JPH0290190A - Ｔｖ学習システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■技術分野 この発明は、ＣＡＩ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｓ５ｉｓｔ
ｅｄ　Ｉｎ５ｔｒｕｃｔｉｏｎ）に、高度情報通信シス
テムであるＴＶ電話を導入したＴＶ学習システムに関す
る。

ＣＡＩは、コンピュータを用いた教育システムを広くい
う。コンピュータと対話しながら学習をする事ができる
。学習者のレベルに合わせて学習を進める事ができる、
という利点がある。

（イ）従来技術 従来のＣＡＩ学習システムは、単にコンピュータと学習
者とが質疑応答するものが殆どであった。

コンピュータへの情報の入力はキーボードで行ナイ、コ
ンピュータからの情報の提示は、テレビ画面に映像とし
て与えられる。これはコンピュータと個人との対話を主
とするシステムであって、多数の生徒や先生というもの
が存在しない。

さらに、先生から、多数の生徒に対する放送授業という
ものもある。これは、先生の方から生徒へは、音声とテ
レビ画像により情報が送られる。

生徒はいくらいても差支えない。同時に併行して学習を
進める事ができる。ところが、生徒の方から先生に対し
て問いかける事ができない。一方向の授業であった。

秒）　発明が解決しようとする問題点 コンピュータと対話する形式のビデオ学習は、教材によ
って勉強しながら先生の指導を受ける、という事ができ
ない。先生が不在であるからである。

先生から多数の生徒に向けて放送するものは、生徒から
の反作用がない。このため、生徒側の理解度を先生がチ
エツクする事はできない。このため、学習を進める適切
なベースというものが先生には分らない。

生徒から先生に質問できないため、生徒の疑問点が明ら
かにならない。

このような問題点がある。現在のシステムでは、生徒の
レベルに応じた適切な指導ができない。このため、十分
な学習効果を期待できない。

実際の授業のあり方に近づける事により、このような難
点は解消される。つまり、複数の生徒とひとりの先生が
いて、これらの間に質疑応答ができ、質疑の内容を他の
生徒が傍受できる、というような様式である。

こうするためには、教材を扱うパソコン機能と、ＴＶ電
話の両方のシステムを具備しなければならない。

パソコン機能とＴＶ電話機能の両方を兼ね備えたＣＡＩ
システムは従来存在しなかった。

に）構　成 本発明の学習システムは、次のような特長を持つもので
ある。

（１）　　多数の生徒とひとりの先生とよりなる学習シ
ステムである。それぞれが端末機器を持っている。

（２）生徒と先生との間には回線があり、この回線は画
像と音声、制御データファイルデータを通す事ができる
。つまりＴＶ電話の機能を備えている。

（３）先生から生徒へ、画像と音声によって情報を伝達
できる。生徒から先生にも画像と音声により情報を伝達
できる。つまり質問が可能である。

（４）先生と生徒との間の質疑応答を、他の生徒が傍受
できる。

このような特長を持つが、本システムの概略の全体構成
を第１図によって示す。

先生の側には、先生端末１、信号接続制御部２、画像音
声などの信号を持つ符号データに変換、逆変換するＣＯ
ＤＥＣ３、データベース８などがある。

データベース８は教材データを記憶させたものであ　　
。

生徒の側には、複数の生徒端末７、ＣＯＤＥＣ５、端末
切換制御部６などがある。生徒端末７はいくつもあるの
でこのうちのどれとどれを選んで先生端末１に接続する
のかという事を指定しなければならない。それで、端末
切換制御部６があり、これが全ての生徒端末につながっ
ている。

先生端末１、信号接続制御部２、ＣＯＤＥＣ３は互に、
信号の交換ができるように接続されている。

信号線は３種類ある。画像信号９、音声信号１０、制御
データ、ファイルデータ信号１１の３種類である。

信号接続制御部２と教材を納めたデータベース８とは、
画像信号９、制御データ、ファイルデータ信号１１の交
換ができるように接続される。

データベース８が音声信号線を持たないのは、教材を音
声によって出力するようにしていないからである。

ここで、画像信号線、音声信号線、制御データ、ファイ
ルデータが別々の独立な信号線によって伝送されるよう
にしてもよいし、これらを混合した信号を作って、より
少数の信号線によって伝送されるようにしてもよい。

先生端末１には、パソコン１２、カメラ１３、モニタ１
４、ハンドセット１５などが具備されている。

生徒端末７も同様である。個々の生徒端末７はソレソれ
、パソコン１６．カメラ１７．モニタ１８、ハンドセッ
ト１９を備えている。

生徒端末１と端末切換制御部６と、ＧＯＤＥＧ　５は信
号線で接続されている。

生徒端末７と端末切換制御部６とは、画像信号９、音声
信号１０、制御データ、ファイルデータ信号１１を交換
できるように接続しである。

端末切換制御部６とＣＯＤＥＣ５とは、画像信号９、音
声信号１０の交換ができるように接続しである。

先生側のＣＯＤＥＣ３と生徒側のＣＯＤＥＣ５とは、回
線４によって接続される。回線４は光フアイバコード、
電線或は無線である。

信号は、これら媒体に適した形態にしてから伝送される
。

制御データ、ファイルデータ信号１１は、　ＣＯＤＥＣ
３，５を通さず、回線を通じて、先生、生徒間でやりと
りされる。

第１図の構成に於て、作用を説明する。

カメラ１３，１７から入力された画像は、　ＣＯＤＥＣ
３，５で、符号データに変換される。これが回線４を通
じて、受信側ＣＯＤＥＣに到り、逆変換されてイメージ
データになる。これが受信側のモニタ１８．１４に出力
される。

送受信は双方向的である。先生側から生徒側へ送る事も
あるし、生徒側から先生側へ送ることもある。

教材は、先生側の端末にある。データベース８である。

生徒は、予じめ、教材データの必要な部分を、制御デー
タ、ファイルデータ信号線を通し、端末切換制御部６を
経由して自分の端末に伝送しておき、モニタ１８に出力
させて、自習する。教材データは次々と伝送されるので
、独立に自習する事ができる。

ハンドセット１５は電話の送受信機の部分を備える。

生徒は疑阻がなければ自習を進めるが、疑問があればＴ
Ｖ電話機能を使って先生に質問する事ができる。

この応答は、他の生徒が傍受する事ができる。

第２図によって生徒側端末における信号の交換について
説明する。

生徒側のＣＯＤＥＣ５は、回線４からの符号データを、
ビデオ信号と音声信号に逆変換する。また生徒側から与
えられたビデオ信号、音声信号を符号データに変換して
回線４に送出する。

ＣＯＤＥＣ５が端末切換制御部６へ送るビデオ信号９１
は先生の映像又は、先生と教材とを含んだ映像を搬送す
るものである。

端末切換制御部６では、これを特定の生徒端末を選択し
て、ビデオ信号９２として出力する。

生徒端末７は、信号接続制御部２０を持ち、これが不要
なビデオ信号、音声信号を除き、必要なビデオ信号、音
声信号のみを受けとるようにしている。

こうして、（先生）又は（先生＋教材）のビデオ信号は
、これを必要とする生徒端末にのみ伝送され、モニタ１
８に表示される。

音声についても同様である。

ＣＯＤＥＣ５で逆変換された先生の音声信号１０１は、
端末切換制御部６で、必要な生徒端末に向けて、音声信
号１０２として送られる。

生徒端末７から、端末切換制御部６に向けて、ビデオ信
号９３、ビデオ信号９４、音声信号１０３が送られる。

ビデオ信号９３は生徒の映像、又は生徒と教材とを含ん
だ映像を搬送するものである。これは、生徒から先生に
対する質問などの際に必要となる。

ビデオ信号９４は、合成画面を作るための画像を送るも
のである。合成画面というのはある生徒端末のモニタ１
８に出力されている画像である。

この画像を他の生徒が、自分のモニタの一部に表示する
事ができるように、ビデオ信号９４を送出するのである
。

こうすると、先生と特定の生徒との間の質疑応答の内容
を、他の生徒が見、聞きする事ができる。

ビデオ信号９２、音声信号１０２は、先生の端末からの
信号と、他の生徒からの信号とを選択して受信する事が
できるし、両方を受けとり、モニタ画面を分割して、両
方を同時に表示することもできる。

ＧＯＤＩ：Ｃ５と端末切換制御部６との間に制御信号１
１２が交換される。

端末切換制御部６と生徒端末７との間は制御線１１１に
より、制御信号或はデータ信号を送受信するようになっ
ている。

端末切換制御部６と先生側端末とは、制御線１１０によ
ってつながっている。これは制御信号或はデータ信号を
送受信する。

第２図の構成において、作用を説明する。

生徒端末７では、先生端末にあるデータベース８から教
材をとり出し、これをモニタ１８に映し出して自習をし
ている。先生と交信する必要のない場合は、これだけで
ある。

質問があったり、なんらかの事情があったりして、先生
と交信する必要が生じた場合は次のようになる。

生徒端末７は、先生との交信を行うため、生徒或は生徒
と教材とを含んだ画像をカメラ１７で撮像し、端末切換
制御部６へ送る。これがビデオ信号９３に当る。これは
動画酸は静止画である。

同時に、自局の授業内容を他の生徒の端末で傍受しても
らうため、自分のモニタ１８に写っている画像を端末切
換制御部６へ送る。これがビデオ信号９４である。これ
は実際には、（生徒／生徒＋教材）よりなる送出画像と
、モニタに写っている画像を合成した画像となって端末
切換制御部６へ送られる。

他の生徒の端末では、個々の教材による自習が続いてい
る。さきほどの他の生徒の質疑応答の様子を、モニタの
一部に映し出して生徒・先生間のやりとりを傍受する事
ができる。

或は、自分の学習を続けて、他の生徒と先生の応答を無
視することができる。

このように、各生徒端末では、自分の姿をカメラで撮像
したカメラ画像や、端末切換制御部６がら送られてきた
先生又は他の生徒端末からの画像や、あるいは教材を映
しだす画像などを、重ね合わせて自局のモニタ１８に映
しだすことができる。

また択一的にモニタ１８に映しだすこともできる。

さらに、これらの画像を端末切換制御部６へ送出すこと
もできる。

第３図により端末機能構成を説明する。

先生の端末も生徒の端末もほぼ同じであるが、先生端末
には、教材データベース８があり、生徒端末にはこれが
ない。

先生端末の場合は、（：０ＤＥＣ：　３との間に端末切
換制御部６がない。生徒端末の場合は、これがある。

これは、第３図には示さない。

カメラは人物カメラ１３ａ、１７ａ、書画カメラ１３ｂ
１１７ｂがある。これは、先生、生徒を撮像するもので
ある。

モニタテレビ１４．１８は、画像を映し出すものである
。Ｐ、ＧＢ倍信号信号接続制御部２０から送られる。

ハンドセット１５、ｔ９はテレビ電話の音声を送受信す
る端末である。電話の受話器と同じようなものである。

ビデオデツキ２２と、信号接続制御部２０とは、ビデオ
信号、音声信号を交換する。

ビデオプリンター２６はＲＧＢ信号を受けて、カラー画
像を印刷する。

パソコン１２．１６は、キーボード２３、マウス２４な
どの入力手段を持っている。また、プリンター２５に文
字、画像を出力し、紙面に印刷する。

パソコンは７０ッピディスクＦＤ、ハードディスクＨＤ
２どの記憶装置を持つ。

このように、端末は、教材を扱うためのパンコンと、ビ
デオ信号、音声信号、制御信号の接続を制御する信号接
続制御部２０と、入出力用の各機器によって構成されて
いる。

信号接続制御部２０は、上述の機能の他に、イメージの
重ね合わせ機能をも持っている。

第４図にイメージで処理部の構成を示す。

ＣＯＤＥＣからの動画、静止画が端末接続制御部３０を
経てＮＴＳＣ信号として、第１信号選択回路３１に入る
。

信号選択回路は４つあって、全て、複数の入力信号のい
ずれかを選択して出力する機能を有している。

ＮＴＳＣ信号というのは、これまでビデオ信号と書いて
きたものである。

ｎａｔｉｏｎａｌ　　ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　５ｙｓｔ
ａｎ　ｃｏｍｎｉｔｔｅｅ　ＴＶ　ｓｙｓｔｅｍの略で
ＮＴＳＣという。米国、日本などで使用されているカラ
ーテレビの標準方式のことである。ビデオ情報を送信す
る信号方式であればよ（、ＮＴＳＣでなくてもよい。

人物カメラ１３ａ、　１７ａ、　　書画カメラ１３ｂ、
　１７ｂ。

ビデオデツキ２２からのＮＴＳＣ信号と、　ＣＯＤＥＣ
からの静止画、動画のＮＴＳＣ信号が信号選択回路３１
に入力される。

信号選択回路３１．３３．３４は信号接続制御部２０に
より直接に制御される。

第２信号選択回路３２は、Ｐｉｎ　Ｐコントローラ４２
を経て、間接的に制御される。

第１信号選択回路３１は入力信号のうちふたつを選んで
出力する。

ひとつのビデオ信号は、信号処理回路３５．Ａ／Ｄ回路
３６、縮少化処理部３７、縮少化Ｆ、Ｍ、回路３８、Ｄ
／Ａ回路３９を経て、縮少画像に変換される。

Ｐｉｎ　Ｐコントローラ４２は、フル画面の一部に縮少
画像をはめ込む機能を有する。これをｐｉｃｔｕｒｅｉ
ｎ　ｐｉｃｔｕｒｅ　　ピクチャインピクチャ機能とい
う。

画像を縮少するため、アナログ信号であるビデオ信号を
ディジタル信号に変換する必要がある。

さらに、縮少後の画像をビットごとに、画素と関連づけ
て一時的に記憶するフレームメモリが必要である。これ
が縮少化Ｆ％Ｍ１回路３８である。

縮少できた後は再びアナログ量であるＮＴＳＣ信号に戻
す。メモリコントローラ４０はこのような動作を制御す
る。

フル画面のままの画像信号と、縮少画像の信号とはＮＴ
ＳＣの形で、第２信号選択回路３２に入る。

この出力のうち３本は、第４信号選択回路３４を経て、
他の端末へ画像を送出する。

この端末に表示されるべき画像のＮＴＳＣ信号はＮＴＳ
Ｃ−、ＲＧＢ変換部４３を経てＲＧＢ信号になる。

三原色Ｒ％Ｇ、　Ｂの強度を表わす信号である。

これは、さらにパソコン１２，１６から与えられた別の
画像のＲＧＢ信号と、スーパーインポーズ回路４４で相
加えられる。これが信号選択回路３３を経て、モニタ１
８に表示される。ビデオプリンタ２６にもプリントされ
る。

同じ画像は、信号選択回路３３から、ＲＧＢデコーダ４
５、信号選択回路３４を経て、他の端末へ送出される。

このようにして、ひとつの端末は、　ＣＯＤＥＣからの
ビデオ信号、カメラ信号、ビデオデツキからのビデオ信
号のうち、いずれかひとつをフル画面に、他のひとつを
縮少してその一部に表示する事ができるようになる。

（イ）効　果 本発明の学習システムは、ＴＶ電話機能を学習システム
に利用した装置である。

このため、　ＣＡＩの分野で、先生と生徒とが離れてい
るような場合であっても、あたかも机をはさんで会話し
ているような感じで学習を行なう事ができる。

先生は生徒の理解度をチエツクして、教育の進行度をコ
ントロールできる。生徒は疑問の点を、ただちに質問で
き、納得できる回答をうる事ができる。このような応答
を他の生徒が見聞できる。

教育効果の多いに上がる有効なシステムである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＴＶ学習システムの全体概略構成図。 第２図は生徒側端末に於ける信号の交換を示す構成図。 第３図は端末機能構成図。 第４図はイメージ処理部の構成図。 １・・・・・・・・・先生端末 ２・・・・・・・・・信号接続制御部 ３・・・・・・・・・ＣＯＤＥＣ ４・・・・・・・・・回　　　　線 ５・・・・・・・・・ＣＯＤＥＣ ６・・・・・・・・・端末切換制御部 ７・・・・・・・・・生徒端末 ８・・・・・・・・・データベース ９・・・・・・・・・画像信号 １０・・・・・・・・・音声信号 １１・・・・・・・・・制御データ、ファイルデータ信
号１２・・・・・・・・・パ　　ソ　　コ　　ン１３・
・・・・・・・・カ　　メ　　ラ１３ａ・・・・・・人
物カメラ １３ｂ・・・・・・書画カメラ １４・・・・・・・・・モ　　ニ　　タ１５・・・・・
・・・・ハンドセット １６・・・・・・・・・パ　　ソ　　コ　　ン発 １７・・・・・・・・・カ　　メ　　　ラ１７ａ・・・
・・・人物カメラ １７ｂ・・・・・・書画カメラ １８・・・・・・・・・モ　　ニ　　り１９・・・・・
・・・・ハンドセット ２０・・・・・・・・・信号接続制御部２２・・・・・
・・・・ビデオデツキ ２３・・・・・・・・・キーボード ２４・・・・・・・・・マ　　ウ　　ス２５・・・・・
・・・・ブリンク− ２６・・・・・・・・・ビデオプリンター３０・・・・
・・・・・端末接続制御部３１〜３４・・・信号選択回
路 明　　者 鷲見公

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先生が情報を入力し処理するためのパソコン１２と、先
   生或いは教材を撮像するためのカメラ１３と、画像を表
   示するためのモニタ１４と、音声を送受信するためのハ
   ンドセット１５とを備えたひとつの先生端末１と、教材
   を記憶させたデータベース８と、先生端末１とデータベ
   ース８からの信号を選択して送出する信号接続制御部２
   と、ビデオ信号、音声信号を符号データに変換し或は符
   号データをビデオ信号、音声信号に逆変換するため信号
   接続制御部２に続いて設けられるＣＯＤＥＣ３と、生徒
   が情報を入力し処理するためのパソコン１６と、生徒或
   は生徒を撮像するためのカメラ１７と、音声を送受信す
   るためのハンドセット１９とを備えた複数の生徒端末７
   、７、・・・と、全ての生徒端末７、７、・・・と先生
   端末１との間にビデオ信号、音声信号を選択的に送受信
   させる端末切換制御部６と、ビデオ信号、音声信号を符
   号データに変換し或は符号データをビデオ信号、音声信
   号に逆変換するため端末切換制御部６に続いて設けられ
   るＣＯＤＥＣ５と、先生側のＣＯＤＥＣ３と生徒側のＣ
   ＯＤＥＣ５を接続し符号データを伝送する回線４とより
   なり、生徒端末７に於て生徒はパソコン１６とモニタ１
   ８を使つて自習を進め、疑問のある時は教材或は教材と
   自分をカメラ１７によつて撮像し、ハンドセット１９に
   よつて会話する事により先生に対して質問する事ができ
   、先生は教材、自分或は両方をカメラ１３によつて撮像
   しハンドセット１５によつて会話する事により生徒の質
   問に対して応答する事ができ、他の生徒はその生徒と先
   生の質疑応答を傍受しモニタ１８の一部に映し出す事が
   できるようにした事を特徴とするＴＶ学習システム。