別途、高画質合成画像Ｄとして高画質合成画像記憶部３４に記憶した後（ステップＳ４９）、低画質合成画像をサーバ４へ送信する（ステップＳ５０）。

【0093】

一方、ステップＳ４５で算出されたデータサイズが、差分画像Ｃの方が小さい場合（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、高画質モードとなり、前回も高画質モードであれば（ステップＳ５１：ＮＯ）、そのまま差分画像Ｃをサーバ４へ送信する（ステップＳ５３）。一方、前回は低画質モードであった場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、高画質合成画像Ｄと比較して新たに書き込まれた部分を差分画像Ｅとして送信する（ステップＳ５２）。

【0094】

これにより、一旦、低画質モードで低画質合成画像が送信されている間、サーバ４および教師端末２では、その間の高画質な差分画像を取得することができないものの、再度、高画質モードになったときに、低画質モードになる前の書込画像Ｄを基準とした差分画像Ｅが送信される。このため、高画質モードと低画質モードとが転々と切り替わっても、後述するとおり、教師端末２において、正確に高画質合成画像を再現することが可能となる。

【0095】

一方、サーバ４では、図１２に示すように、生徒端末３のそれぞれから低画質モードにおける低画質合成画像、または高画質モードにおける差分画像Ｃ，Ｅを所定の時間間隔で次々と受信し（ステップＳ５４）、これらの画像データが各生徒端末３に対応付けてモニタリング画像記憶部３６に順次保存される（ステップＳ５５）。

【0096】

他方、モニタリングを要求した教師端末２は、各生徒端末３ごとに背景画像Ａおよび書込画像Ｂを合成して表示した後（ステップＳ４１）、所定の時間が経過するたびに（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、生徒画像取得部４９がサーバ４にアクセスし、生徒端末３ごとの低画質合成画像または差分画像Ｃ，Ｅを取得する（ステップＳ５７）。

【0097】

このとき、本実施形態では、生徒画像取得部４９が、書き込みが更新されている画像データのみサーバ４からダウンロードし、書き込みが更新されていない画像データはダウンロードしないため、通信ネットワークに係る負荷が低減される。

【0098】

そして、サーバ４から取得した画像が低画質合成画像の場合（ステップＳ５８：圧縮後Ａ＋Ｂ＋Ｃ）、生徒画像表示部５０が当該低画質合成画像を復号化して表示する（ステップＳ５９）。また、サーバ４から取得した画像が差分画像Ｃの場合（ステップＳ５８：Ｃ）、生徒画像表示部５０が、図１３（ａ）に示すような背景画像Ａと、図１３（ｂ）に示すような書込画像Ｂと、図１３（ｃ）に示すような差分画像Ｃとを合成し、図１３（ｄ）に示すようなノート画面（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）として表示する（ステップＳ６０）。そして、書込画像Ｂと差分画像Ｃとを合成した画像を新たな書込画像Ｂとして保存する（ステップＳ６１）。

【0099】

同様に、サーバ４から取得した画像が差分画像Ｅの場合（ステップＳ５８：Ｅ）、生徒画像表示部５０が当該差分画像Ｅを背景画像Ａおよび書込画像Ｂと合成してノート画面（Ａ＋Ｂ＋Ｅ）として表示する（ステップＳ６２）。そして、書込画像Ｂと差分画像Ｅとを合成した画像を新たな書込画像Ｂとして保存する（ステップＳ６３）。

【0100】

これにより、教師端末２において複数の生徒端末３におけるノート画面をリアルタイムでモニタリングする際の通信量が低減されるとともに、高い画質が維持される。また、高画質モードと低画質モードとが時々刻々と切り替えられても、低画質モードになる直前の高画質画像が保存されているとともに、低画質モード中の差分画像が別途、保存されているため、確実かつ正確に各生徒端末３のノート画面を再現することが可能となる。

【0101】

なお、モニタリング機能を実行中の教師端末２において、一覧表示されている生徒端末３のノート画面のうち、いずれかのノート画面をタッチ等して生徒を選択すると（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、当該生徒の生徒端末３と教師端末２との間で、上述したノート共有機能が実行される。これにより、教師は、モニタリング中に個人的な指導等が必要な生徒がいれば、当該生徒のノート画面に対してヒントやアドバイスを個別に書き込むことが可能となる。

【0102】

一方、モニタリング機能を実行中の教師端末２において、生徒の選択がない限り（ステップＳ６４：ＮＯ）、ステップＳ５６へと戻り、所定時間が経過するごとに（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、生徒画像取得部４９がサーバ４にアクセスし、生徒端末３ごとの画像データを取得することによって（ステップＳ５７）、各生徒端末３のノート画面がリアルタイムで再現される。

【0103】

以上のような本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
１．他端末におけるノート画面への書き込みを自端末のノート画面上にリアルタイムで再現し、教師端末２と生徒端末３との間で双方向性およびリアルタイム性に優れたオンライン授業を行うことができる。
２．教師は生徒の手元の動きをリアルタイムで確認できるため、授業への理解度や集中度など、生徒の状況を把握しやすい。
３．生徒は教師の板書内容がリアルタイムで自端末のノート画面に書き込まれるため、板書を写す作業が不要となり、授業への理解度や集中度が向上する。
４．過去に書き込みが行われたノート画面を表示する際の通信ネットワークに係る負荷を低減することができる。
５．サーバ４によって圧縮された点列データを正確に復号化することができる。
６．教師端末２において複数の生徒端末３におけるノート画面をリアルタイムで一覧表示する際の通信量を低減するとともに、画質の低下を抑制することができる。
７．サーバ４から教師端末２への重複送信を防止し通信量を抑制することができる。

【0104】

なお、本発明に係るオンライン授業支援システム１、オンライン授業支援プログラム１ａおよびオンライン授業支援方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0105】

１ オンライン授業支援システム
１ａ オンライン授業支援プログラム
２ 教師端末
３ 生徒端末
４ サーバ
１０ タッチパネル
２０ 通信手段
３０ 記憶手段
３１ プログラム記憶部
３２ 背景画像記憶部
３３ 書込画像記憶部
３４ 高画質合成画像記憶部
３５ 点列データ記憶部
３６ モニタリング画像記憶部
４０ 演算処理手段
４１ ストロークＩＤ払出部
４２ 書込情報取得部
４３ 点列データ送信部
４４ 点列データ取得部
４５ 書込再現部
４６ ページ要求部
４７ 点列データ復号部
４８ 表示制御部
４９ 生徒画像取得部
５０ 生徒画像表示部
５１ 画像送信部
５２ 差分画像作成部
５３ データサイズ算出部
５４ 点列データ圧縮部
５５ 重複送信防止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】