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Delphiで使用するプログラミング言語

PowerShellに文字列を送信

職場の同僚に頼まれて、任意に選択したフォルダへのアクセスを禁止したり、それを解除したりするスクリプトを書いた。PowerShellの使い方を勉強すれば、フォルダの属性の変更は容易に実行できるから、セキュリティ対策として不完全なことは百も承知。

ダブルクリックでは開けないフォルダを作っただけなんだけれど、起動したPowerShellのWindowを閉じる部分でちょっとハマったので、備忘録として、ここにメモ。

フォルダへのアクセスを禁止したり、それを解除したりするスクリプトは、使い方を誤るとたいへんなコトになる(と思う)ので、ここには書かない。

【もくじ】

1.PowerShellを起動してスクリプトを実行
2.PowerShellのWindowを閉じる
3.PowerShellのWindowを表示しない方法もある
4.まとめ
5.お願いとお断り

1.PowerShellを起動してスクリプトを実行

PowerShellで実行したいスクリプトを用意する。ここではそれを「SetDeny.ps1」とした。Formに用意したEditコントロールのキャプションを次のように指定する。

コントロールの名前は、EditDeny


スクリプトを実行するButtonを1つ用意。名前をButtonDeny、Captionを「変更」として、次の手続きを作成。

procedure TForm1.ButtonDenyClick(Sender: TObject);
var
  strExeFile: string;
  strParams: string;
begin
  strExeFile:= 'PowerShell.exe';
  strParams:= '-noExit  -ExecutionPolicy RemoteSigned '+EditDeny.Text;
  ShellExecute(0, '', PChar(strExeFile), PChar(strParams), nil, SW_SHOWNORMAL);
end;

実行(F9)すると・・・

何も表示されないが、Editコントロールに指定したスクリプトが実行される。


スクリプトを実行したら、PowerShellのWindowも閉じたい。

2.PowerShellのWindowを閉じる

そこで上の手続きを次のように変更。

procedure TForm1.ButtonDenyClick(Sender: TObject);
var
  strExeFile: string;
  strParams: string;
  hWndInstance: HWND;
begin
  strExeFile:= 'PowerShell.exe';
  strParams:= '-noExit  -ExecutionPolicy RemoteSigned '+EditDeny.Text;
  //ShellExecute(0, '', PChar(strExeFile), PChar(strParams), nil, SW_SHOWNORMAL);
  hWndInstance:= ShellExecute(0, '', PChar(strExeFile), PChar(strParams), nil, SW_SHOWNORMAL);
  //Windowの存在を確認
  if hWndInstance > 32 then
  begin
    //タイムラグを設定
    //Sleep(100);  //短すぎる
    Sleep(1000);  //My環境では500でも動作した
    //ExitとEnterキーの入力を送信
    ButtonExitClick(Sender);
  end;
end;

PowerShellのWindowを閉じる部分は、別の手続きにしないと期待した通りに動作しなかった・・・。
なんでかな?

「閉じる」ボタンの名前は、ButtonExit に設定。
procedure TForm1.ButtonExitClick(Sender: TObject);
var
  hWndPSWindow: HWND;
begin
  //PowerShellを閉じる
  hWndPSWindow:=FindWindow(nil, PChar('Windows PowerShell'));
  if hWndPSWindow <> 0 then
  begin
    SetForegroundWindow(hWndPSWindow);
    //文字列の送信
    SendKeys('Exit');
    //Enterキーの送信
    SendKeys(#13#10);
  end else begin
    ShowMessage('PowerShellのウィンドウが見つかりません!');
  end;
end;

あと、最初は、PowerShellのWindowを探す部分を次のように書いていたんだけれど、これではWindowが見つからなくて・・・

hWndPSWindow:=FindWindow(nil, PChar('PowerShell'));
メッセージのキャプションのCfaは実行ファイルの名前。
名前は「Change Folder Attributes」から作成。


よく見たらPowerShellのタイトルは Windows PowerShell だった・・・

hWndPSWindow:=FindWindow(nil, PChar('Windows PowerShell'));

3.PowerShellのWindowを表示しない方法もある

自分的には「画面に何か動きがあった」方が安心できる気がしたので、PowerShellを表示する方法を選んだが、もちろん表示しない方法もある。いつもお世話になるMr.XRAYさんのWebページに詳しい解説がある。

Delphi で Windows PowerShell を使用する

http://mrxray.on.coocan.jp/Delphi/Others/PowerShellDelphi.htm#09

4.まとめ

(1)PowerShellに文字列を送信するには、FindWindow関数を使う。
(2)手続き的には、SetForegroundWindow関数とSendKeysを組み合わせて実行。
(3)PowerShellを閉じるタイミングはSleep関数で調整。

5.お願いとお断り

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無料で使える手書き答案採点補助プログラム

Answer Column Reader

横書き答案の採点実行時の画面です。


スキャナーで読み取った手書き答案のJpeg画像から、大問1の設問(1)なら(1)のみを抽出、一覧表示してイッキに採点。採点記号( 〇・△・× )& 得点付きで元の答案画像に書き戻し、最後に得点合計を自動計算、指定位置に描画して、返却用答案画像(A4サイズに統一/縦・横の指定は可能)を印刷できる無料の手書き答案採点補助プログラムです。

一般的な横書き答案に加え、国語で使用される縦書き答案の採点も可能です。

縦書き答案の採点実行時の画面です。


新教育課程の観点別評価にも対応。もちろん、表計算ソフトを使わずに成績一覧表の作成・印刷・CSVファイルへの出力が可能です(ただし、成績一覧表の出来栄えは、メモ程度)。

画像処理に使用しているPython用OpenCV関連のファイルサイズが巨大ですが、このファイルサイズを許容していただければ、採点現場で十分使えると(複数の高校で使用中)評価していただけました!

もちろん、完全無料。ただし、動作保証は一切ありません。作成者(僕)は開発環境のDelphi(Object Pascal)の大ファンで、この他にも自作のマークシートリーダーなどを開発・このblogの過去記事で公開していますが、学問領域で評価の対象となるようなプログラミングに関しては全くの素人です。ですから、このプログラムのご使用に際しては、あくまでも素人が趣味で作ったものであるということを十分にご理解いただき、ダウンロードから展開・実行までALL自己責任でお願いします(有償販売禁止の他は、それが唯一の使用条件です)。発見できた不具合はすべて改良改善しましたが、取り切れていない未発見の不具合もまだきっとあると思います。それでも、もし、よろしければお使いください。僕の夢のカタチ、Answer Column Reader。

手書き答案採点補助プログラム、名付けて AC_Reader です。

【もくじ】

1.使い方
(1)zipファイルを展開
(2)プログラムを起動
(3)スキャンした答案の画像を準備
(4)採点用画像の準備
(5)解答欄の座標を取得
 ・【座標データを追加したい場合は?】
 ・【字数制限のある解答欄座標の簡単な取得方法は?】
 ・【機械が認識しやすい解答欄】
 ・【生徒の番号・氏名も解答横に表示して採点したい】
(6)採点
 ・【全員正解を入力】
 ・【全員不正解を入力】
 ・【個別に採点】
 ・【次の設問を採点】
 ・【定型文を入力】
 ・【入力した定型文の削除・消去方法】
(7)採点状況の確認
(8)返却用答案の印刷
(9)成績一覧表の作成・印刷
2.まとめ
3.お願いとお断り

1.使い方

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(1)zipファイルを展開

ダウンロードしたzipファイルをデスクトップ上に展開します(任意の場所に置いても動作すると思いますが)。PCによっては展開(解凍)に20分程度かかることがあるようです。

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(2)プログラムを起動

展開されたフォルダ内に「AC_Reader.exe」があります。これをダブルクリックしてプログラムを起動します。

このアイコンをダブルクリックしてプログラムを起動します


初回起動時には、次のメッセージが表示されると思います。その場合は「詳細情報」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックします(プログラムの発行元が不明である場合に、Windows のDefender機能である SmartScreen がこの表示を出すそうです。自分の責任で実行すれば、次回からこのメッセージは表示されなくなります)。

「詳細情報」をクリックします。


すると、次の画面が表示されます。「実行」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックしてプログラムを起動してください。

「実行」をクリックします。


プログラムの起動時に、次のメッセージが表示されます。「はい」・「いいえ」のいずれかを選択してください。

差し支えなければ「はい」を選択してください。


Excelの採点シートを使って処理する場合は、拙作マークシートリーダーとこの手書き答案採点補助プログラムを併用することも可能です(その方法についての説明は、今回は行いません)。

マークシート方式と併用することも可能ですが、今回は「はい」をクリックしてください。


国語の試験では縦書きの解答用紙が使われますので、この手書き答案採点補助プログラムも縦書き答案の採点が出来るよう設計しました。デフォルト設定の答案書式は「横書き」です。国語の縦書き答案を採点したい場合はここで設定画面を開き、縦書きを指定してください。

今回は「いいえ」で先に進みます。


ちなみに「はい」を選んだ場合は・・・

答案の書式を指定できます。


答案の書式の設定変更を起動時に問われなくするよう設定できます。

採点する答案の書式が決まっている場合は「はい」を選択してください。


試験は毎日行われているわけではなく、定期考査として2~3か月に1回実施されるのが普通です。これくらい間が空くと、△の付け方などをどうしても忘れてしまいます。「忘れた!」と毎回のように質問がありましたので、プログラムの起動時にメッセージとして、採点方法を表示することにしました。

特に「△」の入力方法を問われることが多かったです!


この入力方法の案内は、画面右下の「終了」ボタンのとなりにある「入力方法のご案内」ボタンをクリックすれば、いつでも再表示できます。

入力方法はいつでも確認できます。

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(3)スキャンした答案の画像を準備

答案の画像は必ず「解像度200dpi程度」でスキャンし、「Jpeg画像として保存」してください。

重要 白黒の二値化画像としてスキャンしないでください。

なお、答案をスキャンする際は、次のことにご注意ください。

・答案が出席番号順に並んでいることを必ず確認してください。
・答案の向きは問いませんが、上下が揃っていることを必ず確認してください。
・試験を欠席した生徒がいる場合は、そこに未使用の解答用紙を挿入しておきます。
・消しゴムの屑等はよく払い落としておきます。
・一度に採点できる枚数は100枚を想定しています。
・答案に折り目がある場合は、なるべく平らになるよう折り戻しておきます。

スキャンした答案の画像は、科目名とクラス・講座名がわかるよう適切な名前をつけたフォルダ内に保存し、このフォルダをAC_Reader.exeがあるフォルダの「ScanData」フォルダにコピーしてください。

重要 スキャンした画像は、必ず「ScanData」フォルダ内にフォルダを作成し、保存してください。

重要 ScanDataフォルダ内のフォルダに階層構造を作らないでください。

よい例:

ScanData¥数学Ⅰ_1A

わるい例:

ScanData¥1年¥数学Ⅰ_1A

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(4)採点用画像の準備

上記の手順で、スキャンした答案のJpeg画像を所定の場所に準備したものとして説明します。

プログラムの画面右上にある「画像変換」ボタンをクリックします。

重要 採点用画像には、必ずこの画像変換プログラムが生成したJpeg画像を使ってください。それ以外の方法で作成した画像は使用できません!


次のWindowが開きます。「選択」をクリックしてください。

ScanDataフォルダ内に用意した「答案画像を入れたフォルダ」をクリックして選択します。
練習では予め用意されているSampleフォルダを選択してください。

重要 選択するのは「フォルダ」で、「ファイル」ではありません。

採点したい答案画像のあるフォルダをクリックすればOKです。
(ダブルクリックして開ける必要はありません)

サムネイル表示を見て、画像の回転の有無・回転方向を指定します。Sampleの画像で練習する場合は「なし」を指定してください。

次に画像のリサイズの有無を指定します。複合機のスキャナーを使用し、解像度200dpiでスキャンした画像の場合、80%程度に縮小すると採点しやすいと思います。答案画像をプレビューして縮小率を確認しながら作業することができます。

画像のリサイズ設定を行ったら、次に採点用画像の保存先を指定します。「参照」ボタンをクリックしてください。画像の保存先を選択するWindowが表示されます。

採点用画像の保存先は、ScanDataフォルダ内ではなく、「ProcData」フォルダです。

Procはprocessed(処理済み)の略です。

重要 ProcDataフォルダ以外の場所は、作業フォルダに出来ません!

画像の変換元として選んだScanDataフォルダ内のフォルダと同じ名前のフォルダを、プログラムはProcDataフォルダ内に自動的に作成します。ここでは、この自動的に作成されたSampleフォルダをクリックして選択し、OKをクリックしてください。

フォルダは自動的に作成されたものを選びます。

「変換実行」ボタンをクリックすると採点用にリサイズされた画像が上で指定したフォルダ内に作成されます。この処理はGDI+で書きましたので、それなりに高速だと思いますが、答案の枚数が多く、回転を伴う場合は少し時間がかかります。処理が完了するまでしばらくお待ちください。

この処理では用途の異なる2種類の画像を作成します。一つは採点マークのない各解答欄画像の読み取り元として利用する画像、もう一つは採点マークその他必要事項を上書きした返却用答案画像として利用する画像です。このようにすることで、何度でも採点のやり直しができる仕組みを実現しています。

注意していただきたいのは(めったにないことですが)、採点結果を答案画像に書き戻している最中に何らかの原因でプログラムが落ちた(クラッシュ/フリーズ)場合です。プログラムは採点結果を数値データとしてCSVファイルに書き込むと同時に、採点マークを付けて返却用答案画像にも書き込みます。CSVファイルへのデータの書き込みは一瞬ですが、返却用答案画像への書き込みには少し時間がかかります。したがって、この書き込み処理の最中にプログラムが落ちると、確かに採点した(採点データを保存したCSVファイルが存在する)のに、採点結果が正しく書き込まれていない答案画像が出来てしまうといった現象が起こります(過去1回だけ、この現象を確認しました)。このような場合には、それを発見した時点で採点済みのデータを読み込んで、再度(画像への)「書き込み」処理を実行すれば不具合を解消できます。

変換が終了すると、そのことを知らせるメッセージが表示されます。メッセージのOKをクリックすると注意のメッセージが表示されます。この注意のメッセージを確認した後、「終了」ボタンをクリックして、画像変換処理を終了してください。

終了をクリックして、この窓を閉じます。

メッセージの「OK」をクリックすると表示されるメッセージです。

画像のリサイズを行った場合は、その際設定した縮小率を試験で使用した解答用紙の残部などに必ずメモしてください。複数クラスで様式の異なる解答用紙を使って試験を行い、それぞれに74%、87%など細かな値を指定した場合は2日も経てばかなりの確率でその値を忘れます。この値を忘れた場合には、採点設定作業をすべてやり直すことになります。十分注意してください。

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(5)解答欄の座標を取得

次に解答欄の座標を取得します。その際、重大な注意事項があります。

重要 実際に試験で使用した解答用紙の画像を使用する

わるい例:
・輪転機で大量に印刷した解答用紙でなく、PCからプリンターに出力した解答用紙を使用

上のわるい例のように、実際に試験で使用した解答用紙とは異なる印刷環境で作成した解答用紙は、解答欄座標の取得には使用しないでください。見た目はほとんど同じでも、ほんのわずかな印刷位置のずれが採点作業のすべてに悪影響を及ぼします。この点には、どうか十分にご注意願います。

最初に開発したバージョンでは、拙作マークシートリーダーと同じように解答用紙に座標原点とするマーカー画像を設け、OpenCVのテンプレートマッチングの機能を利用して、マーカー画像からの距離で解答欄の座標を記録し、解答欄矩形の選択に利用していましたが、解答欄矩形を自動的に認識する方法を学んでからは、マーカー画像を利用し、手動で一つ一つ解答欄矩形を指定するよりも、解答欄矩形を自動認識して採点対象とする矩形の座標データのみを取捨選択して保存した方が、実際の採点に入るまでの準備作業時間を大幅に短縮できることがわかりました。また、輪転機を使用して印刷した解答用紙自体に解答欄の印刷位置のずれはほとんど生じないことも、マーカー画像を利用した解答欄座標の取得から、解答欄矩形を自動認識する方向へ設計を変更する大きな要因となりました。

以上の理由からご理解いただけると思うのですが、この手書き答案採点補助プログラムで使用する解答用紙は「解答欄の印刷位置がすべて揃っているもの」でなければなりません。

前置きが長くなりましたが、その具体的な方法は次の通りです。

最初に画面右上の「採点作業」ボタンをクリックしてください。


以前に使用した採点設定ファイルが見当たらない場合は、次のメッセージが表示されます。

よく読んで、OKをクリックしてください。


以前に使用した採点設定ファイルがある場合は、次のメッセージが表示されます。


使用する採点作業の入力欄に下の例のように入力します。

例:R06_考査①_物理基礎

前の方が見えませんが・・・

重要 採点作業の名称にはクラス名を入れないでください。

同じ採点作業の設定を複数クラスに適用する際、採点作業名に特定のクラスの名称が入っていると、なんとなく違和感を感じませんか?(僕は違和感を感じました)

このプログラムでは、(同一問題で実施した)試験の答案をクラス・講座毎のフォルダに準備して、同じ(一つの)採点設定をそれぞれのクラス・講座に適用して採点します。したがって、採点作業の名称には「クラス名を入れない」ことが望ましいわけです。※ クラス名が入っていても採点作業に使えないわけではありません。

採点作業名を付けたら、入力欄の右側にある「Auto」ボタンをクリックしてください。

ほんとうは「解答欄矩形の自動選択」のような名称にしたかったのですが、スペースが・・・


次のメッセージが表示されます。よく読んでOKをクリックしてください。

AC_Readerとは別に、解答欄矩形を見分けて自動選択するプログラムが起動します。このプログラムもObject Pascal に埋め込んだ Python Script で Python 用の OpenCV の機能を利用して動作します。

重要 RectangleDetector.exeを直接起動しないでください

重要 矩形検出機能はAC_Readerから呼び出して使ってください

解答欄矩形を認識するプログラムの名称は「Rectangle Detector(長方形検出器)」です。最初に画面左下にある「画像選択」ボタンをクリックしてください。


ここではフォルダではなく、「ファイルを選択」するダイアログボックスが表示されます。どれでもよいのですが、欠席者がいる場合は、解答欄に何も書き込まれていない欠席者分の解答用紙の画像を選択した方が、誤検出は明らかに減ると思います。ファイルを選択したら「開く」ボタンをクリックしてください。

重要 ここではフォルダではなく、ファイルを選択します。

重要 実際の試験で使用した解答用紙の画像で作業します。

練習では、添付したSampleフォルダ内のファイルを選択してください

解答用紙の画像が表示されます。上下のスクロールバーを操作して、図のように解答用紙の解答欄の直線部分とRectangleDetectorの画面枠の二つを見比べやすい位置に画像を上下に動かして、解答用紙が大きく傾いていないことを確認します。

スキャナーによっては、その機材特有の「クセ」のようなものがあり、どれほどきちんと解答用紙をセットしても必ず0.3~0.4°くらい読み取った画像が傾いてしまう場合があります。サービスマンの方に相談したところ、「答案に付着した消しゴムの屑がローラー等に詰まって、読み取り結果に悪影響を及ぼしているのではないか?」との意見をいただき、実際、スキャナーの可動部をきれいに清掃して試したところ、読み取り結果が改善された経験があります。しかし、その後、またすぐにその機材で読み取った画像は同じ方向に傾くようになりましたので、毎回クリーニングする必要があるのかもしれません。ただ、可動部をクリーニングしなくても、ほとんど傾かずに読み取ることもあり、結局、「これは運だ!」と割り切って、プログラム側で傾きがあった場合は修正できるよう、傾き補正の機能を追加しました。

傾き補正の機能を追加する際に気づいたのですが、回転させた画像をさらに回転させると、画像の質が著しく劣化し、これを繰り返すほどに全体がぼやけて、解答の読み取りに支障をきたす恐れがあるように感じました。そこで、画像の初期状態を保存しておき、回転は必ず初期状態のものに対して行うようプログラミングしました。「なぜ、少しずつ連続して回転させることができないのだろう?」と疑問に思われる方もいらっしゃるかもしれませんが、これがその疑問への回答です。

赤線部分を見比べて、画像の回転の要/不要を判断します。


上の画像のような状態であれば、傾きの補正は必要ありません。オプションボタンは「実行」をクリックして選択してください。また、あまりにも小さな矩形は「解答欄ではない」と判断できるよう、矩形の面積閾値を設定してあります。こちらはデフォルト設定700のままでお試しください。

傾きの修正が必要な場合は「試行」を選択し、修正量を確認してください。
修正量を確認後、その値で傾きの補正を「実行」してください。
(「試行」を選択した場合は、最終的なデータの保存ができません)


続けて答案の「横書き・縦書き」を指定します。Sampleは横書き答案ですので、オプションボタンは「横書き」をクリックして選択してください。


ブロックというのは(表現に苦しんだのですが)、「解答欄の集合をブロックとして見分けられるか・どうか」という意味です。下の図のような解答用紙の場合、1ブロックと表現しています。


ちなみに、次のような場合が2ブロックです。ご理解いただけましたでしょうか?


傾きの修正が必要な場合は、次のGUIで操作してください。「傾き修正」に✅を入れて、▲は修正値を増やす(回転方向は時計回り)、▼は修正値を減らす(回転方向は反時計回り)、「適用」は回転の実行、「やり直し」は画像を初期状態に戻します。


解答欄を取得する準備が整ったら、「解答欄取得」ボタンをクリックしてください。


誠に心苦しいのですが、PCによっては初回実行時、Python Engineの初期化に異常に時間がかかることがあります(職場のPCでは4分程度)。自分のPC(Panasonic製 Let’s note CF-QV)では数秒で終了する処理がなんでPCによってはとんでもない時間を要する処理になるのか? その理由は未だにわかりません。

とにかく、マウスカーソルが砂時計?表示になっていればプログラムは正常に機能していると思われますので、5分程度お待ちください。いったんPython Engineの初期化に成功すれば、プログラムを終了しない限り、2回目以降の実行は何の問題もなく、ほんの数秒で解答欄座標の取得が完了するはずです。

参考 横書き答案の場合、解答欄矩形の座標はx軸方向については左から右へ、Y軸方向については上から下へという順番で読み取ります。

参考 縦書き答案の場合、解答欄矩形の座標はx軸方向については右から左へ、Y軸方向については上から下へという順番で読み取ります。

ただし、解答用紙の画像が右肩上がりに傾いていた場合、Y軸(上下)方向の座標の上下関係から、より値の小さな(座標原点0,0は解答用紙画像の左上であるため)上の方をプログラムは先に読み取ってしまいます。そのため、横書き答案であっても解答欄矩形の読み取り順が右から左になる現象が発生します。こうなると解答欄矩形の座標の選択作業が著しく煩雑になってしまいます(解答欄矩形の座標自体は読み取れていますから作業ができないわけではありません)。これを防止するために、最初に答案画像の全てに対し、傾きの修正を行う必要があります。

解答欄座標の取得が完了すると、次の図にあるように解答用紙上に赤い矩形が描画されます。小さくてわかりづらいかもしれませんが、画面右上の解答欄座標の値が表示されている部分で、カーソルがある(カーソルが点滅している位置の)解答欄座標が赤の矩形で示されています。ここから必要な座標と、いらない座標を取捨選択する作業を行ってください。


上の図で示されている矩形(座標)は採点には不要です。このまま無視して次へ進んでも構いませんし、面倒でなければ不要な座標は削除することもできます。


「編集」ボタンをクリックすると、キャプションが「編集中」に変わり、カーソル位置の座標が選択された状態になります。DELキーを押し下げして、不要な座標を削除します。

次の図は(削除作業を行わずに)上の図の状態から↓矢印キーを1回押し下げして、カーソルを2行目に移動させた状態を表しています。不要な解答欄座標の削除作業を行った場合は、自動的にこの状態になります(1行目にあった不要な座標は当然消えています)。

カーソルを下の行へ移動させて、解答欄矩形のみを選択(移動)して行きます。


2行目の座標が示す矩形はまさに解答欄ですから、これは必要な座標ということになります。このような座標は「移動」ボタンをクリックして、必要な座標ばかり集めたメモの方へ移動させます。次の図は2行目の座標を移動させた直後の状態です。

必要な解答欄座標のみを選択します。

下向きの矢印キーを押す。必要な座標であれば「移動」ボタンで下のメモに移動する。この作業を繰り返して採点する順番になるよう、解答欄の座標をすべて取得します。次の図は一通り、解答欄の座標を取得した状態です。


続いて正しく解答欄座標が取得できていることを確認します。上の図の移動済み解答欄座標が表示されているメモ(赤枠内)の先頭の座標データをクリックしてください。メモは必要であれば上にスクロールしてください。メモの先頭の座標データをクリックしたら、答案の画像も上にスクロールしてください。画面は、次の図のようになります。

メモ内のフォーカスがある座標データに該当する矩形が赤枠で示されています。


このまま、下向きの矢印キーを次々に押し下げして、赤枠で示される解答欄矩形が必要数あるか・どうか、及び、採点順に並んでいるか・どうかを確認して行きます。

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【座標データを追加したい場合は?】

様々な事情から、座標データを後から追加・変更したい場合もあるかと思います。例えば、次の図のように青枠で囲った解答欄AとBを抱き合わせて採点(両方正解で〇等)したい場合です。

青枠部分を抱き合わせて採点したい場合も当然あるかと思います。


このような場合は、該当の座標データの「末尾」にフォーカスした状態で(=座標データの末尾にカーソルを置いて)、「移動」ボタンの隣にある「追加」ボタンをクリックし、さらにEnterキーを1回押し下げして改行します。次の図は、その状態を示します。

「追加」ボタンのキャプションは「追加中」に変わります。


次に、画面の真ん中よりやや右にある追加ボタンをクリックします。


答案画像の上に赤枠の矩形が表示されます。この矩形を新しく解答欄座標を取得したい解答欄に重なるように移動・変形してください。矩形を移動させたい時は、矩形の上の横線中央よりやや右の位置をポイント(マウスのカーソルを載せる)すると、マウスカーソルが上下左右の白い矢印に変わり、ドラッグアンドドロップできる状態になります。

任意の座標を取得可能です。


抱き合わせて採点したい解答欄を矩形で囲んだら(下の図のような状態)、キャプションが「取得」に変わったボタンをクリックします。すると、ボタンの右側に、現在表示されている矩形の座標が表示されます。同時に、この矩形データはクリップボードにも送信されています。


続けて、右側のメモ内の先ほど改行して空行になっている箇所をクリックしてCtrlキーを押しながらVキーを押す(右クリックして表示されるサブメニューから「貼り付け」を選択)等して、取得した座標データを付け加えます。正しくメモに追加できたら、メモの上の「追加中」ボタンをクリックして、キャプションを「追加」に戻します。

上下の矢印キーを押して、解答欄Aの座標を探し、「追加」ボタンをクリックして、メモを編集可能な状態に変更、データを削除します。削除後、編集が終了したことをPCに伝えるため、「追加中」ボタンをクリックして「追加」に切り替えます。

解答欄Bの座標も、解答欄Aと同様に作業してメモから消去します。

注意 「追加中」状態で作業しないとエラーが発生します!

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【字数制限のある解答欄座標の簡単な取得方法は?】

例えば、次のような多数の細かい枠で構成された字数制限のある解答欄がある場合、このまま矩形座標の自動取得処理を実行すると一つ一つのマス目の座標をもれなく取得・表示してしまいます。

解答欄を構成する枠がすべて実線の場合、解答欄座標の取得が煩雑になります。


このような場合は、解答欄を作成する段階で、外枠のみ実線で描き、内部の枠はすべて「点線」で描くようにします。点線は、色が薄く、間隔の狭い、細い点線でなく、次の図に示すように、色が濃く、間隔が広い、太い点線を使用してください。

解答欄内部の枠を「点線」で描くとプログラムは外側の枠のみを解答欄座標として認識します。


実は、最初の段階からこの「字数制限のある解答欄の認識処理をどうするか?」という問題は大変気になっていたのですが、親しい国語の教員が作成した解答用紙をスキャンして、解答欄の座標を自動取得する作業のお手伝いを行った際、解答用紙の点線部分をプログラムが認識しないことを偶然発見し、大喜びしたというのが本当です。最初から、僕に、そのような知識があったわけではありません。

偶然とは言え、僕の不出来なプログラムの動作を信じて、それでも使いたいと言ってくれた彼女に、心から、ほんとうに、こころから、「ありがとう」です。巡り合ってから、もう、30年になりますが、Sさん、ほんとうに、ありがとう! あなたがいてくれて、ほんとうに、よかった!!

ただし、これは「諸刃の剣」で、何らかの原因で解答欄の枠線の一部が途切れていると、プログラムは正直にその部分は「矩形ではない」と判断して、座標データの取得対象から除外します。ですので、解答用紙を印刷する際は、解答欄が完全に実線で囲まれているか・どうかを、よく確認してから印刷する必要があります。

解答欄の枠線の一部が途切れていると座標を取得できません!

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【機械が認識しやすい解答欄】

解答欄を構成する矩形は必要最小限度に留めるのが、解答欄座標を自動認識・取得する作業を効率よく進めるための何よりのポイントです。

解答欄を構成する矩形は必要最小限にしてください。

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【生徒の番号・氏名も解答横に表示して採点したい】

重要 横書き答案の採点時のみに利用できる機能です。

こちらは同僚からの要望があって付け加えた機能です。解答用紙の氏名欄の画像を取得して、採点時に該当生徒の解答欄の横(位置の指定も可能)に、試験を受けた生徒の出席番号や氏名を表示できます。「追加」ボタンをクリックして赤枠の矩形を描画・適切な位置へ移動後、解答欄矩形としての「取得」の代わりに、「氏名欄取得」のボタンをクリックして、次の図に示すようなかたちで解答用紙の氏名欄の座標を取得してください。ただし、指定する矩形の高さは、解答用紙の解答欄の高さの最小値を超えないよう、十分注意してください。

重要 「解答欄の高さの最小値を超えない高さ」で範囲指定してください。

座標が空欄でなければ、氏名情報ありとして保存されます。


最後に、取得した解答欄の座標を保存して作業は終了です。画面右にある「保存」ボタンをクリックしてください。


次の確認メッセージが表示されます。

「はい」をクリックして、解答欄座標を保存します。


採点作業名として設定した名称で、イニシャライズファイルが作成されています。この採点作業名をクリックするとダイアログの下のファイル名が採点作業の名称に変化します。この状態で「保存」ボタンをクリックしてください。

採点作業名を設定した際にiniファイルも作成されています。
解答用紙の種類に合致するファイルをクリックして選択・上書き保存します。


次のメッセージが表示されます。「はい」をクリックしてください。

既存のiniファイルに上書きします。


解答欄の数によっては、少し(数秒程度)時間が必要です。保存作業が完了すると次のメッセージが表示されます。このメッセージが表示されるまで、何もしないでそのままお待ちください。


画面右下隅にある「閉じる」ボタンをクリックしてプログラムを終了します。解答欄矩形の座標の候補を表示する上のメモにデータがある場合は、「閉じる」をクリックすると、次の確認メッセージが表示されます。「はい」をクリックしてプログラムを終了させてください。


以上で、解答欄の座標の取得作業は完了です。

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(6)採点

解答欄座標取得後、すぐに採点を実施する場合は、タスクバーにAC_Readerが眠っていますので、クリックして起こしてください。そうでない場合は、AC_Readerを起動してください。

解答欄矩形取得直後、AC_Readerはタスクバーに眠っています。
タスクバーにある上のアイコンをクリックしてください。
AC_Readerが目覚めます!


画面の右上にある「採点作業」ボタンをクリックしてください。


次のメッセージが表示されます。既存の採点設定を利用して採点しますので「はい」をクリックしてください。


バルーン型のヒントが表示されます。V マークをクリックして表示される選択肢から採点設定ファイルを選んでください。


採点設定ファイルを選んだ直後の状態です。


画面中央には、次のメッセージが表示されます。OKをクリックするとフォルダの選択ダイアログが表示されます。


採点したいクラスのフォルダを選択してOKをクリックしてください。

採点したいクラスのフォルダを選択して、OKをクリックします。


採点結果を記録したCSVファイル(場所はユーザーに提示しません)がない場合には、次のメッセージが表示されます。


画面は次のようになります。

個人識別情報が保存されているので、番号や氏名も表示されています。


画面上方、中央よりやや右に、どこにもドッキングしないフローティング状態の必要最小限の採点機能をまとめたパネルがあります。このパネルのタイトルバーの部分を左クリックしてドラッグ&ドロップすると任意の位置へ移動できます。採点しやすい位置へ移動してお使いください。

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【全員正解を入力】

解答をざっと見て、過半数が正解であるような場合は、全員に正解を入力し、後から不正解の解答のみチェックして、採点を × に変更します。

この設問の得点は2点として、全員に2点を入力します。


ComboBoxの選択肢に「2」を指定して、「入力」ボタンを

採点記号の位置や大きさは「設定」から変更できます。


設定画面から、採点記号の表示位置や大きさなど、各種設定を変更・保存できます。

何も変更せず、デフォルト設定のまま、みなさんお使いのようです。

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【全員不正解を入力】

フローティングパネルの得点欄に0を設定して、入力をクリックすれば、全員不正解となります。

0(ゼロ)は〇(まる)と見間違える可能性があるため、
デフォルト設定では、不正解の場合、得点0を表示しません。

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【個別に採点】

重要 左手で入力作業、右手は選択作業(クリックに専念)

・正解 〇 を入力

まず、個別に採点する際の正解入力は、次のように行います。

解答欄の中心付近をクリックして、得点に相当する数字キーを押します。


解答欄に採点記号〇と得点が描画されます。

・不正解 × を入力

不正解を入力する場合は、次のように操作してください。

× は「Batsu」だから「B」キーに割り当てました。


もちろん、数字キーの0(ゼロ)でも × を入力できます。ただ、0はちょっと位置が遠い・・・

・部分点あり △ を入力

部分点ありの場合は、採点記号△と部分点を入力します。方法は、次の通りです。

「部分点あり」のフラグは「-」記号の有無です。
プログラムは負の数の入力を部分点ありと判定しています。
(合計点は絶対値で計算するので、問題ありません)
部分点ありの場合、採点記号△と得点を表示

重要 最後に「書込」を忘れずにクリックします。

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【次の設問を採点】

右向きの三角マークをクリックすると、次の設問の解答欄が表示されます。

上で解説した手順で、採点を行います。

右側の操作パネルからも同じ操作を実行することができます。

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【定型文を入力】

記述式の設問等で「ここまで何点」のような定型文を記録しておいて適宜入力できます。

「設定」をクリックして、「入力定型文の編集」にチェックを入れます。


画面左上に次の表示が出ますので、内容を編集します。「記録」ボタンをクリックすると編集内容が保存されます。保存後、「入力定型文の編集」のチェックを外し、編集欄を非表示にします。


定型文を入力したい設問の解答欄を採点します。採点後、定型文を入力したい箇所の左上隅あたりにマウスのカーソルを持ってきて右クリックします。表示されるサブメニューから「定型文入力」を選択(クリック)してください。

重要 採点しないと定型文入力はできません!

「定型文入力」をクリックします。


編集済みの定型文が指定位置に入力されます。

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【入力した定型文の削除・消去方法】

入力済みの定型文を削除・消去するには、まず、定型文を削除・消去したい解答欄の真ん中付近をクリックします。次に、右側のGridコントロールの青く反転表示された数値を消去して、Enterキーを押してください。

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(7)採点状況の確認

現在の採点状況を、解答用紙全体の画像を表示して確認することができます。次のように操作してください。

画面右側の中ほどにある「返却答案を表示」をクリックします。画面は現在選択されている生徒の解答用紙が表示されます。画面をスクロールして、採点状況を確認してください。


移動のボタンで、別の生徒の答案も確認することができます。

左のボタンで「一枚前へ」、右のボタンで「次へ」移動します。

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(8)返却用答案の印刷

採点が終了したら、返却用の答案を印刷します。まず、画面右下のプリンタの選択肢から、出力先のプリンタを選択します。次に「合計の印刷」の有無を指定します。「有」を選択した場合は、次の案内が表示されます。


印刷は採点終了後、最後に実行するので、採点と印刷の処理をお互いに行ったり来たりすることは「ない」と判断し、印刷実行後はプログラムの終了のみ可能となっています。

「いいえ」をクリックした場合は、採点処理が継続されます。「はい」をクリックした場合は、次の案内が表示されます。

出力するプリンタの確認です。


「はい」を選択すると、次に合計点の印刷処理の案内が表示されます。


フォントサイズは、40~50程度が適切な場合が多いように思います。半角の数字で入力してOKをクリックしてください。


OKをクリックすると、次の案内が表示されます。


OKをクリックして、合計点印刷位置を指定します。


クリックした瞬間に自動計算された合計点が指定位置に表示され、次のメッセージが表示されます。


よろしければ「はい」を、位置の指定をやり直す場合は「いいえ」をクリックします。「いいえ」をクリックした場合は、再度、合計点を印刷する位置の指定をやり直してください。その際、前回に指定した位置にゴーストというか、残像のようなものが残りますが、実際の印刷時にはゴースト・残像は印刷されません。

「はい」をクリックした場合は、次のメッセージが表示されます。


画面右下の「印刷」ボタンをクリックしてください。

バルーンヒントが案内します。


「印刷」をクリックすると、次のメッセージが表示されます。


OKをクリックすると、プリンタの設定画面が表示されます。この画面はお使いのプリンタにより異なりますが、重要なチェックポイントは次の3点です。

重要 印刷する用紙がA4版であることを確認する

重要 印刷用紙の縦・横指定を答案に合わせて指定する

重要 両面印刷は必ずOFFに設定する

設定画面を閉じると、次のメッセージが表示されます。


「はい」をクリックした場合は、全員分の返却用答案がプリンタへ出力され、次のメッセージが表示されます。


「いいえ」をクリックした場合は、次のインプットボックスが表示されます。

答案の通し番号を入力してOKをクリックしてください。
採点対象がクラスであれば、出席番号となります。


OKをクリックするとプリンタへ印刷データを送信後、次のメッセージが表示されます。


「はい」をクリックすると、再びインプットボックスが表示され、引き続き単票の印刷処理が継続して行われます。「いいえ」をクリックした場合は印刷処理を終了します。画面右下の「終了」ボタンをクリックして、プログラムを終了してください。その際、次の案内が表示されます。

「はい」をクリックすると、プログラムが終了します。

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(9)成績一覧表の作成・印刷

画面右にある「成績一覧表を作成」の「Excelを使わずに作成します!」をクリックします。


画面は成績一覧表作成モードになります。クラス単位の採点である場合は、学年・クラスを指定(選択)します。

重要 予めsNameフォルダに生徒氏名データを用意しておきます。

重要 講座単位の処理の場合も、講座名等で氏名データを準備しておきます。

重要 氏名データの並び順は、答案の並び順と一致させてください。

クラスを指定する場合は、直接入力してください。


講座を指定する場合は、学年・組は「空欄」のまま、「観点区分入力」に進んでください。

設問毎に「知識・技能」は1、「思考・判断・表現」は2を入力します。


観点別評価の区分を入力後、「保存」をクリックしてください。

保存後、「採点結果表示」をクリックして、採点結果の一覧を表示します。

氏名データは架空のもので、得点はダミーデータです。


学年・組を「空欄」で処理していた場合は、ここで「講座等」の名票を選択します。

氏名データは架空のもので、得点はダミーデータです。


次に、合計点が0の生徒について、欠席者であるか(平均点の計算から除きます)・真に0点であるのかを指定する処理を行います。「欠席者を除外」をチェックしてください。


合計点が0の生徒がいる場合は、次のメッセージが表示されます。

試験を欠席していた場合は「はい」を、0点であった場合は「いいえ」をクリックします。
(ここでは「はい」で処理します)


「再計算」ボタンをクリックして、平均点他の再計算を実行します。


プレビューをチェックして、印刷プレビューを表示します。


プレビューをチェックすると、印刷プレビューとともに、次のメッセージが表示されます。

印刷プレビュー画面(氏名データは架空のもので、得点はダミーデータです)


表示されるメッセージ。


プレビューのチェックを外すと、次のバルーンヒントが印刷ボタンを案内します。


「印刷」ボタンをクリックすると、印刷設定のダイアログが表示されます(ダイアログはプリンタにより異なります)。成績一覧表はデフォルトで「A4・縦置き」印刷に設定されます(この設定を変更することはできません)。


OKをクリックすると、印刷データがプリンタへ送信されます。送信が完了すると、次のメッセージが表示されます。


なお、これとは別に、このプログラム用に作成したExcel Book(添付したマクロ有効テンプレートのコピー)へ採点結果を出力し、成績一覧表及び個人成績票を作成する機能もこのプログラムにはありますが、これに関する説明はまた後日、このblogに掲載できたら・・・とも、考えています。が、ほとんど!!どなたにもお読みいただけないであろうMy blogですので、もしかしたらそれは、はるか未来の話になるかもしれません。

ただ、PCの操作及びExcel Bookの扱いに慣れた方なら、このプログラムに添付したマニュアル(以前のバージョンのものなので画面や内容が現行バージョンと若干異なります)と、マクロ有効のExcel Bookの式とマクロをご覧いただければ、操作方法並びに機能の概要はおわかりいただけるのではないかと考えます。

このExcel Bookに対する出力機能は、(ここに掲載した)成績一覧表を独自に作成する機能をこのプログラムに追加する以前に作成し、実際の試験の採点で何回も活用済みのものですが、こちらも動作保証等は一切ありません。もし、お使いになる場合は自己責任でお願いいたします。

以上で、成績一覧表の印刷は終了です。

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2.まとめ

今回、掲載した手書き答案採点補助プログラム(新教育課程観点別評価「知識・技能」及び「思考・判断・表現」の評価に対応)の概要は以下の通りです。

【出来ること】

(1)スキャナーで読み取った答案画像から設問ごとに解答欄を抽出して一括採点。
   ※ 答案画像からの解答欄座標の取得は矩形認識プログラムで(半)自動実行。
(2)解答欄画像の隣に受験者氏名等を表示(予め氏名欄等の読み取り設定が必要です)。
(3)記述式の解答に対する定型文コメントの入力。
(4)採点結果を出力した返却用答案画像の作成と印刷(A4版限定・縦横指定は可能)。
   ※ 得点合計を自動計算、返却用答案の指定位置に印刷可。
   ※ B4やA3の答案画像は、A4サイズに縮小して印刷します。
(5)表計算ソフトを使わずに、成績一覧表(教科担任用)を作成。
(6)成績一覧表データをCSVファイルに出力(観点別評価のうち、2観点の評価に対応)。
(7)拙作マークシートリーダーを利用した試験との併用も可。
   ※ マークシートの読み取りプログラム一式も同梱しています。
(8)PDF化した答案画像をJpeg画像化して採点(添付のPdf2Jpg.exeを使用)。

【出来ないこと】

機械学習による手書き文字の認識にも過去にチャレンジ(〇・× 及びカタカナのアイウエオを判定)したことがあるのですが、どう頑張っても認識率が100%にならない(控えめな表現で9割程度は正しく認識するのですが、解答欄からはみ出した文字や、それは「ア」でなく「つ」と「ノ」でしょ!みたいな文字を構成する部品が極端に離れている字?や、大きく傾いた文字は正しく認識できない)ので、残念ですが、この機能は搭載を見送りました。

〇×記号やカタカナ一文字の認識結果を目視でイチイチ確認するのはどう考えても二度手間です。現時点では、ヒトが行った採点結果を機械にチェックさせる方向で活用した方がいいかもしれません。学習モデルの作成については、Pythonを利用した事例がWeb上に読み切れないほど存在しますが、(僕が実験した範囲では)それらよりMicrosoftのLobeで作成した学習モデルの方が高い認識率を示しました。このことについては当blogの過去記事でその例を幾つか紹介しています。ここで紹介した採点補助プログラムには搭載を見送った自動採点機能ですが、僕の実験結果が何かの参考になれば幸いです。

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3.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。記載した内容及びダウンロードしたプログラムを利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

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GetPrinterを使用することは推奨されていません

Delphiで印刷のプログラムを書いていて、動作確認のため実行(F9)する際、次の警告メッセージが表示されることに気がついた。

[dcc32 警告] UnitXXX.pas(1858): W1000 シンボル ‘GetPrinter’ を使用することは推奨されていません

以前は「印刷して終了」というパターンでプログラムを作成することが多かったが、いつの間にか、紙への印刷ではなく、「ファイルへデータを出力して終わり」というパターンが普通になった。だから、印刷を実行するプログラムはこの数年間書いた記憶がない。

(印刷関連のプログラムも進化してたんだ・・・)

では、GetPrinterのかわりに何を使えばいいのか、現在、推奨されている方法を調べたが、GetPrinterにかわって推奨されている「はず」の手続き名がわからない。

さんざん悩んだ末、ようやくGetPrinterの引数の型の問題であることに気づく。もしかしたら、同じ問題で悩んでいる人がいるかもしれない・・・。ふと、そんな気がして。

【もくじ】

1.推奨されている「はず」の手続き名は?
2.GetPrinterが2つある・・・
3.まとめ
4.お願いとお断り

1.推奨されている「はず」の手続き名は?

「Delphi シンボル’GetPrinter’を使用することは推奨されていません」をキーワードに検索してみても、現在推奨されているはずの手続き名を知る手がかりになりそうな情報が表示されない。

この段階で、なんとなく前途に暗雲が漂うのを感じ、気分が重くなる。

(この警告の意味は「互換性のために残されている機能を使っている」ってことだと以前どこかで読んだ気がする。推奨されないってことはそれに代わる方法が必ずあるはずなんだけど・・・)

どうしても代替方法を見つけたい気持ちはもちろんある。その反面・・・

(推奨されないだけで、まだ使えるから、とりあえず、このままでいいかぁ・・・)

そう思ってしまうのも、また本当。

Copilotさんに訊ねても、納得できる回答は得られない。

(なんでかな?)

ただ時間だけが静かに流れて行く・・・

2.GetPrinterが2つある・・・

問題解決の手掛かりは思わぬところにあった。それがコレ!

GetPrinterが2つある!


検索しても代替手段の情報が出てこない。ならば(直接入力で)片っ端から探せばいいと考え、既存のGetPrinter手続きをコメントアウトして改行。Printer.getと入力してみると、あろうことか、GetPrinterが2つ表示される。

よく見ると引数の型がPCharとstringで異なっている。

(コレかー!)

おそらく、上の引数がPChar型なのが「推奨されないGetPrinter手続き」で、下の引数がstring型なのが(誰も教えてくれなかったけど、おそらく)「推奨されるGetPrinter手続き」なんだろー。

そんなことを思いながら、変数の宣言に戻って、次のように引数の型を変更。

var  
  //プリンタ設定
  //Device: array [0..127] of Char;
  //Driver: array [0..127] of Char;
  //Port: array [0..127] of Char;
  Device: string;
  Driver: string;
  Port: string;
  DeviceMode: THandle;
  pDevMode: ^TDevMode;

「プロジェクト」⇨「XXXの構文チェック」を実行し、警告のメッセージが消えたことを確認。同時に何か既視感のようなものが・・・

(そう言えば下にSetPrinter手続きもあったはず・・・)

そう思って、そちらを確認すると・・・やはり、

こちらも2つあった!


2つあるのはいっしょでも、よく見ると違いはあって、GetPrinter手続きの方は引数の前にvarキーワードがついてる「参照渡し」だが、SetPrinter手続きの方はそれがない「値渡し」になってる・・・

それに、変数の型を次のように宣言してあっても・・・

var  
  //プリンタ設定
  Device: array [0..127] of Char;
  Driver: array [0..127] of Char;
  Port: array [0..127] of Char;
こちらの引数の型はstring型でもエラーにならない・・・


(なんでかなー?)

MessageBox関数の引数でも同じことを感じたことがあったような・・・。PChar型の変数をstring型の変数に代入する際には、Delphiの場合、自動的に変換されるって理解であってるのかな?

摩訶不思議。

3.まとめ

GetPrinter手続き、SetPrinter手続きは同名の手続きがそれぞれ2つずつ存在し、引数の型がPChar/stringという違いがある。

引数の型がPChar型のGetPrinter手続きを使うと「シンボル ‘GetPrinter’ を使用することは推奨されていません」という警告のメッセージが表示される。

警告のメッセージを消すには、引数の型がstring型のGetPrinter手続きを使用する。

(これでいいのかなー?)

4.お願いとお断り

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PDFを画像化したい!

PDF文書ファイルをページごとに画像化したくて様々な方法を探し(AND 試し)ましたが、なかなか「コレだ!」と思える方法が見つからず、ほぼ1日を費やして(ダメか・・・)とあきらめかけた、まさにその時、やっと出会えたのが Swanman (id:tales)さんの Blog の次の記事でした。

外部ライブラリ無しでPDFを描画する。

https://lyna.hateblo.jp/entry/20160625/1466783114

「それならWeb上の変換サービスを使えば・・・」というご意見はもっともですが、利用目的が「スキャナーでPDFファイル化した個人情報を含むデータの画像化処理」で、それなりに枚数もあるし・・・どこかのサーバーにアップして・・・というのは絶対に避けたいところです。

Swanman (id:tales)さんのBlogの記事を頼りに、何とか目的を実現することができました。これは、その際行ったことの備忘録です。

【もくじ】

1.FireMonkeyならPDFiumがある
2.WinRT
3.まとめ
4.お願いとお断り

1.FireMonkeyならPDFiumがある

最近、何かを調べる時はCopilotさんにお伺いをたてることが多いです。そこで、今回も早速きいてみました。

自分:
DelphiでPDFを画像化したいときはどうしたらいいですか

するとPDFiumというライブラリがあるとCopilotさんが教えてくれました。ただ、紹介されたのは「PDFium Component Suite for FireMonkey」だったので、どちらかというとWindows専用にVCLコンポーネントを使ってプログラムを書きたい自分的には(FireMonkeyはちょっと・・・)という感じだったのですが・・・、「溺れる者は藁をもつかむ」と、まさにそんな気持ちでありましたから・・・記事に目を通してみることに。

Copilot さんが教えてくれた FireMonkey 用の PDFium の紹介ページはこちら

PDFium – Delphi/C++Builder FireMonkeyアプリケーション向けPDFエンジン

https://blogs.embarcadero.com/ja/pdfium-pdf-engine-for-your-delphi-c-builder-firemonkey-applications-ja/

そこで紹介されていたコードの一部(抜粋して引用)。

  Bitmap := FPdf.RenderPage(0, 0,
    Round(PointsToPixels(FPdf.PageWidth, PixelsPerInch)),
    Round(PointsToPixels(FPdf.PageHeight, PixelsPerInch)));
  try
    Bitmap.SaveToFile(FileName + '_Page' + IntToStr(I) + '.jpg');
  finally
    Bitmap.Free;
  end;

このRenderPageなる手続きが使えれば、目的はカンタンに実現できそう。
それに PDFium はライセンス的にも問題なさそうだし・・・

(VCL版があればなぁ・・・)

ダメ元で探してみるとPDFiumのVCL版を発見。早速、ダウンロード!

ahausladen/PdfiumLib: PDF VCL Control using PDFium

https://github.com/ahausladen/PdfiumLib

大喜びで、使ってみたんだけれど・・・

RenderPageが「なぁーい!」 T_T

なんと、PDFiumのVCL版には RenderPageがありません でした!!

(間違えていたら、ほんとうに、ごめんなさい)

必要なものは全部 uses して、exeと同じフォルダに PDFium.dll も用意したのですが、何か足りないものでもあったのでしょうか?

なら、FireMonkey で書けばいいじゃん!って気持ちにそう簡単にはなれないのが人間です。実は、それなりに頑張ってFireMonkeyでいくつかのプログラムをこれまでに書いてみたのですが、エラーの原因解明に手間取ることが多くて、Windows PCしか使わない自分にとって、無理してまでクロスプラットフォームでプログラムを書くメリットはないように思えてきて・・・やはり、書きなれたVCLの方が自分にはあってる・・・と、どうしても、そう思ってしまい・・・

それに、ここでFireMonkeyにすると、この先もずっとFireMonkeyで書くことに。

現在、書き続けている一連の採点処理用途のプログラムは、すべてVCLで書いてきたこともあり、大変残念ですが PDFium の使用は、ここで断念することに決めました。

2.WinRT

Swanman (id:tales)さんのBlogの記事に紹介されていた Windows Runtime(略称がWinRT)なるものの存在を、これまで僕は知りませんでした。Win32 API なら名前だけは知ってましたが、どうやらそれより新しいAPI であるとのこと。難しいことはわかりませんが、このWinRTでPDFの画像化ができるのであれば、Windowsの機能を使ってそれが実現できるのですから、新規に何かライブラリを追加したりする必要がなく、それこそ理想的です。

ようやく発見したSwanman (id:tales)さんのBlogの記事を読んで、とりあえず、上記の内容だけは確実に理解できました。早速、アップロードされていたユニットとサンプルコードを有難くダウンロードさせていただき、Project2 のサンプルコードを実行(F9)してみました。すると・・・

[dcc32 致命的エラー] PdfDoc.pas(7): F2613 ユニット ‘WinAPI.Foundation.Types’ が見つかりません。


これは困りました。解決方法がまったくわかりません!

(APIだから、もしかしてMicrosoftさんのほうで、ここ数年のうちに何か変更があったのかな・・・)

pas、すなわち必要なユニットはすべてPathの通ったところに置きましたから、これはライブラリ自体が「ない」ということなのかな・・・?

(ない袖は振れないから・・・、ダメもとで外してみようか・・・)

唯一、思いついた解決方法にならない強引な戦法で前進?することに決め、問題の行をコメントアウト。幸い、誰もこのライブラリを参照していなかったようで、「未定義の識別子」エラーは表示されません。これはラッキー!とばかりに、このまま再度、実行(F9)します。

すると・・・、別のユニットでもうひとつ同じエラーが発生。

[dcc32 致命的エラー] WinAPI.Data.Pdf.pas(21): F2613 ユニット ‘Winapi.Foundation.Types’ が見つかりません。


もう、ムチャを承知で無理やり、前進! 前進!!
この行も // コメントアウト。こちらもラッキーなことに「未定義の識別子」エラーは表示されません。これ幸いと、再び、実行(F9)。

このプログラムが動かなくて困るのは僕だけです。他に誰一人、悲しい思いをする人はいません。それだけが唯一の救いです。

結果は・・・

何の問題もなく、
プログラムは無事に動作しました!

開いたPDF文書はページごとにJpeg画像として保存できました☆

PDFファイルの指定ページをJpeg画像として保存できました!


ちなみに Types の他にはどんなメンバーがいるのかと思い、WinAPI.Foundation をコピペして、n の後ろに「 . 」を入力してみると、入力補完機能が表示した選択肢は・・・

Collectionしかありませんでした


もちろん、誰もこのユニットを参照していないことは明らかなので、次のようにしても動作しました。

存在するからusesしてもエラーにはなりません・・・
(usesするとexeの大きさは少しだけ大きくなりました)


(もしかして、必要なユニットがまだ他にあるのかな・・・)

(でも、どこからも参照されていなかったし・・・)

(何で uses されてたんだろー?)


結局、Winapi.Foundation.Types の謎は解けませんでしたが、PDF文書ファイルの各ページをJpeg画像として保存したいという目的は実現することができました。

今回、僕が探した範囲ではDelphiを使ってPDF文書の画像化を実現する方法は、FireMonkeyでPDFiumを使う方法と、このWinRTを使う方法の二つしか見つけられませんでした。したがって、FireMonkeyという選択肢を選ばないのであれば、WinRTを使うこの方法しか、選択肢はありません。

そのような意味で、Swanman (id:tales)さんのBlogの記事にあった情報は大変貴重な情報であると思いました。Swanman (id:tales)さんにこころから感謝しております。ありがとうございました。

3.まとめ

(1)Delphiで、PDF文書の各ページを画像化する方法はある。
(2)FireMonkeyでPDFiumを使用。
(3)WinRTのAPIを使う方法もある(VCLで動作確認/FireMonkeyでの動作は未確認)。

今回の記事を書くにあたって、プログラムの動作確認に使用したPCの環境は次の通りです。

【デバイスの仕様】
プロセッサ 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-1185G7 @ 3.00GHz 3.00 GHz
実装 RAM 32.0 GB (31.7 GB 使用可能)
システムの種類 64 ビット オペレーティング システム

【Windowsの仕様】
エディション Windows 11 Pro
バージョン 23H2
OS ビルド 22631.3296
エクスペリエンス Windows Feature Experience Pack 1000.22687.1000.0

【Delphiのバージョン】
Embarcadero® Delphi 12 バージョン 29.0.50491.5718

4.お願いとお断り

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マークシートの採点結果通知(個票)及び成績一覧表の作成

ただし、表計算ソフトは使わずに。

【ご案内】

※ 記事中の「マークシートリーダー」とは、僕がDelphiで作ったマークシートリーダーのプログラムのことです。その最新バージョンと、この記事で紹介するプログラム一式を同梱したZipファイルをダウンロードできます。

【はじめに】

マークシートを利用する際、マークをミスなく読み取れたら、次に読み取り結果を適切に処理する作業が待っています。読み取り結果をCSVファイルに出力し、表計算ソフトで作業するのが一般的な処理の流れだと思いますが、表計算ソフトに苦手意識を持つ方が多いのも事実です。

そこでアンケート集計用途ではなく、試験の成績処理用途専用という「但し書き付き」ですが、『表計算ソフトを使わない』・『入力作業は必要最小限度に留める』・『作業はほぼクリックするだけでOK!』というコンセプトを決めて、マークシートリーダーで読み取り処理を行ったマークシート方式試験の採点結果通知シート(=生徒さんに返却する答案)と成績一覧表(教科担任用)の作成にチャレンジしました。

完成までに、ほぼひと月を要しましたが、マークシートリーダーへの「後付け」成績処理プログラムが出来ました(僕自身が採点現場で動作検証を行った範囲では、期待通りに動作しました)。

マークシートリーダー(最新版のVersion 1.1.4を同梱)と合わせて、次のダウンロードリンクからプログラム一式をダウンロードできます。

【マークシートリーダー & 生徒向け採点結果通知シート と 教員用成績一覧表作成プログラムのダウンロード】

※ 僕のマークシートリーダーは、1問1答の採点用途のみに対応(複数マークを抱き合わせて採点する等、複雑な採点方法には対応しておりません)。また、今日(2024年5月30日)気がついた!のですが、マークシート画像に採点結果を出力する機能の一部は、選択肢がゼロ始まり(教科情報用)の場合に対応していません。選択肢がゼロ始まりのマークシートに対応したバージョンは後日掲載します(プログラムは完成していますが、GUIを作り直す必要があります)。

【もくじ】

1.ダウンロードしたプログラムとその高速化について
2.マークシート画像に採点結果を出力
3.成績一覧表も作成
4.使い方
5.まとめ
6.お願いとお断り

1.ダウンロードしたプログラムとその高速化について

今回紹介する採点結果通知シート作成用のプログラム『ReportCard.exe』は単体では動作しません。動作には、僕のマークシートリーダーが作成したCSVファイル等が必要です。また、動作に必要なフォルダ配置その他の動作環境も、僕のマークシートリーダー専用に作成したものをそのまま利用していますので、僕のマークシートリーダー(MS_Reader.exe) が「確実に動作する環境」で実行していただく必要があります。

ここでは採点結果通知シート作成用のプログラム『ReportCard.exe』の動作検証が手軽に行えるよう、Python環境を除いたマークシート読み取りプログラム(最新版Version 1.1.4)に『ReportCard.exe』を同梱する形でダウンロード用zipファイルを作成し、(上に)掲載しています。もちろん、過去記事で紹介しているPython環境を組み込めば(・・・と言っても、ダウンロードして解凍したPython39-32フォルダをMS_Reader.exeがあるフォルダにコピペするだけですが)、マーク読み取り部分は、より一層高速に動作します。

Python環境:Python4Delphiを利用して Object Pascal に埋め込んだ Python Script を実行し、Python用の OpenCV でマークシートのマークの有無、マークした番号を読み取ります。(PCによっては)Python Engine の初期化になぜか?すごく時間がかかることもありますが、1回初期化すれば、どのPCでも大変高速に動作します。拙作マークシートリーダーの動作に必要なライブラリをすべてインストールしたプログラム埋め込み用の Embeddable Python 一式が下記リンク先からダウンロード可能です。

この「採点結果通知シート作成」プログラムも、Python環境があれば自動的にそれを利用して動作するように設計してありますが、テストしてみた結果で率直な感想を言うと、やはり初回起動時の(必須)Python Engine の初期化に(PCによりますが)かなり時間がかかる(数分!)ことがあります。

僕のPC:Panasonic製Let’s Note CF-QV ではそのようなことはまったく起きませんが、職場で使っているPCではそれが必ず起こります。

とにかく Python Engine の初期化に「それなりに時間がかかる」PCでこのプログラムを使う場合は、例えPython環境があっても、起動直後に画面左上の「✅P4D」のチェックを外し、Python環境を利用せずにプログラムを実行していただいた方が良いかもしれません。

【過去記事へのリンクです】

2.マークシート画像に採点結果を出力

採点結果通知シートのイメージは、こんな感じ(確認画面として表示する手続きは作成しましたが、画像データとして保存する手続きは「その必要なし」と考え、作成しなかったので、これは確認用画面のハードコピーです)。

シートの左上部分を切り取り
シートの右下部分(得点合計等はここに表示)


・・・ですので処理は、採点結果を画面に表示 → そのまま印刷という流れになります。採点の計算は一瞬で終わり、採点画面はすぐに作成できるから、データは保存しません(そもそも保存しておいて、何回も利用するようなモノではないと思いますから)。

まず最初に考えたのは(当たり前ですが)、マーク読み取り結果と配点をマークシート画像に出力(〇の場合は配点=得点となります)し、得点を観点別評価とともにシートの余白(設問番号付近)に表示することです。

正答ならば採点マークと配点(=得点)を表示
不正解の場合、採点マークと配点を表示


採点マークのサイズと水平方向の表示位置は微調整が可能です(ただし、調整結果を保存する機能はありません)。

採点結果の表示位置は、負の数で左・正の数で右に微調整可能

ここで、配点に加え、不正解の場合は正解も表示したくなりました。ただ、記号フォントに縦長の楕円はなかった?・・・と思うので、フォントは好みに応じて選択できるよう、思いつくままにいろいろ設定。

カタチ的には「θ」が最もマークの形状に近い気がします。


ふと、思い立って数字も選べるように設定。

「Num」を選択すると正解のマークの上に数字を表示します


あと、新教育課程では、観点別評価が導入されているので、観点別評価の「知識・技能」は K1、「思考・判断・表現」は K2 として評価の分類も出力できるように設定。正解マークと合わせて表示すると、こんな感じです・・・。

自分的には、コレがいちばん気に入りました!

正解マークの番号を、マークすべき場所に数字で表示する


得点合計と観点別評価ごとの得点合計は(デフォルト設定)シート右下に表示します。もちろん、フォントの大きさは任意の値を設定でき、表示位置は水平・垂直両方向に微調整が可能ですが、こちらも調整後の座標を保存することはできません。


フォントの大きさや表示位置の微調整は、凝り始めたらキリがなくなりそうで、それが表計算ソフトに代わる高い敷居となる可能性(=危険性)を感じ、デフォルト設定で(この程度でまぁいいか?)とユーザーに判断してもらえるよう設定値を調整しました。

すべて控えめな数値を設定しました!
足りない場合は、ちょっと増やせばOKかな?

3.成績一覧表も作成

これがないと採点結果を記録簿に転記し(ここで間違いが発生する可能性があります)、電卓をパチパチ叩いて平均点等を計算するか、一歩進んで、プログラムが出力したCSVファイルを表計算ソフトで処理して、成績一覧表を作成しなければなりません。

転記したり、電卓を使うのは昭和のスタイルだし、働き方改革の流れにも逆行します。CSVファイルを自由自在に操れる方なら、拙作マークシートリーダーには、マーク読み取り結果をCSVファイルに出力する機能を付けてありますから、そちらをご利用ください・・・ってことでOKかな?・・・なんだけれど、「表計算はちょっと苦手で」という方も少なくありません。

PCを使って何かの処理を行うこと自体が、手作業で行ってきた作業を効率よく自動化することに他なりませんから、・・・ほんとうのことを言えば、マークシートリーダーに付属の一機能として最初から成績一覧表の作成機能を付けたかったのですが・・・マークシートリーダー開発当初は、何よりもまず、確実にマークを読み取れることが最重要課題で、それが可能になった時点で実はもう僕自身が(精神的に)ヘトヘトになっていて、(読み取り結果をCSVファイルに出力できれば、あとは表計算ソフトで・・・)みたいな思い(と強い思い込み)があり・・・

新教育課程で導入された観点別評価も、プログラミングして処理するより、表計算ソフトで処理した方がずっと簡単そうに思えたし・・・

同僚からの要望に応え、マークシートリーダーとは別に作成した「手書き答案の採点プログラム」と、マークシートによる解答を併用した採点に対応する場合でも、表計算ソフトは便利だったし・・・

このような諸々の理由から先延ばしになっていた成績一覧表の作成でしたが、2024年、冬、ここで一念発起して、マーク読み取り後の処理に表計算ソフトを一切使わず、ソフトウェアの機能として必要な帳票を出力できるプログラムを書くことに決め、ダミーデータを使って動作確認をくり返し、不具合箇所を発見するたびに少しずつ手直しして、実際に使ってみてどうかという段階にたどり着いたのが、まさに今です。

ただし、どちらかと言えば「採点結果通知シートの方が主」で、成績一覧表は「読めればイイ」程度の、言わばメモみたいなもの・・・表計算ソフトが苦手な方でも、CSVファイルに出力された採点結果を表計算ソフトで開き、得点データを他のワークシートへコピペする作業は可能で、それさえ出来ればあとは協働作業で現場はなんとか動く・・・という勝手な理由で作りは大いに簡素化。

様々な理由から、氏名は「最初の3文字のみ表示」することにしました。
罫線も、横一線のみ。

(氏名と成績はダミーデータです)

ほんとにナイよりマシ・・・というレベルで完成。T_T

プログラムは技術的な知識不足から(だと思うのですが)、罫線が上手く描画されたり、(同じプログラムなのに)PCによっては罫線が予定位置に描画されなかったり・・・。この罫線が上手く描ける場合と、描けない場合の違いがいまだによくわからないのですが、次のようにして無理やり解決?(しましたが、最終的に問題のあるコードは全面的に書き直しました)

【罫線描画問題解決用GUI の勇姿】

CheckBoxとButtonを一つずつ用意


(1)設定 → システム → ディスプレイ設定変更画面の表示を1クリックで行えるボタンを作成。非常の場合は、これで画面の拡大率を100%に戻してもらう。拡大率100%なら確実に予定の位置に描画されるハズ。

・・・と、思ったのですが、結論から言うとこれはダメでした!!

その後、奮闘努力して問題を解決 → (3)へ

ディスプレイ設定を呼び出すコードは1行でOK!

procedure TForm1.btnDispSettingClick(Sender: TObject);
begin
  //usesにWinapi.ShellAPIが必要
  ShellExecute(0, 'open', 'ms-settings:display', nil, nil, SW_SHOWNORMAL);
end;

(2)CheckBoxを利用して「罫線を描画しない」設定を用意する。チェックOFFだと・・・

ある意味では、究極ともいえる罫線問題解決方法。
(これは、ほとんどムチャですな・・・)


(3)罫線の描画に使っていたコードそのものを新たに書き直し、TImage の Canvas と TPrinter のCanvas それぞれに罫線を描画するようにしたところ、罫線が予期しない位置に描画されてしまう問題は解決できました。最初に書いたコードで、(PCにより)罫線が正しく描画される場合とされない場合がある、その本当の理由は未だにわかりませんが・・・

4.使い方

使ってくださる方がいるとも思えませんが、使い方のマニュアルは以下の通りです。

(1)プログラムを起動

「MS_Reader.exe」と同じフォルダにある「ReportCard.exe」をダブルクリックしてプログラムを起動します。

次のメッセージが表示された場合は、「詳細情報」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックします(プログラムの発行元が不明である場合に、Windows のDefender機能である SmartScreen がこの表示を出すそうです。自分の責任で実行すれば、次回からこのメッセージは表示されなくなります)。

「詳細情報」をクリックします。


すると、次の画面が表示されます。「実行」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックしてプログラムを起動してください。

「実行」をクリックします。

アメリカでは、採点結果を通知する個票のことを、高校段階までは “Report Card” と呼ぶそうです。Python4Delphiを使用していることを考えると、プログラムの名称に漢字を使用することは、極力、避けたいところです(これは、Pathに含まれる全角文字に関連するエラーに、Pythonスクリプトを書いていて、これまでさんざん悩まされた経験から)。

また、当初、アイコンは濃い目にデザインしたのですが、100 が赤だと目に痛い。そう、痛切に感じた経緯があって、通常アリエナイ色の 100点 をモチーフにしたアイコンにしました。Report Card の文字は、ほぼ読めませんが!「枯れ木も山の賑わい」とお考えいただけたら幸いです。

100 という数字さえ読み取れれば、何をするプログラムなのか?
お使いいただけた方には、わかってもらえるんじゃないかと・・・。

(2)「開く」ボタンをクリックして、ProcDataフォルダ内にある採点結果通知シートを作成したいクラス(or 講座)のマークシート画像を保存したフォルダを選択。

Python環境が利用できる場合は、P4Dに自動的にチェックが入ります。
※ Python Engine の初期化に時間がかかるPCでは、起動時にチェックをOFFにしてください。


選択するのは「ファイル」ではなく「フォルダ」です。


(3)採点結果通知シートを新規に作成する(既存の採点作業の設定ファイルがない)場合は、次の表示が出るのでOKをクリックし、設問数を入力して、画面左に表示されるGridコントロールに必要事項を入力します。


設問数を最初に入力します。


次に、作業の「入力」を選択(オプションボタンをクリック)します。


配点は最も多く設定する値をデフォルト配点として指定(入力)します。


正解とするマークの番号を入力します。

最初だけフォーカスを与えるために入力するGridをクリックしてください。


配点を変更する箇所があれば、正解に続けて入力します。
最後に観点別評価の区分を入力します。「知識・技能」は半角数字で 1 を、「思考・判断・表現」は半角数字で 2 を、それぞれ間違えないように入力してください。

m(__)m:「主体的に学習に取り組む態度」の評価は、この採点システムでは行えません。

観点別評価の入力を行っているところ。


全項目の入力が完了したら、入力に間違いがないことを必ず確認してください。もし、誤りがあれば、ここで確実に発見し、訂正しておかないと・・・、後から大変なコトに・・・。

必要事項をすべて入力し、内容を確認したら採点設定を保存します。

「MySettei.csv」が(上で指定した)マークシート画像のあるフォルダに保存されます。


保存が完了すると、次の確認メッセージが表示されます。

(4)採点ボタンをクリックして、採点を実行します。


表示されている画像の座標情報を記録したテンプレートを選択します。
(テンプレートの作成は、マークシートリーダーで実行)

テンプレート名をクリックして、決定ボタンをクリック。


適切な採点オプションを選択します。


「観点含全部」を選択した場合は・・・

採点記号と配点(正解の場合は得点)、観点別評価の区分を設問番号付近に表示
得点合計と観点ごとの得点合計を右下に表示
空欄と不正解の場合は、正解を表示


前述した通り、正解記号は選択肢から選択して指定できます。

Numを指定した場合は、正解マークの番号が表示されます

(5)画像の切り替え

表示している画像の切り替えはボタンクリックで実行できます。

ボタンは左から順に「先頭へ」・「一つ前へ」・「一つ次へ」・「最後へ」

(6)印刷

「印刷」ボタンをクリックして、採点結果通知シートを印刷します。


クリックすると表示されるメッセージに答えて、全員分 or 個別 印刷のいずれかを選択してください。


用紙の縦横指定を間違えないように注意してください。

(7)成績一覧表の作成

最初に「学年」と「クラス」を選択してください。


選択制の授業等、特別な編成(=「講座」と表現)の名票は出席番号順・氏名のみのデータを予めsNameフォルダ内に分かりやすい名前を付けて、CSVファイルで準備してください。

学年・組は空欄のままにして、「講座名票」ボタンをクリック


ファイルの選択ダイアログが表示されるので、予め作成・保存しておいた講座の名票を選んでOKをクリックしてください。採点結果一覧がGridコントロールに表示されます。

得点等はダミーデータです。


続けて、平均点を正しく計算するため、未受験者の処理を行います。「編集」チェックボックスをチェックしてください。


未受験と思われるデータがある場合、次のメッセージが表示されます。

テストを受験しており、採点結果が0点の場合は「いいえ」をクリックしてください。


得点「0」はすべて未受験として処理した場合、採点結果の一覧は次のようになります。

未受験者のデータを空欄に変更。


「再計算」ボタンをクリックして、平均点等を更新します。


続けてプレビューをクリックするよう案内が出ます。
プレビューをクリックして成績一覧表を表示します(設定はA4・縦、50名/枚で、この設定を変更することはできません)。

なお、受験者数が51名以上の場合でも、プレビュー画面には最初の1枚目の成績一覧表が表示されます。また、任意のページをプレビュー画面に表示する機能は、このバージョンにはありません。

印刷されるデータをプレビュー画面で確認してください。


プレビューに問題がなければ、プレビューのチェックをOFFにして(外して)ください。
印刷ボタンがクリックできるようになります。

印刷ボタンをクリックすると、プリンターへデータが送信されます。受験者数が50名を超える場合は、プリンターへのデータ送信後、印刷最終ページが画面に表示されます。

5.まとめ

今回、拙作マークシート・リーダーのCSV出力を利用するかたちで作成したプログラム(新教育課程観点別評価「知識・技能」及び「思考・判断・表現」の評価に対応)の概要は以下の通りです。

(1)表計算ソフトを使わずに、マークシート方式試験の採点結果通知(個票)を作成。
(2)表計算ソフトを使わずに、マークシート方式試験の成績一覧表(教科担任用)を作成。
(3)マークシート方式試験の成績一覧表をCSVファイルに出力。

6.お願いとお断り

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0.1ずつ増減したい!

画像をほんの少しだけ回転させるプログラムを書いた。そこでの角度の指定は、最大でも1°未満を想定(整数値だと大きすぎ)。そこで、回転角度の値を指定するTEditへ、キーボードから直接入力する場合は、0.01刻みでのインプットを可能としたが、TEditとTUpDown等の数量を扱うVCLを組み合わせての入力、つまり、マウスで▲・▼マークをカチカチクリックして値を増減させて入力する場合には、TEditに設定する値は「0.01」刻みでは小さすぎるから、「0.1刻みで増減」させようと思った・・・んだけれど、これが難しかった。

いちばんの問題はコレ(差し引きゼロなら、ゼロと表示すること)
整数値なら、なんでもないことなのに・・・

【訂正】 これが難しかった → これが、(僕には)難しかった。

最初はTEditとTUpDownを組み合わせて、これを実現しようとしたが中々上手く行かず、仕方がないから、TEdit1個とTButton2個を組み合わせて、なんとか当初の目的を実現。その後、当初、気がつきませんでしたが、TEditとTUpDownの組み合わせで、Float値を増減させる方法も見つけました。これはその覚え書きです。

【もくじ】

1.TEditとTUpDownでチャレンジ
2.TEditとTButton2個でチャレンジ
3.増減値が0にならない理由
4.コードを修正
5.0.1ずつ増減
6.まとめ
7.お願いとお断り

1.TEditとTUpDown

とりあえず定番と思われるTEditとTUpDownの組み合わせ。

FormにTEditを1つおいて、Textプロパティに0を代入。
TUpDownも1つ用意。

UpDown1のAssociateプロパティにEdit1を設定

Edit1にUpDown1がくっついた!

くっつく位置は左右いずれかを指定できるらしい。

udRightなら右にくっつく

画像の回転が目的だから、とりあえずUpDown1のMaxプロパティは90、Minプロパティは-90に設定。
(実際に使用する値は1°未満の予定)

MInプロパティを0のままにして設定し忘れると、大変なコトに・・・
(負の数が入力できなくなります)

で、Edit1の値を0.1ずつ増減させる「UpDown1Click手続き」を次のように作成。

procedure TForm1.UpDown1Click(Sender: TObject; Button: TUDBtnType);
var
  Value: Real;
begin
  //注意:このコードは、期待通りに動作しません
  Value := StrToFloatDef(Edit1.Text, 0);
  case Button of
    btNext: Value := Value + 0.1;
    btPrev: Value := Value - 0.1;
  end;
  Edit1.Text := FloatToStrF(Value, ffNumber, 1, 1);
end;

実行(F9)して、▲ボタンを3回クリックしたところ

クリック1回目
クリック2回目
クリック3回目

1ずつ、増加してる・・・。

なんでかなーって、ちょっと思ったけど、UpDown1のincrementプロパティを見て納得。

Incrementがデフォルト「1」になってる・・・

足したり、引いたりしている 0.1 はどこに消えたのか・・・?

とりあえず、原因の一つはコレだ☆
やりたいのは「1」ずつじゃなくて「0.1」ずつ増減だから、そう!

Increment プロパティを 0.1 に変えてみた *(^_^)*♪

そしたら、Delphiに怒られた (T_T)

ひー(心の悲鳴)

Incrementプロパティには、整数しか設定できないようだ。

整数・・・ そぉか、0ならOK?
Value(=Editに表示されている値) に 0.1足したり、引いたりしてるから、これでイケる?

Increment 0 を設定 やった! これで完璧だ☆

実行(F9)すると・・・

▲・▼どっちを何回クリックしても「0」のまま・・・

Value + 0.1や、Value – 0.1はどこに消えた?

1.1 とかになってたから、完全に無視されてるわけでもなさそうだけど・・・???

Increment プロパティが整数値指定だとわかった時点で、なんか嫌な予感がしたんだよなー
他にも、Maxとか、Minとか、入力を制限する値(こちらも整数値で指定)もあるし・・・

ここで謎を追いかけて、無駄に時間を使うより、TUpDownは「整数値専用」と決めて、他の方法を試すことに決定。※ 実際、TEditとTUpDownの組み合わせで、小数値の増減も可能です(後述

2.TEditとTButton2個でチャレンジ

Edit2の右に、Buttonを2つ置いて、こんなふうにしてみた。

見た目の美しさは二の次。目標の実現が最優先。

で、コードは Copilotさん に教えてもらった☆ その質問内容と答えのコードがこちら。
(コード部分はコピー可能だったから著作権的な問題はないと判断)

Q:DelphiでTEditの値を0.1ずつ増減するにはどうしたらいいですか?

A:Copilotさんが教えてくれたコード。

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  Value: Double;
begin
  if TryStrToFloat(Edit2.Text, Value) then
  begin
    Value := Value + 0.1;
    Edit2.Text := FloatToStr(Value);
  end
  else
    ShowMessage('Invalid number');
end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
  Value: Double;
begin
  if TryStrToFloat(Edit2.Text, Value) then
  begin
    Value := Value - 0.1;
    Edit2.Text := FloatToStr(Value);
  end
  else
    ShowMessage('Invalid number');
end;

これなら間になんにも入らず、直接Editを編集してるから、絶対、大丈夫 だろ?
最初からコレでよかったんだ・・・ みたいな気持ちで、コピペして編集し、実行(F9)。

▲をカチカチ、2回クリックしました。イイ感じです!

で、減算(▼クリック)は、初期値が上の 0.2 のところから始めると・・・

クリック1回目。そうそう、それでOK!

次の▼クリックで、値は「0」になるはず。

ところが・・・

クリック2回目。

はぁ? 0.1 – 0.1 = 0.0(ゼロ)になるはずなんだけど・・・
ナニ、コレ?

クリック3回目。これはOKなんだけど・・・

3.増減値が0にならない理由

そうでした。コンピュータは小数の演算が苦手でした。

僕自身、前にさんざん苦しみました。なんで上の計算が「0」にならないのか?

その理由は、次の記事をご参照ください。

Win11の23H2より前のバージョンなら、正しいと思える答えにたどり着くまでGoogle先生に質問を繰り返すのがこれまでの問題解決の定番と言える方法でしたが、今はとなりにCopilotさんがいてくれます。

期待を込めて、訊いてみました。

Q:Delphiで0ではなく、5.54975987041018E-18と表示されます

以下、Copilotさんの返答の概要です。

・浮動小数点数(DoubleやSingle型など)は完全な精度で表現されない。
・これは、すべてのプログラミング言語で共通の問題。
・解決策の一つは、ある閾値(epsilon)よりも結果が小さい場合は 0 と表示。

完全に納得。

Copilotさん、優秀!
ぼく、きみのファンになりました☆

で、以下、Copilotさんが教えてくれた閾値を設定したコードです(コメント文は短縮)。

var
  Value: Double;
  Epsilon: Double;
begin
  Epsilon := 1E-15;  //閾値を設定
  Value := SomeCalculation();  //計算を実行
  if Abs(Value) < Epsilon then
    Value := 0;
  Edit1.Text := FloatToStr(Value);
end;

4.コードを修正

Copilotさんが教えてくれたコードを読んで、「0.0」と表示されるように修正しました。

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
var
  Value: Double;
  Epsilon: Double;
begin
  Epsilon := 1E-15;  //閾値を設定
  if TryStrToFloat(Edit3.Text, Value) then
  begin
    Value := Value + 0.1;
    if Abs(Value) < Epsilon then
    begin
      Value := 0;
      Edit3.Text := '0.0';
    end else begin
      Edit3.Text := FloatToStr(Value);
    end;
  end;

end;

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);
var
  Value: Double;
  Epsilon: Double;
begin
  Epsilon := 1E-15;  //閾値を設定
  if TryStrToFloat(Edit3.Text, Value) then
  begin
    Value := Value - 0.1;
    if Abs(Value) < Epsilon then
    begin
      Value := 0;
      Edit3.Text := '0.0';
    end else begin
      Edit3.Text := FloatToStr(Value);
    end;
  end;
end;

ゼロの時は、’0’ではなく、’0.0′ と文字列指定しているところに「こだわり」ました!

5.0.1ずつ増減

上記コードの実行結果です☆(初期値は 0.2)

▼をクリック
▼をクリック
▼をクリック

閾値が効きました☆

逆(▲クリック)も正しく動作することを確認。

【TEditとTUpDownの組み合わせで実現】

TUpDownのMax及びMinプロパティの値(特にMin)を適切な値に設定し、適切なコードを記述することで、TEditとTUpDownというVCLコンポーネントの組み合わせでも 0.1 刻みの選択肢設定が可能であることを確認しました。その方法は以下の通りです。

※ オブジェクトインスペクタで Increment プロパティの値を予め設定しておくという前提で、

【重要】 負数の入力を想定する場合は、TUpDownのMinプロパティの値に適切な負数を設定します!

【重要】 Increment プロパティに 1 を設定 → ▲をクリック → 値が 0.1 ずつ増加

ちなみに Increment プロパティに 2 を設定した場合は、値が 0.2 ずつ増減します。

procedure TForm1.UpDown1Click(Sender: TObject; Button: TUDBtnType);
begin
  Assert(Sender is TUpDown);
  with TUpDown(Sender) do
  begin
    Assert(Associate is TEdit);
    TEdit(Associate).Text := FloatToStrF(Position / 10, ffNumber, 1, 1);
  end;
end;

上記コードの出典は、こちら

Delphi-PRAXiS

https://www.delphipraxis.net/143779-tupdown-floats.html

貴重な情報をご教示くださいましたこと、投稿者様に対し、心より感謝申し上げます。

上のコードを参考に、使っているVCLの名前を指定して、もっと短くして書けば・・・

procedure TForm1.UpDown1Click(Sender: TObject; Button: TUDBtnType);
begin
  Edit1.Text := FloatToStrF(UpDown1.Position / 10, ffNumber, 1, 1);
end;

増減値に 0.1 ではなく、0.2 以上の値を設定したい場合、Increment プロパティの値は予めオブジェクトインスペクタで指定しておいた方が良いようです。

ちなみにオブジェクトインスペクタのIncrement プロパティに設定してある値は「1」のまま、コードで「2」を指定した場合は・・・

procedure TForm1.UpDown1Click(Sender: TObject; Button: TUDBtnType);
begin
  UpDown1.Increment := 2;
  Edit1.Text := FloatToStrF(UpDown1.Position / 10, ffNumber, 1, 1);
end;

実行(F9)してみるとエラーにはなりませんが、最初の▲押し下げ時に 0.2 ではなく、0.1 と表示されます。また、実行(F9)後、最初の▼押し下げ時には -0.2 ではなく、-0.1 と表示されます。それ以降(▲・▼2回目押し下げ以降)は正しく表示(意図した通り表示)されます。

オブジェクトインスペクタのIncrement プロパティに設定してある値が「1」のまま、コードで値を設定・変更する場合は(実行途中での変更はできませんが)FormCreate時に設定しておけば期待通りに動作するようです(もし、違っていたら、ごめんなさい)。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  UpDown1.Increment:=2;
end;

procedure TForm1.UpDown1Click(Sender: TObject; Button: TUDBtnType);
begin
  //UpDown1.Increment:=2;
  Edit1.Text := FloatToStrF(UpDown1.Position / 10, ffNumber, 1, 1);
end;

PCの画面で確認すれば、設定状況がわかりやすいと思います。

この設定なら期待通りに 0.2 ずつ増減しました


以上が、TEditとTUpDownの組み合わせで小数値を増減させる方法のまとめです。

6.まとめ

(1)TEditとTUpDownの組み合わせで0.1刻みの数値の増減は可能。
(2)TUpDownで負の数を扱う場合は、Minプロパティの値も適切に設定する。
(3)TEditとTButtonの組み合わせで小数値の増減計算を行う場合は値「0」に注意する。

7.お願いとお断り

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フローティングパネル

浮かんだままがいいときもあったりして!

【もくじ】

1.フローティングパネル
2.ドッキングさせたくない
3.メモリが解放できない
4.メモリが解放できた(その1)
5.メモリが解放できた(その2)
6.まとめ
7.お願いとお断り
8.【追記】

1.フローティングパネル

手書き答案の採点プログラムで、常にフォーム上に浮かべたまま、自由にその位置を変更可能な、作業補助用のGUI(フローティングパネル)が欲しくなった。

前回、縦書き答案の採点用に作成した横スクロールのフローティングGUIはControlBarの上にToolBarを置いて、その上にToolButtonやBevelを並べたけれど、今回はその名の通り、ベースとなるVCLはTPanelを選択。この上に効率よく採点作業を行うために最低限必要なButton他を置いて、ユーザーの視線やマウスの移動量を極めて限られた範囲に限定。操作に払う注意とストレスをできるだけ軽減して、より快適な作業環境を実現したい・・・。

そう考えて作成したGUIがコレ。

搭載した機能は、ほんとに必要最低限

画面をタッチして操作することも考え、各Buttonの高さは44ピクセルに設定。
これを設問毎に、答案画像から切り抜いた画像を並べて表示したTImageのとなりに表示する。

フローティング状態だとTPanelの上に「閉じる」ボタンのあるタイトルバー?(キャプションバー?)が表示される。この部分をクリックして、そのままドラッグすれば、TPanelをForm上の任意の位置へ移動できる。ただし、Formにドッキング(FormのDockSiteプロパティをTrueに設定)した瞬間、タイトルバー?はかき消されたかのように消えてしまう・・・

Formにドッキングしない状態ではPanelの上部にタイトルバーのようなものが表示される


以前作った(縦書き答案の採点を効率よく行うために左右方向のスクロールを行う)ドッキング・コントロールは、ドラッグ&ドロップでFormにドッキングするように設計。必要であれば、Bevelをクリックしてそのままドラッグすることでドッキングを解除。任意の位置へ移動できる仕様とした。そんなに頻繁に位置を変更するようなモノでもなかったし。

ところが、今回はFormにドッキングさせると、いろいろ不都合が起きることが判明。

例えば、解答欄の大きさ(特に幅)に合わせて、この入力補助Toolの位置を頻繁に変えるような場合、クリックしてそのままドラッグできる「タイトルバー(キャプションバー)」がないと極めて不便。Formにドッキングした瞬間にこれが消えてしまうと、掴みどころがなくてほんとうに困るのだ。

Formにドッキングして、掴みどころがなくなった状態(フローティングしてないパネル)


それから、Formへドッキングしている状態から、引きはがしてフローティング状態になるときの挙動がとにかく急で! うまく文字に表現できないのだけれど、感覚的には「うわっ」て感じ。GUIをクリックした瞬間に、「びっくりして飛び起きる」イメージでフローティングするのだ。

(数学風?に言えば、GUI上のクリックした位置が、GUIの左上の座標原点(0,0)の位置になるように、Button等のコントロールを載せているPanelの左上隅が瞬時にクリックした位置へ移動する)

また、最初の解答欄を表示している場合、1つ前に戻る「◀」ボタンはEnabledプロパティをFalseに設定し、クリックできないようにしてあるが、この Enabled:= False 状態のボタンをクリックすると上で述べたGUIが「びっくりして飛び起きる」ように瞬間移動する現象がおきてしまう。

さらに(原因はわからないけれど)、縦書き答案の採点時にFormにドッキングさせると、解答欄の表示が部分的にずれて二重に表示されてしまう(ドッキングさせなければ、この現象は起こらない)。

あれや、これやで、どぉーにもドッキング時の挙動が気に入らない。

じゃあ、
ドッキングさせなければいいじゃん!

・・・

そのとおり・・・

そのとおり、なんだけど・・・

そうすると・・・ コレが ・・・

フローティング状態で位置を変更するたびに、メモリーリークが・・・

コレが・・・ どぉーしても 消えなくて・・・

T_T

2.ドッキングさせたくない

メモリーリークの原因はわかってる。フローティングさせたTPanelをドラッグし始めた時に発生するStartDock手続きでCreateしているTToolDockObjectだ。

procedure TFormXXX.PanelXStartDock(Sender: TObject;
  var DragObject: TDragDockObject);
begin
  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);
end;

実は、これがなくても、フローティング動作は出来る。出来るんだけど、見た目に問題があって、高解像度画面で表示倍率を200%拡大のように設定している場合、ドラッグ(=移動)中は灰色の枠だけのフローティングパネルのゴースト?が現れる。(画面のハードコピーがうまくとれなかったので)ゴースト?は、次の図のような感じ。

ドラッグ時に現れるフローティングパネルのゴースト?
(これは練習用に作ったプログラムの実行時画面)


そして、このゴーストが目に痛い感じでちらつきながら移動する。さらに困ったことに、ドラッグ中はフローティングパネルの本体(ゴースト?でない方)は表示されない。ドラッグしてドロップした瞬間に、まるでテレポーテーションしたかのように(突如として)ドロップした位置にパネルが出現するのだ。

ただし、メモリーリークは起きない。
(なんにもCreateしていないから、起きるわけがない)

一方、メモリーリークを起こすとわかっていても、ドッキング可能なコントロールのドラッグ操作を専門的に管理するTToolDockObjectをCreateして動かすと、動きがたいへんスムーズ! 気持ちイイ☆

だから、どうしてもドッキングさせたくない!
フローティングさせたまま、使いたい!!

  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);

そうなると、この1行はどうしても削れない・・・。

ただし、裏側では「メモリーリーク」がフローティングさせたパネルをドラッグする(=位置を変える)度に、発生・・・

表面的には何事もなく、静かなんだけど。

3.メモリが解放できない

解決策はただひとつ。

ドラッグが終了した時点で、StartDock時に確保したメモリを解放すればいい。

ところが、FormのDockSiteプロパティがFalseのままだと
それが、どうにも、こうにも、難しい・・・

ちなみに次のように書いてみたんだけど、上の条件下では、これは、どうやら無効!!!のよう。

procedure TFormXXX.FormDockDrop(Sender: TObject;
  Source: TDragDockObject; X, Y: Integer);
begin
  if IsDragObject(Source) then
  begin
    Source.Free;
  end;
end;

procedure TFormXXX.FormDockOver(Sender: TObject;
  Source: TDragDockObject; X, Y: Integer; State: TDragState;
  var Accept: Boolean);
begin
  Accept:=IsDragObject(Source);
end;

OnDockDropは、「別のコントロールがコントロールにドッキングした際に発生」つまり「DockSite が True の際にのみ、発生する」ということで、そもそもFormのDockSiteプロパティは意図的にFalseに設定してあるんだから、OnDockDropイベントが起きるわけがない

OnDockOverもおんなじで、「DockSite が True の際にのみ、発生する」とのこと。100万回ドラッグしようとFormのDockSiteプロパティがFalseである限り、OnDockOverイベントも絶対に起きない。

ダメ元で、OnDragDrop手続きと、OnDragOver手続きを作成して上と同じコードを書いてみたんだけど、手続きの引数をよく見たら・・・

procedure TFormXXX.FormDragDrop(Sender, Source: TObject; X, Y: Integer);

Sourceが、TDragDockObjectじゃなくて、TObjectになってる・・・。ってコトは、こっちで受け取るためには、型キャストが必要ってコト? なのかなーって思いつつ、FormのDockSiteプロパティをFalseに設定したまま、型キャストなしで次のコードを書いてみたが、Panelをドロップしても反応がない。どうやら、この2つのイベントは、FormのDockSiteプロパティがFalseだとTToolDockObjectのドロップに対しては発生しないようだ。⇦ 間違いだったら、ごめんなさい!

procedure TFormXXX.FormDragDrop(Sender, Source: TObject; X, Y: Integer);
begin
  if IsDragObject(Source) then
  begin
    Source.Free;
  end;
end;

procedure TFormXXX.FormDragOver(Sender, Source: TObject; X,
  Y: Integer; State: TDragState; var Accept: Boolean);
begin
  Accept := IsDragObject(Source);
end;

その他、FormのDockSiteプロパティをFalseに設定したまま、フローティングさせたPanelをドッキングさせずにドロップ時にメモリを解放する方法はないかとさんざん 悩んだが、解決策が見つからない。まさに七転八倒。終いには、ナニをどういじったらそうなったのか、自分でもわからないのだけれど、フローティング状態のパネルをクリックしただけで一般保護違反のエラーが出るようになり、元に戻せなくなってしまった・・・。

フローティング部品がない状態のバックアップをとっていて、ほんとうによかった。

【これが間違いであっても、前に進むために出した、自分なりの結論】

TToolDockObjectを使いたいならOnDockDropとOnDockOverイベント側で、ドラッグ&ドロップを受け取るしかない。

4.メモリが解放できた(その1)

何かをCreateして使うプログラムを書くとき、FormCreate時に、次のようにメモリーリークがあれば検出する設定を僕は付け加えることに決めている。多数の画像を読み書きする答案処理のプログラムを書いた際に、Createしたオブジェクトの解放を書き忘れ、あとからCreateしている箇所を全部点検することになった「痛い経験」から学んだ予防的措置だ。

procedure TFormXXX.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  //メモリーリークがあれば検出
  ReportMemoryLeaksOnShutdown:=True;
end;

メモリーリークがあった場合、実行(F9)したプログラムを終了させると(メインフォームを閉じると)、次の画面がリークを起こした回数付きで表示される。

回数なんか数えなくていいから、メモリーリークを止めてくれ!!

丸1日がんばって、(この方法じゃダメなんだ)ということがはっきりわかったところで、少し休もうと思い、ベッドに倒れて・・・ そのまま、眠ってしまったようだ。

なんにも考えない時間が数時間あって・・・

目覚めたのは日付が変わる直前。眠って疲れがとれたからか? その原因はわからないけど、目覚めた瞬間に、あることを思いついた。それは何かと言うと・・・

FormのDockSiteプロパティをTrueに設定すれば、OnDockDropとOnDockOverの2つのイベントが間違いなく? Panelのドラッグ&ドロップに反応してくれるから・・・

ドラッグしてるときだけ、FormのDockSiteプロパティをTrueに切り替えて、ドロップした瞬間の位置座標を取得し、そこへPanelをManualFloatさせて、最後にメモリを解放、DockSiteプロパティをFalseに戻せばいいんじゃない? ってこと。

いろいろ実験的に書いていて(プロパティをあちこち変更)、設定忘れがあると困るので、ドラッグ開始時、コードの中でFormのDockSiteプロパティをTrueに設定。

procedure TFormXXX.PanelXStartDock(Sender: TObject;
  var DragObject: TDragDockObject);
begin
  //これでちらつかなくなった
  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);
  //設定し忘れないための予防的措置
  if not FormXXX.DockSite then
  begin
    FormXXX.DockSite:=True;
  end;
end;

ドロップ時のOnDockDropイベントは・・・

procedure TFormXXX.FormDockDrop(Sender: TObject;
  Source: TDragDockObject; X, Y: Integer);
var
  r:TRect;
begin
  if IsDragObject(Source) then
  begin
    r.Left:=X;
    r.Top:=Y;
    r.Right:=X+PanelX.Width;
    r.Bottom:=Y+PanelX.Height;
    PanelX.ManualFloat(r);
    //解放
    Source.Free;
    if FormXXX.DockSite then
    begin
      FormXXX.DockSite:=False;
    end;
  end;
end;

FormのDockSiteプロパティはFalseに設定。

実行(F9)して、フローティングパネルをドラッグ&ドロップ。ちょっと気になったのはドロップ時のManualFloat(r)時の挙動。ドロップした場所でなく、ドロップ時にマウスポインタのカーソルがあった位置へ移動して表示されてしまう。次の画像の上がドロップ時、下がマウスの左ボタンを離した際にフローティングパネルが表示される位置。

マウスのカーソル位置を取得しているから、パネルのドロップ位置から少しずれて表示される。


ドロップ時、XにはPanelのLeftの値、YにはPanelのTopの値を取得するよう、プログラムを修正。


    r.Left:=PanelX.Left;
    r.Top:=PanelX.Top;
    r.Right:=r.Left+PanelX.Width;
    r.Bottom:=r.Top+PanelX.Height;
    PanelX.ManualFloat(r);
    //解放
    Source.Free;

これで表示位置に関する問題は解決できたが、今度は表示される際の挙動が気に入らない。ドロップ位置でPanelの画像が一瞬、最小化され(閉じるボタンだけになり)、それから全体が表示されるので、ドロップするたびにPanelが1回点滅するように見えるのだ。

それはそれで何とかするとして、いちばん何とかしなきゃいけないのはメモリーリーク。

恐る恐るプログラムを終了。

DelphiのIDE画面だけが表示され、リークの警告画面は出ない!
ようやく問題を解決できた・・・。

ただし、一難去ってまた一難。
表示方法を何とかしなきゃ・・・

5.メモリが解放できた(その2)

点滅の原因はわかっている。ドロップ時の ManualFloat(r) だ。

  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);

メモリーリークは起きるけど、上の一行だけでフローティングさせ、ドラッグ&ドロップしている時は点滅なんてしなかった。要は ManualFloat させなければいいのだ。

(かならず、解決方法はある)

そう信じて、OnStartDockイベントの手続き部分でShift+Ctrl+1、OnDockDropイベントの手続き部分でShift+Ctrl+2を実行して、Ctrl+1、Ctrl+2でそれぞれの手続きへ移動できるように設定。

2つの手続き間を行きつ戻りつしながら解決方法を考える・・・

どう考えてみても、OnDockDropイベント側でなんとかするのは無理そう・・・

TToolDockObjectをCreateして移動させてる時は、ドロップ時に点滅しなかった・・・

表示された位置も、ドロップした場所だった・・・ だから、ManualFloat は不要?

確保したメモリを最後に解放すれば、メモリーリークは起こらない・・・

『最後に解放』?

そうだ「 try ・・・ finally ・・・ end; 」があった。

プロシージャを思った通りに書き換える。

procedure TFormCollaboration.PanelXStartDock(Sender: TObject;
  var DragObject: TDragDockObject);
begin
  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);
  try
    if not FormXXX.DockSite then
    begin
      FormXXX.DockSite:=True;
      Application.ProcessMessages;  //おまじない
    end;
  finally
    DragObject.Free;  //メモリの解放
  end;
  FormXXX.DockSite:=False;
end;

実行(F9)

フローティングパネルは快適に移動し、ドロップ時の挙動もごく自然・・・

祈りながらFormをClose.

見慣れたIDEだけが現れる。

メモリーリークは 起きてない。

やっと、思っていたとおりの ・・・ プログラムになった?

・・・ってか、ちょっと待て。オレ、OnDockDrop手続きの ManualFloat 消してないぞ。

もしかして・・・ OnDockDrop手続き 呼ばれていないんじゃないか?

自分の書いたプログラムを、もう一度、よく読んで考える・・・

  DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);
  try
    if not FormXXX.DockSite then
    begin
      FormXXX.DockSite:=True;
      Application.ProcessMessages;  //おまじない
    end;
  finally
    DragObject.Free;  //メモリの解放
  end;

DragObject を、最後に Free してるから、ドロップ時にはもう TToolDockObject は消えてる・・・。
消えてるんだから・・・ もう、『ない』んだから、呼ばれてないんじゃなくて・・・

OnDockDropイベントは起こらない!

・・・ってコトは、もしかして

DragObject:= TToolDockObject.Create(Sender as TPanel);
try
  //何もしない
Finally
  DragObject.Free;
end;  

Createして、Freeするだけで

よかったの?

6.まとめ

今回の状況を何かに例えるならそれはナニ?って、生成AIに訊ねたところ、

 “Still waters run deep”

そう答えてくれました。深く、静かに、感動。

7.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容を利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

8.【追記】

  finally
    //DragObject.Free;  //メモリの解放のみ->インスタンス(オブジェクトの実体)はあるので参照可能
    FreeAndNil(DragObject);  //インスタンスも消える!
  end;

.Freeでなく、FreeAndNilすると、何もしなかったコトと同じになってしまいます。
注意してください!!

ながーい手続きの途中で変数を宣言したい!

これまでながーい手続きを書いていて、変数を宣言する必要がある時はいつもShift+Ctrl+1(数字は任意)でその行へすぐに戻れるように「しおり」を設定してから、手続きの最初までスクロール、Var宣言部に変数を追加、Ctrl+1(数字は任意)で編集中の行に戻ることを繰り返してきました。

いちいち、ここへ戻るのはめんどくさい!


きっと、Var宣言部に戻らなくても、その場所で変数を宣言できるショートカットキーがあるんだろうーなーって、ずうぅぅぅぅぅぅっと思っていたんだけれど、Delphi 12.0 をインストールした際に、今まで入れてなかったHelpもインストールしたので、入れた以上は使わなきゃ!と、

メニューのヘルプ ⇨ RAD Studio ヘルプ ⇨ メインヘルプ ⇨ 検索キーワード「ショートカットキー」で検索 ⇨ メインショートカット ⇨ デフォルトのキーボードショートカットとたどって(なが!)、大量にあるショートカットキーの項目を一つずつ上から下へ丹念に探します。すると・・・

あった!

Shift+Ctrl+V 
 [リファクタリング|変数の宣言...](Delphi のみ) 
 [新規変数の宣言]ウィンドウが開き、手続き内にローカル変数を宣言することができます。(上記ヘルプより引用)

これです。コレ!
やっぱり、ありました☆

【やってみた】

ある既存の手続きのいちばん最後にMessageBox関数でメッセージを表示するコードを追加します。この関数で使用する文字列型変数が strMsg ですが、まだ変数として宣言していないので、書いた途端に次のように注意の表示?が出ます。

文字列型変数として宣言したいstrMsgは、書いた途端に赤い波線と!マークが付く


構造ペインには・・・


もちろん、実行(F9)できません!

未定義の識別子エラーに加えて、「致命的エラー」という文言も登場


コンパイル結果の案内も!

Delphiのこういうところが大好き!
ここを確実に乗り越えて行けば、エラーの発生しないプログラムになる☆


とりあえず、strMsgを書いた行にカーソル(キャレット?)を置いて、Shift+Ctrl+V してみましたが・・・

(変化なし。なんにも起きない。なんでかなー?)

再挑戦。今度は str と Msg の間をクリックして、そこにカーソル(キャレット?)を表示しておいて(str|Msgみたいな)、んで、覚えたばかりの Shift+Ctrl+V を実行。すると・・・ (ここは strMsg を選択状態にしておいて Shift+Ctrl+V しても同じ)。

(なんか出た!!)

望み通り種類は「文字列」だから、迷わず「OK」をクリック
(望み通りでない場合は、ここで型を指定)


で、「OK」をクリックしたら、未定義の識別子を示す赤い波線が消えた!

Var宣言部へ行って見ると・・・

文字列型の変数として宣言されていました☆


元に戻って・・・


実行!

【まとめ】

新規変数の宣言は、その場で「Shift+Ctrl+V」

こんなイイ方法があったんだ☆

今度から、毎回使おう!!!

マークシートリーダーを教科「情報」用に設定

マークシートリーダー関連の第4回は、ゼロ始まりの選択肢への対応 です。

マークシートの選択肢には「1」始まりと「0」始まりが存在します。教科「情報」の試験で使用されるマークシートは「0」始まりが標準?のようです。そこで自作のマークシートリーダー及びマークシートを、それぞれ選択肢「ゼロ(0)」始まりにも対応できるよう改良しました。

選択肢「ゼロ(0)」始まりに対応したマークシートリーダーはこちらからダウンロードできます。

Version 1.1.1は、選択肢のゼロ始まりに対応していますが、マークシートの種類の表示に誤りがあります。
Version 1.1.2で、マークシートの種類の表示の誤りを修正しました(数学->数学/情報)
上の記事内に、無料で使えるマークシートリーダー(MS_Reader.zip)のダウンロードリンクがあります。
重要 MS_Reader の使用はあくまでも自己責任でお願いします。動作保証は一切ありません!


マークシートの読み取り速度をPython環境を組み込んで高速化します。

Python環境を組み込むとマークシートリーダーをさらに高速化できます。
重要 組み込みPython環境のご使用もあくまでも自己責任でお願いします。動作保証は一切ありません!

【もくじ】

1.教科「情報」用マークシートのダウンロード
2.選択肢ゼロ始まりの設定方法
3.重要!テンプレート作成時の注意事項
4.お願いとお断り

1.教科「情報」用マークシートのダウンロード

教科「情報」用マークシートはこちらからダウンロードできます。


選択肢はゼロ始まりで、1設問あたり16個まで設定可能です。

ゼロ始まりで15まで、選択肢数16の教科「情報」用マークシート(Version 1)。
ダウンロードできるのは、これを改良した Version 2 です。

2.選択肢ゼロ始まりの設定方法

MS_Readerを起動すると、画面上部のパラメータ設定入力用コントロールの左側に、選択肢の開始番号を指定するComboBoxがあります。教科「情報」用のマークシートを読み取る場合は、ここに「0」を指定(∨マークをクリックして選択)してください。

教科「情報」用である場合、選択肢は「0」始まりを指定

3.重要!テンプレート作成時の注意事項

マークシート情報を記録するテンプレートを作成する際には、選択肢の枠幅を間違って設定しないよう、十分注意してください。指定は、次の図のように行ってください。

列枠そのものではなく、設問番号部分は含めずに、選択肢部分のみを指定してください。
指定する際は、左上の「⊥」マークから、右下の「T」マークまでの範囲をドラッグします。


この枠の指定が何を意味するかと言うと、マーク読み取りの際、プログラムはまず、上で指定された範囲の「高さ」を行数で割って1行分を切り出し、次に「幅」を選択肢数で割ってマークを1つずつ切り出します。次の図のようなイメージです。


ですので、マークシートを作成する際は、このことを考慮して、各マークの幅と余白が均等になるように作成します。逆に言えば、各マークを上手く切り出せるように選択肢の枠幅を指定する必要があるわけです。

Wordで作成したマークシートの設問01欄の選択肢番号部分を範囲選択すると、
各マークの幅と余白が均等になっているか、どうか、確認することができます。


プログラムは、この切り出したマークの塗りつぶし面積を計算して、それが最大であるものを「マークあり」と判定しています。

各マーク間の余白も重要です。広すぎても、狭すぎても、判定に影響します。広すぎると計算が遅くなり、塗りつぶし面積の閾値の設定が難しくなります。逆に、狭すぎると大きめにマークされた場合、隣までマークしたことになり、複数マークの判定が出やすくなります。選択肢数が多くなると、どうしても各マーク間の余白は狭くなります。大きめにマークされた場合のことを考え、故意にマーク位置を変えて、どれくらいズレに強いか、試行してみました。

ちゃんと読めています!


上の図にある程度のズレであれば、プログラムは正しくマークを読み取れるようです。

もう少し、ズレ幅を大きくしてみました。

「99」は「複数マークあり」を意味します。


さすがに、ここまでズレると判定に影響します。しかし、完全な誤判定でなく、「複数マークあり」という判定なので、読み取り後のチェックで採点者の目視による判断が求められることになります(私はこの結果を見て、安心して使えると判断しました)。

マークシートの作り方については、MS_Readerの操作・設定マニュアルにも詳しい解説があります。オリジナルのマークシートを作られる際は、どうかそちらもご参照いただけますようお願い致します。

マニュアルはPDFです!

4.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容及びダウンロードしたプログラムを利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

マークシートリーダーを数学用に設定

マークシートリーダー第3弾!
今回は MS_Readerを数学の試験の採点用途に使用するための設定セット を紹介します。
数学用途での採点は、その解答方法から複数選択肢を抱き合わせて採点する設定が必須となります。
MS_Reader.exe単体では、その実現が困難であるため、マークシートの読み取り結果を出力するエクセル・ブックをこの用途向きに専用プログラムで最適化して利用します。
なお、専用エクセル・ブックは大問6個までの数学採点用途に対応しています。

マークシートリーダー第1回の記事はこちらからどうぞ

上の記事内に、無料で使えるマークシートリーダー(MS_Reader.zip)のダウンロードリンクがあります。
重要 MS_Reader の使用はあくまでも自己責任でお願いします。動作保証は一切ありません!

マークシートリーダー第2回の記事はこちらからどうぞ

Python環境を組み込むとマークシートリーダーをさらに高速化できます。
重要 組み込みPython環境のご使用もあくまでも自己責任でお願いします。動作保証は一切ありません!

【もくじ】

1.数学用設定セットのダウンロード
2.数学用設定セットの使い方
3.お願いとお断り

1.数学用設定セットのダウンロード

数学用設定セットは、数学採点用のExcel Bookのマクロ有効テンプレート、このテンプレートから生成したExcel Bookに対して採点設定を書き込む専用プログラム、数学用マークシートのテンプレート3種類(1枚につき大問3個、各問について25設問ア行~カ行~サ行~タ行~ナ行まで設定可能、選択肢は-、±、0~9、a~dの16選択肢 ⇨ これを2枚、大問6まで使用可能)、A3サイズのマークシート画像をA4横サイズの画像2枚に分割・指定フォルダに保存する専用プログラム、練習用フォルダ(2つ)と練習用画像、各プログラムの使い方のPDFファイル等から出来ています。

【数学用設定セットの内容】

数学用設定セットの内容


数学用設定セットは、こちからからダウンロードしてください。なお、ご使用にあたっては同梱の「必ずお読みください_Math.txt」にあります免責事項への同意が必須となります。

2.数学用設定セットの使い方

プログラムの使用順序は、次の通りです。

  1. MS_Reader.exeのバージョンを確認。必要であれば同梱のVersion 1.1.2を古いMS_Reader.exeに上書きします。
  2. ImageCutter.exe、MathFunctionCreator_2024.exeをMS_Reader.exeがあるフォルダにコピーします。
  3. 同梱の数学用採点シート_2024.xltm(マクロ有効テンプレートファイル)をダブルクリックして生成されるマクロが無効な「.xlsx」ファイルに適切な名前を付け、その拡張子を「.xlsm(マクロ有効Book)」に変えて、MS_Reader.exeがあるフォルダ内のeFileフォルダ内に保存してください。同様に「マークシートのテンプレート」フォルダ内のファイルも全てWordのテンプレートです。ダブルクリックすると新しいWord文書が生成されますので、適切な場所に適切な名前を付けて保存し、ご活用ください。
  4. 保存したExcel Bookに試験の受験者のクラス、番号、氏名、ふりがな、性別、試験の正解となる選択肢の番号、配点、観点別評価を入力し、上書き保存します。
  5. MathFunctionCreator_2024.exeを起動し、4.のExcel Bookに対して、抱き合わせ採点の設定を追加します。⇨ 抱き合わせ採点の設定方法は、同梱の「MathFunctionCreator_2024の使い方.pdf」を参照してください。
  6. 同梱のマークシートのテンプレートから作成したマークシートを印刷、試験(試行)を実施(欠席者がいる場合は未使用のマークシートを適切な位置に挿入する等の事後処理を行い)、スキャナーでスキャンして画像化、MS_Reader.exeがあるフォルダ内のScanDataフォルダ内に適切な名前を付けたフォルダを作成し、そこに保存します。
  7. 使用したマークシートがA3サイズである場合は、ImageCutter.exeを起動してマークシート画像をMS_Readerで読み取り可能なA4横サイズの画像2枚に分割します。分割した画像は、MS_Reader.exeがあるフォルダ内のProcDataフォルダ内に自動的に作成されるフォルダに保存します。⇨ A3判画像の分割方法は、同梱の「ImageCutterの使い方.pdf」を参照してください。
  8. MS_Readerでマークシートを読み取り、読み取り結果のチェックを実行後、結果をCSVファイル、及び5.で抱き合わせ採点を設定済みのExcel Bookに書き込みます。
  9. 読み取り結果を書き込んだExcel Bookを開き、成績一覧表及び採点結果通知用の成績個票を印刷します。
  10. 試験の受験者にマークシート及び成績個票を返却し、マークの読み取り結果と成績を本人が確認(マークシートの画像があるので不正は絶対に不可能であることを受験者に周知した上で、マークシートは返却してもOKですが、必要であれば確認作業後、回収して保管。完全に不要となった時点でシュレッダーにかけて処分してください)。採点結果の訂正が必要な場合は、MS_Readerを再起動・マークシート情報を記録したテンプレートを選択・採点対象のマークシートがあるフォルダを選択すると8.で保存したCSVのデータのデータが表示されるので、必要な個所を訂正し、Excel Bookへ再出力、必要な成績個票を印刷して返却し、再確認作業を行ってください。

3.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容及びダウンロードしたプログラムを利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

無効な前方参照か、コンパイルされていない種類への参照です。

2023年12月30日、Excelファイル(.xlsm)の読み書きで、見たことないエラーメッセージに遭遇。
それがコレ!

朝から晩まで、右往左往、ほぼ1日ハマりました T_T

これは、その解決方法です。

このエラーに遭遇した際、改良していたのはこちらのプログラムから読み取ったマークをExcelへ出力するコードです。もし、よかったらあわせてご参照ください。

自作のマークシートリーダーです。プログラムは上記リンク先から無料でダウンロードできます。単体でも動作しますが、別途組み込みPython環境を追加するとさらに高速動作します。
自作のマークシートリーダーの読み取り速度をPython4Delphiで高速化。組み込み用Pythonのプログラム一式は上記リンク先から無料でダウンロードできます。

【もくじ】

1.まったく同じコードが動かない!
2.朝からのできごと
3.Web上の情報は?
4.壊れてたのはプログラムじゃなくて・・・
5.まとめ
6.お願いとお断り

1.まったく同じコードが動かない!

Delphiで作成した Excel Book 読み書き練習プログラムでは『何の問題もなく動いたコード』。これを、そのまま本番用プログラムにコピペしたら、なぜか動かない!・・・という、これまでに経験したことのない問題に遭遇しました。

解決するための唯一の手掛かりは、冒頭のエラーメッセージ。

(でも・・・このエラーは、これまでに 一度も見たことない・・・ T_T )

目を皿のようにしてコードを見ても、練習用プログラムと本番用プログラムで、一字一句違ってない。てか、コピペしたんだから、違ってるわけがない・・・。
なのに、練習プログラムは期待通りに動作し、本番用プログラムは絶対に動かない。
必ず、このエラーで停止する・・・

これまで、いろいろなエラーに遭遇したけれど、このエラーは未経験。
もちろん、周囲に頼れる人はいない。自分で何とかするしか、ない。

なんでこんなコトに・・・

2.朝からのできごと

朝、目覚めてからずっと、むかし書いたExcelのマクロ有効Bookを読み書きするDelphiのプログラムを改良してたら、なんかこのエラーが出るようになって・・・。それから、データの書き込みが出来ない!

今、思えば、この時点で気がつくべきことがあったんだけれど、その時の僕は自分で書いたコードの何処かに間違いがあるはずだと思い込んでいるので、その「間違い」をさがすことに夢中になっていて、その他のことはまるで眼中にない。

ってか、Excel関連のプログラムはそこがやっかいなんだけど、大ゴケすると起動したExcelのプロセスが残ってしまい、Ctrl+Alt+Delで残ってるExcelのプロセス探して終了させてって、その繰り返しになってしまう。

この日はエラーの原因がわからなくて、これを際限なく繰り返してしまい、システムも何度か再起動。

で、さんざん頑張って彷徨った挙句、考えたことは・・・

問題の切り分けのため、シンプルなプログラムで実験してみよう!

・・・ということ。

Delphiから接続するExcel Bookはマクロ有効テンプレートにしてあるから、このおおもとのテンプレートをダブルクリックするたびに新しいマクロ有効Excel Book(拡張子はxlsm)が生成される。

そうやって新しいマクロ有効Excel Bookを作成。これを入れる所定のフォルダを作り、保存。準備万端にして、新しい Windows VCLアプリケーションも作成。で、これまで勉強した中で、いちばん動作が確実と思えるコードで「ワークシート間で式をコピーする」手続きを作成、コンパイル、そして「実行」。期待通りに、エラーなく、データのコピー(読み出しと書き込み)終了。胸がすっきり。Bookを開いて結果を確認。データはちゃんと書き込まれ、ワークシートが初期化されてる。もちろん、Excelもきれいに終了。タスクマネージャーで確認してもプロセスは残ってない。

改良中の元のアプリに戻って、新しくボタンを一つ作成。ダブルクリックして新しい手続きを一つ、作り、ここへ、ついさっき動くことを確認したばかりのコードをコピペする。で、実行すると・・・

なんでだよ!!

みたいな・・・

3.Web上の情報は?

もう、こうなったら Googleせんせー に聞きまくるしか、ない。

いくつかのそれらしい情報がヒット。例えば・・・


『sheet名はマクロの実行順に並んでいる必要がある』

(ほんとにー?)

さっそくSheetの順番をそれっぽく入れ替えて実行。結果、変化なし。エラーは普通に出る。


『解決策はモジュール単位の再コンパイル』

(そうなのか?)

ビルドし直しても、変化なし。これも違った。少なくても僕のエラーには効かない。


『あんなことや、そんなことや、こんなことも』全部ダメ。

(マジ、泣きそう T_T )

(このプログラムが動かないと、約束が・・・)


徹底抗戦の覚悟も新たに、腰を据えて、検索結果を、上から順番に、全部開けて熟読。
そしたら次のリンク先ページに、今日一日考えもしなかった情報を発見!

Excel VBA ― マクロ実行時に謎のオートメーションエラー“-2147319767”が発生する場合の対処法

https://ippeintel.com/archives/4644 より引用

解決方法は二つあり、そのひとつは・・・

ブックを新しく作り直す!

これを読んだ僕は、おおきな声で
「あ っ」といいました。

もうひとつは・・・

「開いて修復する」でファイルを開く

とのこと。

4.壊れてたのはプログラムじゃなくて・・・

ファイルだったんですね。

それからExcelの名誉のために言うけど、
壊れたんじゃなくて、僕が壊しちゃったんですね・・・

エラーが出るようになった あの時から。

あわててテンプレートから新しくファイルを生成。今までのと入れ替えて書き込んでみると・・・

これはExcelからのメッセージ?

これは僕が用意した書き込み完了のメッセージ。

今日の苦労は、いったい なんだったんだ・・・

IPPEIさん、ほんとに、ほんとに、ありがとー!!

5.まとめ

(1)ソフトウェアはプログラムとデータからできています。
(2)コードの誤りでエラーになることは僕の場合「日常茶飯事」です。
(3)データが壊れても(壊せばもっと確実に)エラーになります。

・総合的に、僕の場合、エラーがでないことのほうが異常でした!!

そぉか、今日はいつも通りの
普通の日だったんだ☆

みなさん、よいお年を!!

6.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容を利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

マークシートリーダーをP4Dで高速化

マークシートリーダー第2弾!
今回は Python環境を組み込んで、マークの読み取り速度を高速化 します。
出来る限り丁寧に組み込み方法を説明しますので、どうか最後までお付き合いください。

前回の記事はこちらからどうぞ

前回の記事に、無料で使えるマークシートリーダー(MS_Reader.zip)のダウンロードリンクがあります。
重要 MS_Reader の使用はあくまでも自己責任でお願いします。動作保証は一切ありません!

【追記_P4D環境で読み取り実行時、エラーが発生するときは?】

Python環境を組み込んで、これを利用してマークシートの読み取りを実行する場合、次のエラーが発生することがあります。エラーの内容からは推測すると、エラーはテンプレートマッチングの際に利用するテンプレート画像のサイズに起因して起きているように見えますが、ほんとうの原因は違います。

このマークシートリーダーは、Python環境を利用して動作する際は、マークの有無を読み取るJpeg画像の名称(及びフォルダの階層)が次の規則に従っていることを前提としています。

ProcData\XXX\Sample-01.jpg
ProcData\XXX\Sample-02.jpg
ProcData\XXX\Sample-03.jpg
・・・
ProcData\XXX\Sample-40.jpg
ProcData\XXX\Sample-41.jpg

この命名規則にJpeg画像のファイル名(及びフォルダの階層)が従っていない場合、読み取りエラーが発生します。例えば、次のような場合です。

ProcData\XXX\Sample-01a.jpg
ProcData\XXX\Sample-01b.jpg
ProcData\XXX\Sample-02a.jpg
ProcData\XXX\Sample-02b.jpg
・・・
ProcData\XXX\Sample-40a.jpg
ProcData\XXX\Sample-40b.jpg
ProcData\XXX\Sample-41a.jpg
ProcData\XXX\Sample-41b.jpg

特に数学(や情報)用途で2枚1セットのJpeg画像を処理する際は、注意してください。このエラーを防止するには、ファイルメニューの「1 画像変換」⇨「専用画像を作成」を利用してファイル名が必ず連番になるように読み取り専用Jpeg画像を生成して、この画像に対して、マークの読み取りを実行してください。

以下、発生するエラーメッセージの一覧です。

このメッセージは2回表示されます


なお、Python環境を利用しないモード(P4Dを使用のチェックボックスをOFF:下図右上)であれば、読み取り対象Jpeg画像ファイルの名称は動作に関係しないので(読み取り速度は低下しますが)、読み取り可能です。

画面右上の □ P4Dを使用のチェックを外して、Delphi用のOpenCVで読み取りを実行。
読み取り速度は低下しますが、マークを正しく読み取っています。


【読み取り実行前に、選択肢の始まり番号も指定してください】

選択肢の番号は、デフォルト1始まりに設定してあります。教科「情報」用途で読み取りを実行する場合は、読み取り実行前に、選択肢が「1」始まりであるのか、「0」始まりであるのか、その指定を画面上の設定欄で必ず指定してください。

【もくじ】

1.Python環境を準備する組み込み用Pythonのダウンロードリンクがあります
2.Python環境のドッキング
3.高速化の確認
4.システムにC++ランタイムライブラリがない場合は?
5.Python Engine の初期化の問題?他
6.まとめ
7.お願いとお断り

1.Python環境を準備する

Qiita の記事で「 Embeddable Python 」なるものの存在を知り、ほぼ同時に Delphi に Python のスクリプトを埋め込んで、VCL で GUI を作成、内部的に Python のスクリプトを実行する方法を学びました。

この辺の詳しい経緯は、かなり前に記事として書いた通りです。

2022/01/01
2022/01/02


こうして出来上がった、マークシート読み取りに必要なライブラリだけをインストールした、組み込み用のPython環境の内容は、こんな感じです(組み込み用途に作成した Embeddable Python があるフォルダをコマンドプロンプトで開き、「 Python -m pip list 」コマンドを実行した結果です)

ライブラリの主役は Numpy と OpenCV-Python。
Pillow は、日本語を含む Path を読むためにインストール。


最初に用意した Embeddable Python が14MBくらいで(おー!ちいさい☆)と喜んだけど、上記のライブラリを三つ入れたら 158MB に・・・。

ライブラリを構成しているファイルの依存関係がわかれば、必要ないファイルを消しまくって、もっと小さく出来ると思うのですが・・・、その具体的な方法がわかりません!!

仕方がないので、そのまま組み込み用の「Python39-32」フォルダを作成。

フォルダ名の Python は、「Python関連のフォルダだよ!」ってコトが一目でわかるように工夫(?)しました。その次の 39 はVersion番号、ハイフンで繋いだ 32 は 32bit 用って意味です。

これを前回紹介したマークシートリーダーにドッキングさせます。

展開に少々時間がかかりますが、もし、よかったら使ってください。
MS_Reader 組み込み用 Embeddable Python です。

2.Python環境のドッキング

ダウンロードした「Python39-32.zip」を MS_Reader.exe のあるフォルダにコピー・貼り付け、展開してください。※ 動作確認が完了したら「Python39-32.zip」は削除しても OK です!

【展開前】

MS_Reader.exe とダウンロードした Python39-32.zip を同じ階層に置き、
zipファイルを展開(右クリックして「すべて展開」を選択)してください。
展開にはしばらく(1~2分)時間がかかります。

展開時のPC環境?によっては「ものすごく(20~30分)」時間がかかることが実際にありました!!(原因はわかりませんが、時間がかかるだけで、展開そのものは正しく行われました)

【展開後】

重要 MS_Reader.exe と Python39-32 フォルダは同じ階層に置いてください。

MS_Reader.exe と Python39-32 フォルダは必ず同じ階層に置いてください。


ここで念のため「Python39-32」フォルダの構造を必ず確認してください。

〇:Pathに注目してください。これならOK!

MS_Reader\Python39-32\Lib であり、また、
MS_Reader\Python39-32\Scripts であります。

これはダメです。Pathが二重になってます。

MS_Reader\Python39-32\Python39-32\Lib
MS_Reader\Python39-32\Python39-32\Scripts

上の「ダメな例のようにならない」ようにPython39-32.zipを作成しましたから、大丈夫だと思いますが・・・念のため、必ずご確認いただけますようお願いいたします。

以上が『 ドッキング作業 』です!!

MS_Reader.exe と同じフォルダに、Python39-32.zip をコピペして、展開すれば Python環境のドッキングは完了です。

これを夢見て、ンか月。マジ、挫けそうな時もあった・・・ けど。

MS_Reader.exe をダブルクリックして、マークシートリーダーを起動してみてください。

僕のマークシートリーダーは、自動的に、高速動作モードで、起動します。

3.高速化の確認

Python環境がないと(MS_Reader.exe がある場所に Python39-32 フォルダがない場合)・・・

MS_Reader 起動時、マークシートの読み取りを高速化するP4D(PythonForDelphi)モードは利用できませんが、

Python環境があれば(MS_Reader.exe がある場所に Python39-32 フォルダがある場合)・・・

マークシートの読み取りを高速化するP4D(PythonForDelphi)モードを利用する状態で、MS_Reader は起動します。

当たり前ですが、ダミー(中が空っぽ)の「Python39-32」フォルダを作成し、設定を偽ってMS_Readerを起動しても、メリットは何一つありません!

エラーが2つ出るだけです。

実際に、空の「 Python39-32 」フォルダを作成して実験してみました!


もう一つ。


こんなコトする方は皆無と思いますが。あくまでも、プログラムの動作検証として、ご参考まで。

【動作確認】

前回、設定したテンプレートを利用して動作確認します。

いったん、「P4Dを使用」のチェックを外して読み取りを実行します。前回試行した3列25行8選択肢の1枚あたり600マークあるシート3枚の読み取りにかかる時間は・・・


1枚0.805秒で読んでます(PC環境により、数値は当然異なります)が・・・

「P4Dを使用」のチェックを ON にして再び読み取りを実行します。私の PC での結果は・・・


1枚0.245秒強で読みました。

これが速度的に「はやい」か・どうか、このソフトウェアをお使いいただく方により、その判断基準は異なりますから、その思い(感じ方)は違って当然ですが、Python環境を利用しない場合に比較して、Python環境を組み込み、これを利用した場合は(PC環境により、その数値は悉く異なると思われますが)マークの読み取り速度は間違いなく高速化されるはずです(僕の環境では、「それがない」場合に比較して、「それがある」場合は3.3倍速で動作しました)。

ただ、Python環境を組み込んだ場合、プログラム全体の大きさは、12倍以上に巨大化します・・・

プログラムサイズを選ぶか、動作速度を優先するか、
ご使用目的、お使いのPC環境に合わせて選択していただけたら幸いです。

僕は・・・

今日の空みたいな・・・

プログラムを書きたかった・・・だけです *(^_^)*♪

僕が、この世から消えたあとも、動く。

いつか、夢みたとおりの・・・ プログラムを。

だいすきな・・・

大好きな Delphi と・・・

僕の Object Pascal で。

4.システムに Visual C++ランタイムライブラリがない場合は?

お使いのシステムに Visual C++ランタイムライブラリがインストールされていない場合は、MS_Reader 起動時に次のエラーが発生します。

『アプリケーションを正しく初期化できませんでした(0xc0150002)。「OK」をクリックしてアプリケーションを終了してください。』

英文の場合もあるようです。

PCの解像度の関係だと思うのですが、画像がボケていてごめんなさい!


このエラーが発生する原因を調べてみたところ、組み込みPython環境内にある「Python39.dll」が Visual C++ランタイムライブラリを必要とするようで、これがシステムにない場合は、プログラム起動時にバックグラウンドで行っているPython Engine の初期化に失敗して、上記のエラーメッセージが表示されることがわかりました。

お使いのPCで、Visual C++ ランタイム ライブラリのインストール状況を確認するには、[スタート] ボタンを右クリックし、「ファイル名を指定して実行」をクリックして、appwiz.cpl と入力して[Enter]を押します。Python環境を組み込んだ MS_Reader が動作する環境であれば、システムにインストールされている Microsoft Visual C++ ランタイム ライブラリが以下のように表示されるはずです。

現在、私のシステム(Windows 11 Pro 23H2)にインストールされているC++ランタイムライブラリの一覧。
もちろん、このシステムでPython環境を組み込んだマークシートリーダーが正常に動作しています。


システム内で起きていた別のエラーを解決するために、2023年12月上旬に工場出荷状態に戻すリカバリ作業を行いました。同時にOSを最新のバージョンに更新しました。それ以前のシステムの状態は次の通りです(OS のバージョンは 22H2)。※ 私のPCでの話です。

現在の状況とは異なっています。
この状態でもPython環境を組み込んだマークシートリーダーは正常に動作していました。


エラーを解決するには、Visual C++ランタイムライブラリをインストールすればいいわけですが、上の例のように Visual C++ ランタイムはたくさんあるので、手動でひとつひとつダウンロードしてインストールするより、Visual C++ ランタイムインストーラーを使って全ての Visual C++ ランタイムを一括インストールする方が簡単です。

システムをリカバリする前は、次のようにして Visual C++ ランタイムをインストールしていました。

【ご注意願います!】
ここで紹介する方法で Visual C++ ランタイムをインストールする場合、他のプログラムの実行環境との整合性は、一切保証できません。また、最悪の場合、Windowsが起動しなくなるトラブルが発生することも十分に考えられます。インストール作業の全てが自己責任であることを十分ご理解の上、重大な問題が発生した場合は元の環境に戻せるよう、システムのバックアップを取る・現在の設定をメモに記録する等、不具合の発生に備え、必要かつ十分な準備を整えた上で、Visual C++ ランタイムのインストールを行ってください。

以下のサイトから「Visual C++ v56.exe」をダウンロードしてインストール(私の環境にインストールする分には、なんの問題も起きませんでした。もちろん、マークシートリーダーも問題なく起動し、安定動作しました)。

Visual C++ Runtime Installer (All-In-One) v56

https://www.majorgeeks.com/files/details/visual_c_runtime_installer.html

こちらのWebサイトでも(次のリンク先Webページの下の方で)、このインストーラが紹介されています。

Microsoft Visual C ++ 再頒布可能ファイルを削除して再インストールする方法

https://www.autodesk.co.jp/support/technical/article/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/JPN/How-to-remove-and-reinstall-Microsoft-Visual-C-Runtime-Libraries.html

インストーラーを立ち上げると、本当にインストールするかどうかを「YES」か「No」かで尋ねられるので、インストールする場合は「Y」をタイプします。その後はPCの画面に表示される英文の指示にしたがって操作してください。

ここから先は、上記のインストーラーを用いて Visual C++ ランタイムをインストールした際、私が実際に経験したトラブル?です(最終的にインストールは成功しました)。

お決まりのUAC起動後(PCの設定によっては)管理者ID 及びパスワードの入力が求められますが、これを入力すると、そのままPCがフリーズしたような状態になり、数分待機しても進展が見られないので、いったん作業を Ctrl+Alt+Delete でキャンセルし、再度、「Visual C++ v56.exe」を起動して Visual C++ ランタイムのインストール作業を実行、今度はトラブルなくインストールに成功する事例です。これは「ある特定のAD環境下にあるPCのすべてに共通して見られた」現象です。現在もその原因はわかりませんが、ご参考まで。

また、システムの状態によっては(現在システムにあるランタイムをアンインストールしているのか?)複数回(と言っても最高2回ですが)、再起動を求められることも(何度も)経験しました。

C++ランタイムライブラリのインストールについて、経験を加味して私がわかるのはここまでです(実は、何もわかってないのとイコールなのですが)。これ以外のエラーメッセージが表示されてインストーラーが起動しない場合も、もしかしたらあり得るかもしれません。大変恐縮ですが、そのような場合は原因の究明を含めて、自己責任でご対応ください。

5.Python Engine の初期化の問題?他

MS_Reader では、マーク読み取り時の体感速度を上げるため、FormCreate時にバックグラウンドで Python Engine の初期化を行っています。MS_Reader.exe のあるフォルダに小さなマークシートの画像とマーカー画像があるのにお気づきになった方がいらっしゃるかもしれません。これは Python Engine 初期化用に用意した画像です。

Python Engine 初期化用の画像をリソースに埋め込み、もし、それがない場合は再生して、
プログラム起動時に Python Engine の初期化が必ず行われるようにしています。


この初期化を「するか・しないか」で、MS_Reader 起動後、初めてマークを「読む」ボタンをクリックした際のプログラムの挙動がまるで違ったものになります。初期化を行った場合は、ごくスムーズにマーク読み取りが始まるのに対し、行わなかった場合は PC が一瞬フリーズしたような状態になり、その後、息を吹き返すかのようにマークの読み取りが始まります。

Python Engine の初期化コードです。

  AppDataDir:=ExtractFilePath(Application.ExeName)+'Python39-32';

  if DirectoryExists(AppDataDir) then
  begin
    //フォルダが存在したときの処理
    CheckPython.Enabled:=True;
    CheckPython.Checked:=True;
    PythonEngine1.AutoLoad:=True;
    PythonEngine1.IO:=PythonGUIInputOutput1;
    PythonEngine1.DllPath:=AppDataDir;
    PythonEngine1.SetPythonHome(PythonEngine1.DllPath);
    PythonEngine1.LoadDll;
    PythonDelphiVar1.Engine:=PythonEngine1;
    PythonDelphiVar1.VarName:=AnsiString('var1');
    PythonEngine1.Py_Initialize;
    //イニシャライズされたことを記憶
    P4D_ini:=True;
  end else begin
    CheckPython.Checked:=False;
    CheckPython.Enabled:=False;
    PythonEngine1.AutoLoad:=False;
    P4D_ini:=False;
  end;

(どこに問題があるのでしょうか?)

PC によっては、この Python Engine の初期化に非常に長い時間を要することがあるようです(エラーメッセージは出ません。この沈黙の時間が終わった後、プログラムは問題なく動作します)。偶然、ある PC でこの現象に巡り合い、あわてて時間を計ってみたところ、その PC では初期化に4分必要でした! なぜ、このような現象が発生するのか、その理由がわからないのですが、「そのようなことがある」ことだけは経験的に明らかですので、ここに書いておくことにしました。

また、マーク読み取り開始時に、マーカー画像の位置をテンプレートマッチングで確認して、それが「本当に見えている」ことをユーザーに明示的に知らせていますが、ここでもその処理に少し時間が必要なことがあります。私のPCでも、この現象は「起きたり・起きなかったり」するような気が・・・。エラーが出るわけでもなく、ただ・・・「ん?」みたいな時間があるだけなのですが・・・。こちらもその原因がよくわかりません。

以上が、現象としてはわかっているのですが、原因が解明できていないPython環境を使う上での問題点です。

それから、私の想定外の操作が行われた場合、メモリーリークが起きる可能性があります。Python環境をドッキングさせた当初は、このメモリーリークにかなり悩まされました。どう頑張っても小さなメモリーリークが発生するのを取り切れず、( Python環境はそういうもの? )と割り切ってしまおうかと思ったこともあったくらいです。

そのたびに思い直し、メモリーリークが発生する原因を突き止めて対応することを繰り返しました。なので、私が想定した操作範囲内でのメモリーリークは全て取り切れたと思います。が、もし、それが発生した場合は、その発生を知らせるメッセージがプログラム終了直後に表示されます( FormCreate時に実行されるコードの中にメモリーリークがあれば検出するコードを残してあります)。

  //メモリーリークがあれば検出
  ReportMemoryLeaksOnShutdown:=True;
メモリーリークが起きたことを伝えるメッセージ
(上の例のメモリーリークは故意に発生させたものです)

6.まとめ

(1)Python環境を利用するとマークシートリーダーは高速化できる。
(2)高速化できるかわりに、プログラム全体のサイズは大きくなる。
(3)原因不明のフリーズのような現象が発生することがある。

7.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容及びダウンロードしたプログラムを利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

マークシートリーダー

自分的に必要と思った機能は全部搭載しました・・・が、
プロが作った有償販売できるレベルのソフトウェアではありません。
見た目も、使い勝手も、よくないと思います。
もちろん、無料でお使いただけますが、サポートも、動作保証もありません。
ダウンロードから設定まで、ALL自己責任でお願いします。

快適と感じる速度で動作させるには、かなり高性能なCPU搭載のマシンが必要です。
私のプログラミング技術が足りない部分を、CPUパワーでカバーしてもらってます。
マシンによっては、読み取り結果のチェック等がかなりトロいかもですが・・・

それでも、もし、よかったら使ってください。
Delphiで作ったマークシートリーダーです。


参考 後日、別途ご案内するPython環境を用意していただくと、より高速に動作します!
参考 Python環境で動かす場合、Python Engineの初期化に4~5分かかることがあります・・・

ここで紹介しているマークシートリーダーを用いて読み取った結果をCSVファイルに出力し、これをもとに「採点結果を試験の受験者に通知するシート」及び「試験の成績一覧表」を(表計算ソフトを使わずに)作成できるプログラムです。次のリンク先からダウンロードできます。

リンク先からダウンロードできるマークシートリーダーは、消音機能を追加したバージョンアップ版です。

【使い方のご案内】

1.デスクトップにMS_Reader.zipを展開(解凍)
2.高解像度ディスプレイへの対応
3.マークシート画像の読み取り準備
4.テンプレートを作成
5.マークの読み取りを実行
6.読み取り結果のチェック
7.CSVファイルへの書き出し
8.Excel Book の準備作業
9.Excel Book への書き出し
10.マークシート印刷用紙について
11.まとめ
12.お願いとお断り

どんな環境でも、100%動作する保証はできません・・・が、
私と同じ環境・条件を揃えていただければ、きっと動くと思います。

使用したPC及びOS、開発環境は、次の通りです。

・プロセッサ 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-1185G7 3.00 GHz
・実装 RAM 32.0 GB

・Windows 11 Pro 64ビット版
・バージョン 23H2
・OS ビルド 22631.2861

・Embarcadero® Delphi 12 バージョン 29.0.50491.5718

・設計時の画面解像度は「1366 × 768」です。これ以上の解像度でお使いください。

使い方をなるべく丁寧に説明しますので(マニュアルも同梱してありますが)、まず、ここに書かれている順番で、一通り操作してみていただけたら幸いです。

1.デスクトップにMS_Reader.zipを展開(解凍)

ダウンロードした MS_Reader.zip をお使いのPCのデスクトップにコピペして右クリックするとサブメニューが表示されます。この中の「すべて展開」をクリックしてください。

デスクトップに MS_Reader.zip を展開します。


無事、展開に成功したら、MS_Readerフォルダをダブルクリックして開きます。

フォルダ内に展開されたファイルの中に MS_Reader.exe があります。これをダブルクリックしてマークシートリーダーを起動します。


次のメッセージが表示された場合は、「詳細情報」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックします(プログラムの発行元が不明である場合に、Windows のDefender機能である SmartScreen がこの表示を出すそうです。自分の責任で実行すれば、次回からこのメッセージは表示されなくなります)。

「詳細情報」をクリックします。


すると、次の画面が表示されます。「実行」(画像中、赤い枠で囲んで示した部分)をクリックしてMS_Readerを起動してください。

「実行」をクリックします。

2.高解像度ディスプレイへの対応

高解像度ディスプレイをお使いの場合の対応方法です。高解像度ディスプレイをお使いの場合、設定から「システム」⇨「ディスプレイ」と順にクリックすると、次のように表示されると思います。

拡大縮小に「150~200」という値が設定されていれば、高解像度ディスプレイです。


この場合、起動したマークシートリーダーの画面が小さくて見えにくいと感じることがあるかもしれません。その場合は、次のように操作してください。

MS_Reader.exe を右クリックして、表示されるサブメニューのプロパティをクリックします。

MS_Reader.exe のプロパティを表示します。


「互換性」タブをクリックします。


高DPI設定の変更をクリックします。


「高いDPIスケールの動作を上書きします。」にチェックを入れて、「拡大縮小の実行元:」は「システム」をComboBoxの選択肢から選択して指定。OKボタンをクリックします。


続けて「適用」⇨「OK」とクリックして設定は終了です。これで画面が見やすい大きさで表示されるようになります。

3.マークシート画像の読み取り準備

デスクトップに展開した MS_Reader フォルダ内に「ScanData」フォルダがあります。この中に練習用のサンプル画像が2種類(解像度150dpiと200dpi)入っています。この画像を用いて説明します。

重要 マークシートは、解像度150~200dpiでスキャンしてください。

重要 1回の操作で読み取り可能な枚数は最大99枚です。

MS_Reader.exe をダブルクリックしてマークシートリーダーを起動したら、画面左上の「画像変換」をクリックし、表示されるメニューの「専用画像を作成」をクリックします。


画像変換用のWindowが表示されたら、画面右上の「選択」ボタンをクリックします。


「フォルダの選択」ダイアログが表示されます。ここでは「Scanner_A」フォルダを選択します。フォルダ名をクリックして、下のFolder欄に「Scanner_A」と表示されたことを確認し、「OK」をクリックします。

スキャンしたマークシート画像は「ScanData」内に適切な名前を付けたフォルダを作成し、必ずその中に保存してください!

重要 フォルダ名にハイフン(-)を使わないでください。

参考 フォルダ名には、文字の他、アンダースコア(_)が使用できます。

注意してください。選択するのは「フォルダ」で、「ファイル」ではありません。
(Scanner_Aをダブルクリックして開いても何も表示されません)


画面は、次のようになります。赤い枠で囲んだ部分にマークシート画像のサムネイルが表示されます。回転の必要性の有無と回転方向を確認してください。


この場合は、回転の必要性「有り」で、回転方向は左90°です。これを「画像の回転」のオプションボタンをクリックして指定します。

左90°のオプションボタンをクリックします。


必要であれば、次に画像のリサイズ指定を行います。リサイズを指定「する・しない」の判定基準は、スキャナーでマークシート画像をスキャンした際の解像度の数値で判断してください。

「Scanner_A」フォルダ内のマークシート画像は、ScanSnap iX1500 のノーマルモードでスキャンした画像で、その解像度は 150dpi です。この場合は、ちょうどよい大きさでマークシート画像が表示されますので、画像をリサイズする必要はありません。

重要 解像度150dpi ・A4横置きの場合、リサイズは必要ありません!

重要 解像度200dpi ・A4横置き・解答マーク欄4列の場合、80%の大きさにリサイズしてください。読み取り後のチェックまで含めて、作業しやすくなります。

マークシート画像の読み取り解像度が 200dpi でも、マークシートがA4横置き、解答マーク欄の列数が3列の場合、リサイズは必要ありません

また、A4以外の大きさのマークシートは使ったことがありません!
(用紙の左上にマーカー画像■■■を入れ、その他はここでダウンロードできるサンプルと同様に作成していただければ、用紙サイズに関係なく動作すると思いますが、試行したことがありませんので確かなことは言えません。ただ、画像のサイズが大きくなればなるほど、動作速度は間違いなく低下します。また、複合機のスキャナーを用いて、マークシートを画像化する際も、B4やA3の大きさだと私が使用している機材ではメモリがいっぱいになるのでしょうか? 30枚程度読み込んだあたりで一旦動作が停止します。数百枚単位での読み取りにはそれなりに時間がかかります。そのような理由から、マークシートに使う紙の大きさはA4サイズ以下が適切だと思います。)

参考:プログラムを書いた本人が言うのもナンですが、自動でのリサイズはおまけ程度にお考えください。
ScanDataフォルダのScanner_Bフォルダに保存されたサンプル画像の大きさは、2338 × 1653
これを自動リサイズオプションボタンを指定して、変換してみます。
ProcDataフォルダのScanner_Bフォルダに保存されたサンプル画像の大きさは、1760 × 1248
いちおう、これでマークシート画像が横方向のはみ出し「なし」で表示されました。

重要 画像のリサイズの有無を必ずメモ(記録)してください!

⇨ 複数クラスのマークシート読み取り時に、同じ設定を適用する必要があります。

重要 大きな解像度の画像を扱う場合、動作速度が大幅に低下します!

回転の有無と方向、リサイズの有無を指定したら、画面中央右にある「参照」ボタンをクリックして、保存先のフォルダを選択します。


「フォルダの選択」ダイアログが開きます。Pathを見ると「ProcData」フォルダが指定されていることがわかると思います。なお、Procは「Processed(加工済み)」という意味です。

プログラムは「ScanData」フォルダで指定したフォルダと同名のフォルダを「ProcData」フォルダに自動作成します。この自動作成されたフォルダをクリックして選択します(しつこいようですが、選択するのは「フォルダ」で、「ファイル」ではありません)。下のFolder欄に「Scanner_A」と表示されたことを確認し、「OK」をクリックします。

読み取り用のマークシート画像は、必ず「ProcData」内の自動作成されたフォルダに保存してください!

重要 ProcData以外のフォルダには画像を保存しないでください。

読み取り用画像を保存するフォルダは自動で作成されます!
(自動作成されたフォルダをクリックして選択してください)


「変換実行」をクリックします。

回転とリサイズの有無を指定して「変換実行」をクリック!


次に表示される案内メッセージには「いいえ」を選択してください。


このマークシートリーダーとは別に、手書き答案の採点プログラムを作成しました(準備が整い次第、公開する予定です)。このマークシートリーダーは、そちらと連動しての動作も可能な設計にしてあるため、このメッセージが表示されます。

画像の変換が完了すると、メッセージが表示されますので、OKをクリックします。


変換された読み取り専用画像のサムネイルが表示されます。作成された読み取り用の画像ファイルには連番の名前が自動的に付きます(自動生成されたファイル名は変更しないでください)。

重要 Python環境を利用する場合はファイル名は必ず連番にしてください。

画像処理のアルゴリズムは、GDI+を利用しています。画像の回転とリサイズが伴う場合は、変換に時間がかかります。処理が完了するまでお待ちください。

(後日、別途ご案内する予定の)手書き答案の採点プログラムと併用する場合は、採点やり直しのために必要な画像もここで作成します(Loopが二重にまわり、時間も2倍かかります)。

クラス別に処理する場合は、「画面の初期化」ボタンをクリックします。
変換元フォルダの選択から、画像の変換処理を再実行できます。

画像の変換処理が完了したら、「終了」ボタンをクリックして、この画面を閉じます。

参考:画像を変換する理由は以下の3つです!
(1)Jpeg画像のサイズを最適化するため(全体が画面内に収まるようリサイズしてください)。
(2)画像の名前が連番になるよう、自動的にリネームするため。
(3)証拠画像としてのオリジナルを残したまま、読み取りに最適な大きさの画像を生成するため。

4.テンプレートを作成

次に、マークシートの情報を記録した読み取り用のテンプレートを作成します。これを作成することにより、同じ採点を複数クラスに対して実行したり、設定(縮小処理の有無を含む)が同じマークシートを異なる考査での使いまわしが可能となる・・・

・・・ように設計したのですが、実際には使いまわしがなんとなく不安なので、考査毎にテンプレートを再生成して運用しています。ですので、同じ設定(大きさ)のマークシート画像の情報を記録したテンプレートの使いまわしが可能か・どうか、これについては未確認です。

「確実なマークシート読み取りを実行する」ためには、お手数をおかけしますが、試験ごとに使用したマークシートのテンプレートを作成していただくのが最良の方法であると思います。

メニューの「2 テンプレート」をクリックして表示されるサブメニューの「テンプレートの新規登録」をクリックしてください。別のWindowが開きます。


画面右上の「取得」ボタンをクリックします。


今度は「ファイルを選択」するダイアログが表示されます。任意のマークシート画像を選んでください(1番のファイルを選ぶ方が多いのではないでしょうか?)。ファイルをクリックしてファイル名を取得し、「開く」をクリックします。

マークシート画像のサムネイルをクリックするとファイル名が取得できます。


画面は次のようになります。

このプログラムでは、マーカー(特徴点)画像を利用してマークシートのマーク位置を計算しています。ですので、このプログラムで処理するマークシートには必ずマーカー(特徴点)画像が必要です。

重要 マークシート左上にマーカー画像(■■■)を必ず用意します。

重要 マーカー画像は、マークシート1枚に1つだけ用意します。

画面右の操作パネル上段にある「マーカー」オプションボタンをクリックして選択状態にします。

「選択対象」の「マーカー」オプションボタンをクリックしてください。


マークシートの画像が拡大表示され、マウスのカーソルが大きな「+」になります。

マーカー画像の「左上」をクリックし、ボタンを押したまま「右下」へドラッグしてください。画像上には点線のラバーバンドが表示されます。

マーカー画像の左上を左クリックして、マウスの左ボタンを押したまま、マーカー画像の右下へドラッグ。
点線のラバーバンドでマーカー画像が囲まれます。


ドラッグ中の画像です(わかりやすさのため、マーカー画像より大きめにドラッグしています)。

黒点線がラバーバンドを示します。


マーカー画像の座標を正しく取得できる例です。

マーカー画像とラバーバンドがぴったり重なるようドラッグしてください。


マウスの左ボタンから指を離すと、取得できたマーカー画像が画面右側に表示されます。

数値は、画像左上からの距離です。

マークの読み取り時、プログラムは、コンピュータの眼である「OpenCV」のテンプレートマッチングの機能を利用して、まず、最初にマークシート画像中にあるこのマーカー(特徴点)画像を探し出します(これはマークシート画像1枚1枚について必ず行います)。

次に、マーカー(特徴点)画像左上隅を原点(0,0)として、テンプレートに記録されたマーク欄の座標からマーク一つ一つの位置を割り出して、これを切り抜いて画像化(正確に言うと、マークの切り抜き処理前に、ボカシ・二値化・白黒反転の各処理を行い、マークの切り抜き後に白面積計算処理を行って)、マークの有無を判定しています。

この方式の利点は、印刷そのものが左右にズレでも、マーカー画像と解答欄の相対的な位置関係は一定で変わりませんから、印刷がズレすぎて解答欄が印刷されなかった場合以外は、必ずマークの位置を探し出せる(=マークの有無を判定できる)ことです。

事実、輪転機で印刷(非推奨ですが!)して、チェックから漏れた(チェックしなかった?)、正しい位置から印刷が5cmくらいズレたマークシートも、このプログラムでなんの問題もなく読み取れました・・・。印刷のズレを申告せず、そのまま解答して提出する受験者も受験者ですが・・・。A4横・4列のシートで、解答には3列めまでしか使わなかったから「4列めはなくてもOK! 大丈夫」と思ったのでしょうか? それともただ単にめんどくさかったのでしょうか? たぶん、後者だと思いますが・・・

次は、そのテンプレートマッチングの機能をテストします。画面右にある「マーカー画像の読み取りテスト」ボタンをクリックしてください。テンプレートマッチングが正しく実行されると、マーカー(特徴点)画像が太い赤枠で囲まれます。


表示されるメッセージをお読みいただき、「OK」をクリックしてメッセージを閉じてください。


結果が良好であれば「選択対象」グループの「解答欄」をクリックします。


次に、マークシートのマーク(解答)欄の「行数」と「列数」及び「選択肢の数」を指定します。


マークシートの列数・行数・選択肢数の数え方は次の通りです(Scanner_Aフォルダにあるマークシート画像は、A4横置き・3列・25行・8選択肢の形式です)。


ですので、これを次のように設定します。


ComboBox に正しく設定を入力したら、その下の「採点方法の設定」の座標「1列」のオプションボタンをクリックして選択状態にします。マウスのカーソルが大きな「+」になります。


第1列目のマーク(解答)欄の座標を取得します。マーカー(特徴点)画像の時と同様、第1列の枠のうち、設問番号欄の矩形を除いた選択肢のマークが印刷されている欄の矩形の左上隅を(左)クリックして、そのままボタンを離さずに、枠の右下隅へドラッグします。この作業は正確に、慎重に行ってください。この作業の良し悪しでマークの読み取りの可否が決まります。

極めて重要 設問番号欄を含めて指定してはいけません!

極めて重要 指定するのはマーク欄のみ!

プログラムは、ここで取得した座標値(矩形の高さ)を行数で割り算して列を設問毎1行ずつに切り出し、さらに切り出した1行を選択肢数で割って1つ1つのマークを切り出し、その塗りつぶし面積を計算して、マークの有無を判定しています。

マーク(解答)欄の枠線と、表示されるラバーバンドがぴったり重なるようにドラッグしてください。

※ 下図は2つともドラッグ直後の結果を示しています(〇はドラッグ開始点と終了点です)。

マーク欄第1列めの左上隅を(左)クリックしてそのまま指を離さずに右下隅へドラッグ


ドラッグ中は、黒点線のラバーバンドが表示されます。これを目安に位置決めを行ってください、

画像中の〇印の位置までドラッグします。


指を離すと、ドラッグした範囲が赤い矩形で囲まれます。画面右側に取得できた座標が表示されます。


「再範囲選択」ボタンをクリックして、座標の取得をやり直すこともできます。


1列目が済んだら、同様にして2列目の座標を取得します。この作業を「マークシートの列数」分だけ繰り返します。

すべての列の座標を取得できたら、「保存」ボタンをクリックして取得した座標を保存します。


「保存」処理が完了すると、次のメッセージが表示されます。

参考:テンプレートの名前について
例 N_R25C03S08
N:ノーマル(通常の大きさ:解像度150~200dpi)
R:Row(行数)は25行
C:Col(列数)は3列
S:Selection(選択)は8個


「二値化テストの実行」ボタンをクリックすると、第1列めを「平滑化(ぼかし)処理&白黒反転して二値化」した画像の状態が確認できます。「マークあり」の部分が白く表示されていればOKです!
(プログラムは、この白部分の面積を計算して、マークの有無を判定しています)

「終了」ボタンをクリックして画面を閉じ、マーク(解答)欄座標の取得作業を終了します。

二値化テストを実行した場合は、終了ボタンをクリックする前に、保存ボタンをクリックすることを忘れないでください!

二値化の閾値と平滑化(ぼかし処理)のパラメータは、まずデフォルト設定でお試しください。

5.マークの読み取りを実行

これでマークを読む準備ができました。メニューの「テンプレート」をクリックし、表示されるサブメニューの「テンプレートの選択」をクリックします。


次のように、テンプレートを選択するWindowが表示されます。マークシートの形式に合ったテンプレートをクリックして選択し、決定をクリックします。

シングル/ダブルとあるのは、数学や教科「情報」のテストで、マークシート2枚1セットの採点を行うための設定です。選択肢数が16のマークシートを選ぶと、この設定も選択できるようになります(選択肢数が16未満のマークシートでは、この設定は利用できません)。

数学及び教科「情報」用の設定は、後日別記事として掲載する予定です。


次のメッセージが表示されます。「はい」をクリックしてください。


マークの読み取りを実行したいマークシート画像のあるフォルダを選択し、「Ok」ボタンをクリックしてください。


保存してあるマーカー(特徴点)画像をもとに、自動的にテンプレートマッチングが行われ、見つかったマーカー(特徴点)画像から、マークシートのマーク(解答)欄第1列第1行目の座標が計算され、それぞれが赤い矩形で囲まれて表示されることを確認してください。

Python環境を利用する場合(ここでワンクッション置くような感じで)テンプレートマッチングにしばらく時間がかかることがあります。同じプログラムを走らせているのですが、PCにより、このフリーズしたような時間の長さが極端に違うようです・・・、その辺の理由が私にはさっぱりわかりませんが・・・。

Python環境利用時に、この画面が表示されるまで、フリーズしたようになることがあります!


ここまでの設定操作が順調に進行していれば(抜け・落ち・欠けがなければ)、間違いなくテンプレートマッチングが成功し、マーカーと1列1行目が赤い矩形で囲まれるはずです。次のメッセージが表示されますので、お読みになったら「OK」ボタンをクリックしてください。


「読む」ボタンをクリックすると、マークシートの読み取りがスタートします。


画面下部の StringGrid に読み取り結果がリアルタイムで表示されます。また、読み取り完了後、処理にかかった時間が画面左下に表示されます。


8選択肢・25行・3列だから、合計600マーク ×3枚=1800マークの読み取りで、早ければ2013ミリ秒、遅くて2467ミリ秒で読んでます(PCの性能により、この値は変わります)。


遅かった方で1マークあたりの読み取り時間を計算すると、

2.467秒 ÷3≒ 0.82秒/枚
0.82 ÷ 600 ≒ 1.4ミリ秒/1マーク

そう書くと、すごく早いような気がしますが・・・

600マーク3枚で2.5秒だから、30枚ならその10倍で25秒かかります。平均的な高校の1学年分の生徒数を1学年8クラス320名とすると、さらに10倍で280秒程度、約5分処理時間が必要です。

300名分、5分だと慣れてくるとちょっと遅く感じてしまうかな? みたいな気が・・・

このプログラムには、内部的にPython環境を組み込んで高速動作させるモードがあります。数学用途の16選択肢・25行・3列で1200マーク/枚のマークシートで処理速度を計算・比較してみます。
(組み込みPythonの利用方法は後日ご案内します)

まず、Python環境を利用しない場合、1200マーク×40枚=1クラス分の48000マークを読むのにかかった時間が・・・


約78秒です。2枚1セットのダブルモードならその倍になります。
1枚(1200マーク)読むのに1.95秒かかってます。

次に、Python環境を利用した場合です。同じ読み取り条件で実験すると・・・


約11.5秒。8クラスあっても2分かかりません。ダブルモードでも4分未満。
1枚0.3秒未満で読み取ってます。

何やってもダメな自分にしては、よく頑張ったって正直、思います・・・。
よほど、びみょーなマークでない限り、期待した通り、ほぼ正しく読み取ってるし・・・。
かあさん、オレ、がんばったよ☆☆☆

まぁ このプログラム作成そのものに50万枚くらい採点できる時間をかけてますから・・・

それと合算すれば、
たぶん、プラマイ0ですー!!

6.読み取り結果のチェック

マークシートリーダーで最も重要な部分は、マーク読み取りの正確さであることは言うまでもありませんが、読み取り結果のチェック機能も非常に重要であると考えます。

人によってマークの濃さや大きさは少しずつ異なり、また、マークを訂正した箇所に残る消し跡も判定に少なからぬ影響を及ぼします。常に100%正しい読み取り結果が保証されないのが現実ですから、如何に効率よく、読み取り結果をチェックできるかで、プログラムの使用感はずいぶん変わってくると思います(CPUパワーにかなり依存したプログラムを書いておいて、そう言うのもナンですが・・・)。

自分自身の書いたものがベストだなんて、到底、思えませんが、このプログラムを書くにあたり、マークの読み取り部分と同等か、それ以上に頑張って書いたのが、この読み取り結果のチェック部分です。

機械との協働。機械との融和。これをテーマに、ヒトと機械とが一体化しての「快適なチェック作業」の実現を目指しました。

・・・が、プログラミング技術の未熟。自分自身の勉強不足。見い出した妥協点。等々の理由により、視覚による機械と協働してのチェックも、聴覚(音声出力)による機械と協働してのチェックも、いずれも全面的にマシンのCPUパワーに依存した、もっさりした感のある処理となってしまいました・・・。

処理性能の高いマシンなら、それなりに快適に作業できると思うのですが。以下、チェック機能の使い方です。

マーク読み取り結果のチェックを実行。


上の図の左のGUIから説明します。

白紙にチェックすると、マークがひとつもないシートのチェックは行わない(飛ばす)設定で動作します。この機能はデフォルトでON(チェックあり)です。

マーク(解答)がなかった場合の読み取り結果の表示が「999」です(デフォルトOFFです。このプログラムでは、「空欄」のフラグを「999」としています。マークの番号にも、得点にも「999」は通常ないことがその理由です。ちなみに複数マークは「99」と表示しています。色は「999」が「青」、「99」が「赤」です。少しでも視覚に訴えた方がチェックしやすいと考えました)。

ごく薄い色でマークされた答案が混じっていないことが大前提ですが、答案全体(1クラス分!)のマークの濃さが十分「濃い」と保証されていれば、チェック開始時のみ「999」のチェックを外してチェック(機械がきちんと空欄を識別していることをヒトが目視して確認)、で、確実に空欄を見分けていることが確認できたら、「999」にチェックして続行。こうすれば大変スムーズな確認作業を実現することができます。あくまでもごく薄くマークされたシートがないことが大前提ですが・・・

いずれにしても「Check!」ボタンをクリックすると、プログラムは次の「空欄(999)」もしくは「複数マーク(99)」を探し、それが見つかった場合は該当箇所を赤い矩形で囲んで表示します。処理性能の高い(CPUパワーのある)マシンであれば、それなりに快適に動作しますが、そうでない場合は、かなり「もっさり」した動作になりますので、イライラするかも知れません。ごめんなさい。

【空欄と判定した場合】

マークがない場合の表示例(設問番号25が空欄であった場合)

【複数マークありと判定した場合】

複数マークと判定した場合の表示例(設問番号43が複数マークであると判定)


複数マークの判定はパラメータ設定を厳し目にしてあります(上の図はそれがわかるよう、大きめに表示しました)。ごく小さなシミは「平滑化(ぼかし)」処理である程度消えますが、ある程度の面積があるシミや汚れは上のように複数マークと判定されます。

いずれの場合も、ヒトの眼で確認して、訂正の必要がなければ「Check!」ボタンをクリックしてチェックを続行。読み取り結果の訂正が必要な場合は、正しい値を直接入力します(上の場合であれば「2」と入力してください)。


【処理をスキップして次のシートへ】

「Skip」ボタンをクリックすると、現在チェックしているシートの残りの部分のチェックを省略し、次のシートのチェックへ移動します。チェック対象シートの残りの行が全部空欄であった場合などに利用してください。


【チェックの再実行】

「ReDo」をチェックすると、初めからチェックを再実行できます。

ReDoにチェックすると表示されるメッセージ①
ReDoにチェックすると表示されるメッセージ②


【音声読み上げ】

読み取り結果が表示されているStringGridの任意の行をクリックして、「▶」ボタンを押すとWindowsに標準搭載されている日本語の音声合成エンジン(Microsoft Haruka Desktop)の音声で読み取り結果をアナウンスしてくれます。

マークの読み取りが正しく行われているか・どうか、少しでもラクに確認できないかと考え、この機能を搭載しました。処理性能の高いマシンでないと快適な動作は期待できませんが、CPUパワーのあるマシンであればそれなりに使えると思います。

「▶」ボタンの下にある「×」ボタンをクリックすると、音声読み上げを途中で中止することができます。


【列を指定して、任意の行からその列の最後の行までのチェックをスキップ】

数学用のマークシート等で、第1問の解答をシート第1列にマーク、第2問の解答をシート第2列にマーク、第3問の解答を・・・というような設定にしたい場合、「指定列の任意の行から最後の行までをチェックの対象から外す」ことができます。以下、その方法です。

任意の行を指定して、その行以降のチェックをスキップできます。


図のいちばん左にある「Skip」にチェックすると、この機能が有効になり、続けて「Check!」ボタンをクリックすると、ここでの設定に基づいたチェックを実行できます。

上の例であれば、1列目25設問あるうちの20設問目以降25設問目までのチェックをスキップ(チェックは19設問まで実行)、2列目は設問番号26から始まるので34設問目以降50設問目までを、3列目は設問番号51から始まるので70設問目以降75設問目までのチェックをそれぞれスキップします。スキップの設定はComboBoxへ入力した指定値「以降」であることにご注意ください。

また、シートの型式により、列の指定の可否をプログラムが自動的に判断し、ComboBoxのEnabled プロパティが設定されます(上の例では4列目は指定不可)。

「覚」ボタンをクリックすると、現在の設定を ini ファイルに書き込んで記憶します。「消」ボタンをクリックすると「設定なし」の状態に初期化できます。

数学用途等で2枚1セットの処理を実行する場合は、1枚目と2枚目を分けてスキップ処理の設定を行うことができます(数学用途の処理方法は後日掲載します)。

7.CSVファイルへの書き出し

マークの有無の読み取り結果は、CSVファイルとExcel Book への書き出しが可能です。

【CSVファイルへの書き出し】


「ファイルへの出力」にある「CSV」をクリックして選択し、「書き出し」ボタンをクリックしてください。


上記の場所にCSV形式で、読み取り結果が出力されます。

フィールド名として1行目に「設問番号」、レコード名としてA列に「マークシート番号」が書き込まれます。

8.Excel Book の準備作業

【Excel Bookへの書き出し準備】

Excel Book への読み取り結果の書き出しは、自分用に(あれば便利かなー☆)と思って作成したものです。ですので、式の入ったセルを保護する等、第三者が使うことへの配慮は何一つ行っていません。セルに入力された式やVBAの内容をご自身でメンテナンスできる方なら、お使いいだけるかな? という程度のシロモノです。

添付した Excel Book はこれまでに何度も「実際に使用して動作に誤りがないことを確認済み」ですが、誤って式を削除したりした場合は(当然ですが)意図した通りに動作しません。ですので、こちらも動作保証は一切ありません。ご使用はあくまでも自己責任でお願いします。この Excel Book に対しても、このプログラムの使用要件にあります免責事項がそのまま適用されますことを申し添えます。

以下、試験実施前に行っておくとよい採点準備作業です。

eFile フォルダに「一般用マークと手書き併用採点シート.xltm」というマクロ有効テンプレートがあります。これをダブルクリックすると「一般用マークと手書き併用採点シート1.xlsx」という名前で新しい Excel Book が作られます。拡張子に注意してください。「.xlsx」です。このままでは期待通りに動作しませんので、適切な名前を付け、拡張子を「.xlsm」(マクロが有効な Excel Book )に変更して eFile フォルダ(必ずこのフォルダに保存してください!)に保存します。

ここでは test.xlsm という名前で保存したことにして説明を続けます。

「コンテンツの有効化」をクリックしてマクロが実行できるようにしてください。


【インターネットからダウンロードしたマクロ有効 Excel Book の取り扱い】

いつからこうなったのか、わかりませんが、インターネットからダウンロードした拡張子 xlsm の Excel Book をダブルクリックして開くと、次のメッセージが表示されるようになりました。

「編集を有効にする」をクリックすると・・・
マクロを動かすことができません!


こうなった時は、いったん Book を閉じて、その Excel ファイルを右クリックして表示されるサブメニューのプロパティをクリックして、全般タブのいちばん下にある「セキュリティ:」の「許可する」にチェックします(チェックする=マクロの実行をご自身の責任で行うことになります。どうか、ご注意ください)。

全般タブの下の方にあるセキュリティの設定。
マクロの実行をご自身の責任で行う場合は、「許可する」にチェックしてください。


「許可する」にチェックした状態で、「適用」をクリックすると「セキュリティ」の表示そのものが消えます。「あなたの責任でマクロの実行が可能になりました」ということなのでしょう。「OK」をクリックしてプロパティの設定画面を閉じます。


これでマクロが実行できるようになります。


【欠席者がいた場合】

Excel Book を利用して採点する場合、大変重要な注意事項があります。それは欠席者がいた場合の処理です。該当試験に欠席者がいる場合は、その欠席者の出席番号位置に未使用のマークシートを挿入し、シートが確実に出席番号順に並んでいることを確認してから、スキャナーでスキャンしてください。
※ 可能であれば、この用途専用に未使用のマークシートを複数枚、最初から手元に準備しておくとよいと思います。

重要 未使用のマークシートを欠席者の出席番号位置に挿入しておく!

これを忘れると、あとから「すーぱーめんどくさい」コトになります(もし、忘れたらマークシートのスキャンからもう一度、採点をやり直した方が効率がいいかもしれません)。


【受験者の氏名データを準備する】

test.xlsm をダブルクリックして開き、「コンテンツの有効化」を行ったら、いちばん最初に「名票への貼付元名票」シートをクリックして開き、ここに「採点対象者全員分の氏名」を準備してください。

もっとわかりやすく言うと、採点したいテストを受験した生徒全員の「クラス・出席番号・氏名・ふりがな・性別」データを「クラスごと」に「出席番号順」で、「名票への貼付元名票」シートに用意します。なんで「ふりがな」まで必要なのか? 疑問に思う方もいらっしゃるかもしれませんが、最近の若い方々のお名前は難読である場合が多く、採点結果を個票でお知らせする際に、個票の氏名欄のところに「ふりがな」も印刷しておくとスムーズに答案返却が行えます。そのための「ふりがな」準備です。

また、テストの受験者全員分の氏名データを1シートに準備する理由は、次のような使い方を想定しているからです。

(1)同じテストを受験 ⇨ クラス毎に採点用 Excel Book を用意するのは非効率的。
(2)採点用 Excel Book は1個だけ作成し、これをコピーして全クラス分を作る。

具体的には、eFile フォルダの Excel Book(test.xlsm)をコピーして、クラス別(AHR.xlsm)に名前を変えて MS_Reader.exe がある場所に保存。採点結果もコピーした Excel Book(AHR.xlsm) に書き込みます。さらに、この作業はすべてプログラムから自動実行します。

採点者は、採点結果が書き込まれた Excel Book(AHR.xlsm)を開いて、「名票への貼付元名票」シートに用意した氏名データから「A組の受験者の氏名データ(クラス・出席番号・氏名・ふりがな・性別)を範囲選択してコピーし、「名票」シートに値のみ貼り付けます。

こうすることで同じ内容のファイルを複数個準備することなく、言わば「採点原本」として利用する Excel Book を1つ作成するだけで、試験を実施した全クラス分の採点が可能となります。

ここでは「クラス」と表現しましたが、用意する氏名データを適宜変更すれば「講座」等の採点もまったく同じように行えます。※ プログラムの仕様としては、1回の採点作業で採点する人数を100名以下と想定していますが、実際の採点作業は1採点40名程度で行っています。ですので、40名程度を1つのまとまりとして採点していただく方向でお考えください。


【正解を入力】

氏名データの準備が完了したら、「正解」シートをクリックして表示し、設問毎に「正解」の選択肢の番号を入力します。設問がない場合(無解答でよい設問番号の欄)は空欄のままにしておきます。入力したら、入力内容に間違いがないか、よく確認し、上書き保存してください。

正解の入力を間違えるとたいへんなコトになります!
慎重に入力し、最低2回は間違いがないことを確認してください。


【配点を入力】

次に、「マークシート配点」シートをクリックして「配点」を入力します。入力と同時に合計が自動的に計算されます。入力が完了したら上書き保存してください。なお、この配点表の下には観点別評価の表もありますが、この表には一切入力しないでください(観点別評価の表は入力禁止です)。

配点を入力すると「合計」が自動計算されます。
確認作業にお役立てください。


【観点別評価の区分を入力】

次に、「マーク&手書き観点別評価」シートをクリックして「観点別評価の区分」を入力します。
「知識・技能 ⇨ 1」、「思考・判断・表現 ⇨ 2」として設問毎に、半角数字で入力してください。デフォルト設定では、すべての設問に「1」が入っています。解答を要しない設問は「空欄」にしてください。入力したら上書き保存します。


以上で、試験実施前の準備は終了です!

9.Excel Book への書き出し

重要 すべての Excel Book を閉じてから実行してください!

危険 Excelが起動した状態で実行すると重大なエラーが発生します!

Excel へデータを書き込む際は、上記注意事項を必ずお守りください。この注意を忘れて Excel が起動したまま、Excel Book への書き込みを実行すると最悪の場合、Excel のプロセスが幽霊のように残り、これを終了することが出来なくなって、復旧するには、システムの再起動しかない状態になります。未保存の重要なデータがあるような場合、当然そのデータは失われます。Excel Book へのデータ書き込み時は、Excel が起動していないことを(タスクバーに眠っている Excel Book がないことも含めて)十分確認した上で、書き込み作業を行ってください。


【書き出し処理】

マークシートを読み取り後、読み取り結果のチェックまで完了したら、Excel Book への読み取り結果の書き出しが可能となります。次のようにマークシートリーダーを操作してください。

最初に、ファイルへ出力の Excel のオプションボタンをクリックして選択します。すると、その右側にある「選択」ボタンがクリックできるようになりますから、このボタンをクリックしてください。


ファイル選択のダイアログが表示されますので、読み取り結果を書き込む Excel Book をクリックして選択し、その後、下にある「開く」ボタンをクリックします。Pathの指定は、デフォルトで eFile フォルダになっています。準備作業で作成した test.xlsm を eFile フォルダに保存したのは、この読み取り結果を書き込む Excel Book を選択する作業を円滑に実行するためです。


次のメッセージが表示されます。

重要 ここで Excel が起動していないことを必ず確認してください!

選択した Excel Book が書き込み先として表示されていることを確認し、「書き出し」ボタンをクリックします。


書き込みには、しばらく時間がかかります。次のメッセージが表示されるまでお待ちください。


すぐに書き込み結果を確認する場合は、「はい」をクリックします(ここでは「はい」をクリックしたものとして説明を続けます)。

「はい」をクリックした場合は、エクスプローラーが自動的に開きます。先ほど選択した「test.xlsm」のコピーが「Scanner_A.xlsm」として、eFile フォルダではなく、MS_Reader.exe のあるフォルダに生成されています。


ファイル名がなぜ「Scanner_A.xlsm」になったかというと、マークシートの読み取り元フォルダとして選択したのが、ProcData\Scanner_A であったためです。プログラムは、マークシートの読み取り元フォルダの名称をそのまま、原本「test.xlsm」をコピーして生成する読み取り結果書き込み先 Excel Book の名称として利用します。

マークシートの読み取り元フォルダの名称が、Excel Book の名称になります!


マークシートの読み取り元フォルダの名称が「R05_情報Ⅰ_1A」であれば、MS_Reader.exe のあるフォルダに「R05_情報Ⅰ_1A.xlsm」が生成されます。

ここは、この仕様に慣れるまで混乱が生じやすいところと思われます。しかし、この仕様(仕組み)を十分に理解して、マークシートリーダーを使いこなしている職場の同僚からは「よく考えられた採点システムだと思います」と言ってもらえました。うれしかったなー!!


【成績一覧表の印刷】

生成された Excel Book をダブルクリックして起動します。起動したら「名票への貼付元名票」タブをクリックして開き、採点対象クラス(等)の氏名データを範囲選択してコピーし、「名票」タブをクリックして B3 セルに値のみ貼り付けます。次に「採点」タブをクリックしてください。次のような画面が表示されます。「氏名がある場合のみチェックする」ボタンをクリックしてください。画面上方に表示されている平均点が正しく再計算されます。なお、欠席者の得点は「0」と表示されていますので、この場合は手動で「受験確認」のチェックを外し、平均点の計算対象から除外してください。

「氏名がある場合のみチェックする」をクリックしてください。


このシートは通常の印刷操作で印刷できます。ただし、デフォルト設定で100名分を2枚に分けて印刷する仕様となっているため、成績一覧表が1枚でよい場合は、次のように指定して1ページ分のみ印刷を実行してください。

成績一覧表を1枚だけ印刷したい場合の設定


【観点別評価を行う場合】

観点別評価を行う場合は、「正答率」タブをクリックして、上と同様の操作を行ってください。欠席者がいた場合の処理も同じです(このシートは印刷しません)。


【個票の印刷】

最後に、試験の採点結果を受験者に知らせる成績個票を印刷します。よー書いた。さすがに私も疲れました。あと、もぉちょっとです!

「個人表」タブをクリックします。次のような画面が表示されます(表示倍率は異なります)。まず、考査名と科目名を入力してください(忘れやすい部分です! ご注意願います)。印刷はVBAでマクロを組んであります。設問数に合った「印刷(QXX)」ボタンをクリックしてください。

重要 セルを保護していません。誤って式を消さないでください!


次の印刷フォームが表示されます。開始番号と終了番号を入力し、「印刷実行」をクリックします。

重要 印刷は途中で中止できません!

VBAではプログラム書いてない!のに、Engterキー押し下げでフォーカスが移動します・・・

この印刷は Excel の仕様上、印刷データをためてからイッキにプリンタへ送信という方法が取れません。1枚ずつ送信しますので、ちょっとギクシャクした感じで印刷が実行されます。プリンタが壊れているわけではありません。


【個票を個別に確認したい場合は?】

受験者個々の個票を確認したい場合は、A2 セルに「採点」シートの通番を入力します。いろいろなクラスの生徒が混在した講座の処理に対応するため、入力値は「出席番号とは異なる」ことにご注意願います。

採点シートの通番を入力します!


個票を確認したい受験者の通番は「採点」シートを表示して確認してください。

受験者の通番を確認します。


【壊しちゃったときは?】

個人表シートを壊してしまった時は、次のようにすれば直せます。「個人票_Back」タブをクリックします(このシートは絶対に非表示にしないでください)。A 列の左、1行めの上(図の〇印を付けた部分)を右クリックしてシート全体を選択し、表示されるサブメニューのコピーをクリックします。

A 列の左・1行めの上を右クリック!
シート全部をコピーします。


個人表シートに戻って、先ほどと同じ A 列の左・1行目の上を右クリックして表示されるサブメニューの「数式fx」をクリックします(罫線データ等を壊してしまった場合は、すべてを貼り付けます)。

数式が壊れた場合は数式を貼り付けます。
面倒な場合は、いちばん左の全部「貼り付け」でもOK!

10.マークシート印刷用紙について

紙の「白さ」の度合いを「白色度」というそうです。このマークシートリーダーで読み取りに使用したマークシートはすべて「再生紙 or 再生コピー用紙」と呼ばれる紙に印刷したものです。

ですから、ここで紹介したマークシートの読み取り結果は、すべて「白色度70%」前後の「再生紙」に印刷してのもので、ホームセンターで一般的に販売されているような「白色度」が「再生紙」よりはるかに高い「真っ白に見える」用紙を用いての読み取り結果ではないことに、十分ご注意願います。

マークシートの印刷に使用する紙の「白色度」によっては、読み取りパラメータ設定の見直しが必要になるかもしれません(私自身は、実験・試行していませんので正確なことはわかりませんが)。入手可能なすべての紙について、実験することは現実的に無理でありますので、マークシートを印刷する用紙については、本ソフトウェア使用者の責任で十分な試行を行い、確実に動作するパラメータ設定を行った上で、このプログラムをお使いいただけますよう、お願いいたします。

印刷はインクジェットプリンタで行うことを推奨しましたが、長期にわたって使用していない(メンテナンスもしていない)インクジェットプリンタ(複合機)では、インクの吸い込みに問題が生じ、「いくら調整しても・何度クリーニングを行っても」期待した濃度での印刷ができないということも経験しました。サービスマンの方に伺ったところ、「こういう状態になると通常のクリーニングではなかなか復旧しない」と教えていただき、あらためて日常的に使用してインクを動かすことと、不具合が見えたらすぐにメンテナンスをお願いすることの大切さに気づいたこともあります。

そのサービスマンの方からは、マークシートに付着していた消しゴムの「屑」がスキャナーのローラー等可動部の動きを悪くして、マークシートがやや斜めにスキャンされたりする原因となり得ることも教えていただきました。実際に大量のマークシートを読み取ってきた複合機のスキャナー部分からは、かなりの量の消しゴム屑が・・・。受験者には消しゴム屑をよーく落としてから答案(マークシート)を提出するよう注意しておく必要があります。まさに塵も積もればなんとやら・・・です。

また、ご使用のスキャナーの読み取り設定によっては(デフォルトの読み取り設定が)0~255段階のグレースケールでなく、カラーであったり、ある閾値で白黒二値化しての読み取りであったりという、私の想定外の設定であることも、当然のようにあり得ると思います。それがカラー画像であった場合の影響はほとんどないと思われますが、ある閾値での白黒二値化画像であった場合は、判定に重大な影響を及ぼす可能性があります。ですので、マークシートの読み取りに、使用されるスキャナーの読み取り設定に関して、予め、使用者様の責任で十分ご確認いただけますよう、併せてお願い申し上げます。

11.まとめ

このマークシートリーダーで出来ること、出来ないことをまとめました。

【出来ること】

・マークシートのJpeg画像を回転&適切なサイズに縮小
・マークシート画像のマーク読み取り(1設問当たり最大16選択肢まで対応)
・読み取り結果の確認(GUI & 音声出力)
・読み取り結果のCSVファイル出力
・読み取り結果を採点結果通知用Excel Bookへ出力(新教育課程に対応)
・共通テスト形式の数学試験に対応(選択肢:-、±、0-9、記号:a~d)※ 後日掲載します。
・共通テスト形式の情報Ⅰ試験に対応(選択肢:0始まりの設定も可能)※ 後日掲載します。
・使用環境に合わせて各種パラメータ設定を変更可能
 ⇨ ScanSnap iX1500のノーマルモード(解像度150dpi相当?)、もしくはEPSON PX-M7110F(解像度200dpi)でスキャンしたJpeg画像のマーク読み取りに最適化した値をデフォルト値に設定済み。

【出来ないこと】

・1設問について、複数の解答が設定された採点
・前問の解答内容に応じて、次の問いの解答が変わる採点
・その他、答案1枚のみの採点等、このプログラムで想定外の採点全て
・1回の読み取り操作で処理できるJpeg画像は99枚までで、100枚を超える枚数は処理できません。

【その他の使用方法】

MS_Reader.exe の「ヘルプ」にある「PDFを表示」をクリックすると利用方法の手引きがお使いのPDFリーダーで表示されます。マークシートの作り方等、このブログの記事にないことも書いてありますので、必要に応じてこちらも併せてご参照いただけますよう、お願いいたします。

12.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容及びダウンロードしたプログラムを利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

範囲チェックエラーが出た時は?

{$R-}で範囲チェックさせない!

Delphiで、画像をグレースケール変換するプログラムを作成。実行すると、

表示されたエラーメッセージ

プログラムのコードは、次の通り。
Image1に表示した画像をグレースケールに変換してImage2に表示するというモノ。

unit Unit1;

interface

uses
  Winapi.Windows, Winapi.Messages, System.SysUtils, System.Variants, System.Classes, Vcl.Graphics,
  Vcl.Controls, Vcl.Forms, Vcl.Dialogs, Vcl.StdCtrls, Vcl.ExtCtrls, Jpeg,
  Vcl.ComCtrls;

type
  TForm1 = class(TForm)
    Image1: TImage;
    Image2: TImage;
    Button1: TButton;
    StatusBar1: TStatusBar;
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
  private
    { Private 宣言 }
  public
    { Public 宣言 }
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

function CreateGrayScalePalette(Tone:Byte): HPALETTE;
var
  Palette: ^TLogPalette;
  i: Integer;
begin
  GetMem(Palette, SizeOf(TLogPalette) + SizeOf(TPaletteEntry) * Tone );
  Palette^.palNumEntries:=Tone+1;
  Palette^.palVersion:=$0300;
  for i := 0 to Tone - 1 do begin
    Palette^.palPalEntry[i].peRed:= Tone - i;
    Palette^.palPalEntry[i].peGreen:= Tone - i;
    Palette^.palPalEntry[i].peBlue:= Tone - i;
    Palette^.palPalEntry[i].peFlags:= 0;
  end;
  Result:=CreatePalette(Palette^);
  FreeMem(Palette);
end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  X, Y: Integer;
  Bmp: TBitmap;
  P: PByte;
begin
  Bmp := TBitmap.Create;
  try
   Bmp.Assign(Image1.Picture.Bitmap);
   Bmp.PixelFormat := pf8bit;
   Bmp.Palette := CreateGrayScalePalette(255);
   Image2.Picture.Bitmap := Bmp;
  finally
   Bmp.Free;
  end;
  Image2.Width:=Image2.Picture.Bitmap.Width;
  Image2.Height:=Image2.Picture.Bitmap.Height;
  Image2.Visible:=True;
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
  jpg: TJPEGImage;
begin
  StatusBar1.SimplePanel:=true;
  // TJPEGImageオブジェクトをインスタンス化
  jpg := TJPEGImage.Create;
  try
    // Jpegファイル読み込み
    jpg.LoadFromFile('Image.jpg');
    // Image1に割り当てる
    Image1.Picture.Bitmap.Assign(jpg);
    Image1.Width:=Image1.Picture.Bitmap.Width;
    Image1.Height:=Image1.Picture.Bitmap.Height;
    //StatusBar1.SimpleText:=IntToStr(Image1.Width)+'/'+IntToStr(Image1.Height);
  finally
    // TJPEGImageオブジェクトを破棄
    jpg.Free;
  end;
end;

end.

グレースケール変換実行のボタン(Button1)をクリックすると・・・
このButton1Click手続き内で呼び出しているCreateGrayScalePalette関数でエラーが発生。

ブレークして確認すると、エラーになるのはココ。

でも、なんでエラーになるのか、わからない・・・

Google先生に訊くと、次のような情報を発見。

[Delphi?][ネタ]透明に見えるパターンを描く

https://qiita.com/pik/items/25276e49fb131425db07

早速、範囲チェックさせないコンパイラ指令 {$R-} を追加。

ナニがどうして、そうなるのか?
原因も、理由も、皆目わからないけれど・・・

範囲チェックエラーは出なくなりました!

範囲チェックを実行しないというコンパイラ指令 {$R-} は知りませんでした。
同じ理由で困ってる方もいるかもしれないと思い、記録だけUpしました。

なお、画像のグレースケール化にあたっては、次のWebサイト様にあった情報を使わせていただきました。24bitのフルカラー画像を256階調のモノクロ画像に変換(グレースケール変換)する処理を行う際に役立つ情報が、そのアルゴリズムも含めて、多数紹介されています。

カラー画像をモノクロ画像に変換

http://rakasaka.fc2web.com/delphi/grayscale.html

また、上のWebサイト様で紹介されている配列要素を動的に確保する必要のない、Delphiが独自に定義しているTMaxLogPalette構造体を使用したCreateGrayScalePalette関数を利用した場合は、範囲チェックエラーは発生しませんでした。

お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容を利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

This updated is support for use with high resolution devices

高DPIに対応しました!

これまでずっとPC画面の解像度は1366×768に固定して、この解像度での使用のみを前提に、僕はプログラムを書いてきた・・・。僕のプログラムが走るマシンは全部、この解像度だったから、それで何も問題は起きなかったのだけれど。

【今回の記事】

1.2880×1920の世界を知る
2.Formの表示がたいへんなコトに・・・
3.問題点を続々と発見!
4.exeを高DPI対応に設定
5.VCLの幅や高さを自動調整
6.まとめ
7.お願いとお断り

1.2880×1920の世界を知る

新しく支給されたPCの画面解像度は2880×1920で、拡大縮小率は150%に設定されてた。持ち運ぶことを考えると、ノートPCの画面サイズはそうそう大きく出来ないから、画面サイズが変わらないまま、解像度だけ上がってしまうと、相対的にアプリや文字の見た目はどんどん小さくなって、目にとてもやさしくない画面になる。だから拡大150%や拡大200%って設定が必要なんだと思うけど・・・。

取り敢えず、この環境で僕のプログラムを動かすとどうなるか、実験してみた。

1366×768、拡大率100%で表示した場合(開発時の設定)
2880×1920、拡大率100%で表示した場合

高解像度画面では、ボタンのCaptionが読めない・・・。

2.Formの表示がたいへんなコトに・・・

しかも、このプログラムから別のFormを呼び出すと・・・

たいへんなコトに・・・

自分的には、こう表示されてほしいのですが・・・
(今までは何の問題もなく、こう表示されていた)

この(今までの)ように表示するには、どうしたらイイ?

やばい。何としても高DPIに対応させないと、職場のみんなにプログラムを使ってもらうどころか、自分ひとりですら使えない。画面が高解像度になっただけで、こんな問題が生まれるなんて・・・。これまで考えたこともなかった。

けっこうショックが大きくて、心がまた折れかけたけど、この問題をクリアすれば、プログラムも、僕も、もっとよくなれるんだって、必死で自分に言い聞かせる。

3.問題点を続々と発見!

高解像度画面で一通り、プログラムの動作検証を行ってみると、見つけられただけで次のような問題が発生することがわかった。

① Formが設計時とは異なる大きさで表示される。
② 画面表示の拡大設定を行わないと、字が読めないくらい小さくなる。
③ 拡大設定時には、VCLコントロール(Toolbar)の幅や高さが意図しないものになる。

まず、①の問題の解決にチャレンジ。

FormCreate手続きでFormの幅を指定しても無駄。
まるで言うことを聞いてくれない。
いったいナニがどうなると、この問題が発生するのか?
これまで、こんな問題に出会ったこと、ないぞ・・・。

そう思いつつ、いろいろ調べてみると、次の情報を発見。

フォームを新規作成したらまずやる事 (Delphi)

https://ht-deko.com/ft1004.html#100408_02

明らかな既視感があったので、以前、どこかで見た情報に間違いないと思うのだけれど、知識として使ったことがなかったので、情報の有用性に気づいてなかった・・・。

この中に、Scaledプロパティに関して、次の記述が・・・

Scaled
常に False。True にすると OS の DPI (ユーザが指定した DPI) によってフォームサイズやコントロールサイズが勝手に変更されてしまいます。

(たぶん、コレだ・・・)

早速、すべてのFormのScaledプロパティをFalseに変更。なんでこんな問題を起こすような設定がデフォルトでTrueなんだ?・・・何か、大切な理由でもあるんだろうか?

動かして確認。

直った!(・・・というか、壊れなくなった)

これで①の問題は解決。思ったより簡単に解決できて、よかった!

4.exeを高DPI対応に設定

②の文字の大きさについて、Google先生にいろいろきいた結果、こちらもベストと思われる対応方法を発見。

Windows11でアプリやメニューが小さい時に行う高DPI設定

https://win11lab.info/win11-high-dpi/

設定方法は、次の通り。

exeを右クリックして表示されるサブメニューの「プロパティ」をクリック
「高DPI設定の変更」をクリック
「高い DPI スケールの動作を上書きします」のチェックボックスをチェックして、
拡大縮小の実行元は「システム」を選択。

で、OK → 適用 → OK と順にボタンを押して画面を閉じ、アプリを再起動すると、Formが適正な倍率で表示されてアプリやメニューが見やすくなった。ちなみに「システム」ではなく、「アプリケーション」では表示に変化がなく、「システム(拡張)」ではFontが高解像度化された感じに。

いちどexeにこの設定を実行しておけば、画面の解像度をいろいろ変更しても常にFormは適正な大きさで表示されるようになり、たいへん便利!

Windowsには、ほんとうにいろんな画面解像度の設定があるから、exeに対するこのおまじないは必須なのかもしれない・・・。これで②の問題も無事解決。

結局、②の問題は、プログラムではなく、OS側の設定の問題だった。

5.VCLの幅や高さを自動調整

最後に残った③の問題に取り組む。まず、これがどういう現象かと言うと・・・

手書き答案採点プログラムで、画面を横にスクロールさせるために作ったToolbarコントロールが、本来なら次のように表示されるはずなのに・・・

ToolButton1,2,3とBevel1の4つのコントロールの幅の合計値がToolbar1の表示サイズの幅となるはず

上の4の設定を行わず、かつ、画面の拡大縮小が100%でない場合には・・・

表示そのものが崩れてしまう・・・

職場のマシンたちは全部!デフォルト設定が「高解像度」で、画面の拡大率150%だから、何にもしないで僕のプログラムを配布されたままの状態で動かしたら、間違いなく、この問題が発生してしまう・・・。

マジ、困った・・・。

すがるような思いでGoogle先生に援けを乞う。すると・・・

03_高 DPI における画像の描画サイズ調整

http://mrxray.on.coocan.jp/Delphi/Others/DisplayDPI_Image.htm#03

またしても、Mr.XRAYさんのサイトに救いとなる情報を発見!

職場では、僕のことを「困った時の〇〇さん・・・」と呼ぶ人がいるけど、
僕にとってMr.XRAYさんは、「本当に困った時のMr.XRAYさん」です。

これまでにいったい何度、僕の窮地を救ってくださったことか・・・。
あらためてMr.XRAYさんに、心から感謝のありがとうです。

Mr.XRAYさんのホームページにあった情報をもとにプログラムを次のように修正。

procedure TFormCollaboration.btnSelectClick(Sender: TObject);

  //--------------------------------------------------------------------------
  //  ディスプレイの拡大縮小の比率を取得
  //  100% の時は 1.0.150% の時は 1.5 を返す
  //--------------------------------------------------------------------------
  function GetDpiRatio: Extended;
  var
    LXDpi : Integer;
  begin
    LXDpi := GetDeviceCaps(GetDC(0), LOGPIXELSX);
    Result := LXDpi / USER_DEFAULT_SCREEN_DPI;
  end;

var
  ・・・
  //高DPIに対応する
  VCL_Width:Extended;
  VCL_Height:Extended;

begin

  ・・・

  //解像度が変わると不具合がでる
  //r.Right := r.Left+ToolBar1.Width;
  //r.Bottom := r.Top+ToolBar1.Height;

  //解像度の変更に対応
  //幅
  VCL_Width := (ToolButton1.Width + 
    ToolButton2.Width + ToolButton3.Width + Bevel1.Width) * GetDpiRatio;
  r.Right := r.Left + Trunc(VCL_Width);
  //高さ
  VCL_Height := ToolBar1.Height * GetDpiRatio;
  r.Bottom := r.Top + Trunc(VCL_Height);

  ・・・

end;

GetDpiRatio関数を使ってディスプレイの拡大・縮小の比率を計算し、これをVCLコントロールの幅と高さに掛けて、コントロールが適切に描画されるように設定。

上記設定を行った後、実行中のToolbar
(フローティング状態で画面の任意の位置に埋め込む)

こうしてプログラム側でも、VCLコントロールの幅や高さを画面の拡大縮小に合わせるように設定しておけば、exeそのものに「高 DPI 設定の変更」を設定しなくても・・・

ちょっとカタチは崩れるけど、使えないレベルではない。
exeに「高 DPI 設定の変更」を設定せず、
拡大150%で実行してみた場合

これで③の問題も無事解決できた!

プログラムも、僕も、よくなれた☆

それは間違いない・・・から、いいんだけれど。
ひとりでも、戦えるかな・・・

Let me see you through.

空を見上げて・・・

I’m missing you.

そう思えてならない時が、あるんだ。

6.まとめ

(1)様々な画面解像度に対応するには、FormのScaledプロパティをFalseに設定。
(2)画面の拡大縮小に対応するにはプロパティの「高 DPI 設定の変更」を利用。
(3)画面の拡大縮小にプログラムコードでも対応可能。

7.お願いとお断り

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Rectangle Detector

矩形検出器

手書き答案をスキャナーで画像化して採点するソフトを書いた。概ね、思った通りにカタチになったが、解答欄の位置座標を取得するのに、解答欄の数だけ、その左上隅から右下隅へマウスでドラッグする作業を繰り返さなくてはならない。(もし、これが自動化できたら・・・) そう思って書いたのが、このプログラム。

1.矩形の検出方法
2.字数制限のある解答欄の作り方
3.GUIはDelphiで作成
4.矩形検出器の使い方
5.まとめ
6.お願いとお断り

1.矩形の検出方法

キーワードを『矩形 検出』にしてGoogle先生にお伺いをたてると、思った通りOpenCVを活用する方法がいくつもヒットする。しかも、そのほとんどすべてがPythonでの活用方法だ。Delphi用のOpenCVもあるようだけれど、次の理由から矩形の検出はPython用のOpenCVで行うことにした。

Pythonを使う利点は、まず、何と言っても、情報が豊富なことだ。マイ・プログラミング環境では、わからないことはすべてGoogle先生に教えてもらうしかないので、情報が入手しやすいことは、他のすべてに優先する。

(メインの開発環境がDelphiなのは、上記の内容と大いに矛盾しますが・・・)

さらに、手書き答案の採点ソフトより前に、マークシートリーダーを作った時、マーク欄の座標を得るために、やはりPythonとOpenCVのお世話になった。マークシートリーダーも、手書き答案の採点ソフトも、embeddable pythonに入れたOpenCVと一緒のフォルダに詰め込んでユーザーに配布しているから、Pythonを内包して使う環境は既に完成済み。PythonのスクリプトをDelphiのコードに埋め込んで、PythonForDelphiを使って実行する方法は勉強済みだから安心。Delphi用のOpenCVは、情報も少ないし、何よりその使い方がわからない・・・。

他人様に使っていただくプログラムはDelphiで書くけれど、自分専用のToolはPython環境を利用して作ることが多い。ちょっと特別なことをしたい時、Pythonはとても便利だ。いろいろ紆余曲折はあったけれど、現在はSDカードにWinPythonとAtomエディタを入れて持ち運べるPython環境を作っている。

そのSDカードに入れたPython環境で、いつものようにAtomを起動し、Web上にあったいくつものScriptをコピペして試してみる。

まず、OpenCVで「ハフ変換」なるものを利用する例だが、ハフ変換はノイズの除去で苦労しそうだ。ノイズの発生源が多数存在する解答用紙の矩形検出でパラメータを適切に設定することが果たしてできるだろうか? 経験がない自分にはちょっと厳しそうだ。

次に、LSD(Line Segment Detectorの略とのこと)という直線検出器を試した。試した瞬間、(もう、これしかない!)と思うほど、これは凄かった。使い方も超カンタンで、LSDをこれでもか!とばかりに並べるだけ。

from pylsd.lsd import lsd
Mylines = lsd(picture)

【検出結果】

LSDで検出できた矩形の例

さらに驚くべきことに、こういう作業には付き物の引数も一切ない。つまり、パラメータを調整する必要など『ない』ということなのだろう・・・。ただ、LSDはそのライセンス形態がAGPLであると知り、使用を断念。MITやBSDでないと自分的にはやはり困る・・・。

最後に試したのが、OpenCVのfindContours関数。これを使うには前処理として、まず、画像をグレースケールに変換し、さらに白黒反転させて二値化しなければならない。

import cv2
import numpy as np
from PIL import Image

# Pillowで画像ファイルを開く(全角文字対応の確認用にファイル名は「ひらがな」)
pil_img = Image.open("./img/さんぷる.jpg")
# PillowからNumPyへ変換
img = np.array(pil_img)

# グレースケールに変換する
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 白黒を反転
gray = 255 - gray
# 2値化する
ret, bin_img = cv2.threshold(gray, 20, 255, cv2.THRESH_BINARY)

Pillowで画像ファイルを開いているのは、OpenCVのimread関数が日本語(全角文字)に対して拒絶反応を示すので、これを回避するため。もし、ファイル名とそこまでのPathに全角文字が含まれないという確実な保証があるなら、次のようにしてもいいようだ。これなら1行で済む。

# 8ビット1チャンネルのグレースケールとして画像を読み込む
img = cv2.imread("全角文字のないPathと画像ファイル名", cv2.IMREAD_GRAYSCALE) 

で、準備が出来たらfindContours関数を使って輪郭を検出する。

# すべての輪郭を同じ階層として取得する
contours, hierarchy = cv2.findContours(bin_img, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

解答欄には、その性格上、小さな矩形が多く使われることが多いので、閾値以下の面積の矩形は削除する。※ 閾値は整数型の数値で指定する。

# 閾値以下の面積の矩形(小さい輪郭)は削除
contours = list(filter(lambda x: cv2.contourArea(x) > 閾値, contours))

よりスムーズに作業するためには、予め、小さな矩形を消去した機械読み取り用の解答欄(解答用紙)をヒト用の解答用紙のコピーから作成し、これを用いて解答欄座標を取得した方がよい(国語の縦書き解答用紙は、ワープロソフトではなく、表計算ソフトで作成する方法が業界では一般的らしいので、機械読み取り用の解答用紙はそれほど手間をかけなくても、カンタンに作成できる・・・はず)。

解答欄矩形をちゃんと認識できているか・どうかを確認するため、検出した輪郭を描画する。このPythonのスクリプトをDelphiのObject Pascalに埋め込んで実行する際は、ここが最大の「見せ場」になる。検出した矩形をグラブハンドル付きのラバーバンドで表示する方法は後述。

# 検出した輪郭を描画する
cv2.drawContours(img, contours, -1, color=(0, 0, 255), thickness=2)

最後に解答欄矩形の座標を取得する(これが最終的な目標)。取得した座標は、採点順になるよう、並べ替えて表示する(並べ替え方法は後述)。

# 矩形の座標を表示(左上の座標, 右下の座標)
for i in range(len(contours)):
    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contours[i])
    print(str(x)+','+str(y)+','+str(x+w)+','+str(y+h))

数値より、画像(絵)で見た方がわかりやすいのは言うまでもない。

# 保存
cv2.imwrite('./img/lined.jpg', img)
# 画像を表示
cv2.imshow("Image", img)
# キー入力で終了
cv2.waitKey()
画像を表示して、解答欄矩形の取得状況を確認

ここまでの Python Script をまとめて示せば、次の通り。

import cv2
import numpy as np
from PIL import Image

# Pillowで画像ファイルを開く
pil_img = Image.open("./img/さんぷる.jpg")
# PillowからNumPyへ変換
img = np.array(pil_img)

# グレースケールに変換する
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 白黒を反転
gray = 255 - gray
# 2値化する
ret, bin_img = cv2.threshold(gray, 20, 255, cv2.THRESH_BINARY)

# すべての輪郭を同じ階層として取得する
contours, hierarchy = cv2.findContours(bin_img, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# 閾値以下の面積の矩形(小さい輪郭)は削除
contours = list(filter(lambda x: cv2.contourArea(x) > 数値, contours))

# 検出した輪郭を描画する
cv2.drawContours(img, contours, -1, color=(0, 0, 255), thickness=2)

# 矩形の座標を表示(左上の座標, 右下の座標)
for i in range(len(contours)):
    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contours[i])
    print(str(x)+','+str(y)+','+str(x+w)+','+str(y+h))

# 保存
cv2.imwrite('./img/lined.jpg', img)
# 画像を表示
cv2.imshow("Image", img)
# キー入力で終了
cv2.waitKey()

OpenCVのfindContours関数を使って検出した輪郭(=解答欄の矩形)の例。
(解答用紙画像はLSDを試した時と同じものを使用)

矩形を検出しやすいように作った解答用紙なら、この結果はまさに『ブラボー!』

解答用紙中の ■ や □ を検出しないよう、検出下限の閾値を設定したこともあり、期待した通りの満足できる結果が得られた。OpenCVのハフ変換や、LSDでは日本語に対する反応が見られたが、findContours関数は(適切な閾値を設定してあげれば)日本語に反応しないようだ。

答案の「答」には「口」、問にも「口」、漢字にはたくさんの矩形が使われている。適切な閾値を設定することで、誤認識を減らせることも理想的。

【実験してみた!】

閾値を「700」として、□ に対する反応を実験して確認した。結果は次の通り。

26×26=676、28×28=784 だから・・・機械は正確に反応している

28ポイントの「□」から反応するが、40ポイントの「問」には無反応。通常使用される解答用紙であれば、フォントの大きさに制限を設ける必要性はなさそう。

もう少し細かい矩形を使った解答用紙で、閾値700で実験すると・・・

解答欄の矩形をさらに細かく分割したサンプルを作成してテスト
解答欄の番号の矩形に反応してしまう・・・

閾値1400までは・・・

解答欄の番号の矩形に反応するが

閾値を1500にすると・・・

解答欄の番号の矩形には反応しなくなる☆

少し、細かい矩形を用いた解答用紙であれば、閾値1500くらいから試せば狙った通りに解答欄の座標だけを取得することができそうだ。

閾値に上限を設定すれば、さらに良い結果を得られるかも・・・と思ったが、数学の解答用紙には他の教科ではあり得ない巨大な矩形が普通に使用される。矩形を取得できなければ、検出器とは言えない。さらに、解答欄全体を一つの大きな矩形として認識してしまうのはプログラムの性格上、絶対に回避できないから、閾値の上限は設けずに、むしろ、不要な矩形の座標を削除しやすいプログラム(GUIを作成)を書けばいいと気づく。

さらに、ユーザーが矩形座標の編集(修正)を自由にできるようにプログラムを工夫すれば、理想的な矩形検出器ができるはず。

これでDelphiでGUIを作成する際の方向性も見えてきた。

2.字数制限のある解答欄の作り方

解答欄の矩形を検出する上で、大きなハードルになるだろうと予想していたのが『字数制限が設定された解答欄』。

機械読み取り用に作成した解答用紙であっても・・・

上の解答用紙は、ヒト用の解答用紙の問題番号部分にあった小さな矩形を消去して、機械読み取り処理用に作成した解答用紙。この状態で矩形を検出(閾値1500)すると・・・

それでも削除しなければならない矩形座標が多すぎ・・・

閾値を「3100」に設定して、ようやく・・・

閾値をどんどん大きくすれば、何とかなることはわかった!

閾値を大きく設定すれば、何とかなることは上の例でわかったが、閾値を大きくすれば当然必要な解答欄の座標を取得できなくなる可能性も生じてくるわけで・・・。

ところが別の国語用解答用紙を処理している際に、閾値を気にせずに字数制限のある解答欄を作成する良い方法があることを偶然発見。それは・・・

罫線に「点線」を利用した解答用紙

字数制限を設定したり、完全解答で正解としたい解答欄は内側の罫線を点線にする!

閾値「700」で実験した結果

これなら問題2の(1)・(2)が作る大きな矩形の座標のみ削除すればOK!
点線を活用することで、一番大きな問題を難なくクリアできることが判明。
やったー☆

【embeddable Pythonのバージョンとインストールしたライブラリの一覧】

Python 3.9.9

Package Version
numpy 1.21.5
opencv-python 4.5.4.60
Pillow 9.3.0
pip 22.3.1
setuptools 60.1.0
wheel 0.37.1

3.GUIはDelphiで作成

取得した解答欄の座標を編集するGUIはDelphiで作成。最終的にはこうなった。

検出した矩形の確認と編集を行うGUIはDelphiで作成

画面下の「操作」グループ内のVCLを左から右へ順にクリックして行けば、解答用紙画像から解答欄の矩形が取得・表示できる仕組み。

左から右へ順に操作して解答欄矩形の座標を取得する。

取得した解答欄矩形の座標は、画面右上に一覧形式で採点順に表示されるようにプログラミングした。

取得した座標の一覧を表示

横書き答案が指定された場合は、y座標の値が昇順になるよう並べ替え(y座標が同じなら、x座標でさらに昇順に並べ替え)。

縦書き答案が指定された場合は、x座標の値が降順になるよう並べ替え(x座標が同じなら、y座標でさらに昇順に並べ替え)。

こうすれば、座標の並び方が「ほぼ採点する順番になる」はず。なお、並べ替えはカンマで区切った解答欄矩形の座標を入れたStringListを対象として実行(解答欄数は多くても100未満のはず・・・だから、並べ替えの速度はまったく考えていない)。そのアルゴリズムは次の通り。まず、グローバルに使う変数、ソート用のプロパティと関数を準備。

  private
    { Private 宣言 }
    x1,x2:integer;
    y1,y2:integer;
    //Pythonから送られたデータを保存する
    strAnsList:TStringList;

var
  Form1: TForm1;

type TSStyle = (ssText,ssInteger);
var
  //ソート用のプロパティ
  fAscending : Boolean;
  fIndex : Integer; //項目番号
  fStyle : TSStyle; //テキストか整数か

implementation

uses
  System.UITypes;
function GetCommaText(aStr:String; aIndex:Integer):string;
  var
    subList:TStringList;
begin
  subList := TStringList.Create;
  subList.Delimiter := ',';
  subList.DelimitedText := aStr;
  Result := subList.Strings[aIndex];
  subList.Free;
end;
function MyCustomSort(List: TStringList; Index1, Index2: Integer): Integer;
begin
  case fStyle of
    ssText:begin
      Result:=CompareText(GetCommaText(List.Strings[Index1],
      fIndex),
      GetCommaText(List.Strings[Index2],fIndex));
    end;
    ssInteger:begin
      //一重ソート
      //Result:=StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index1],fIndex))
      //          -StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index2],fIndex));
      //二重ソート
      Result:=StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index1],fIndex))
                -StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index2],fIndex));
      if Result=0 then
        //-1することで1番目の項目がソートキーになる
        Result:=StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index1],fIndex-1))  
                  -StrToInt(GetCommaText(List.Strings[Index2],fIndex-1));
      if fAscending then
      begin
        Result:=Result*-1;
      end else begin
        Result:=Result*1;
      end;
    end;
  else
    //これを入れておかないとコンパイラが警告を表示する
    Result:=0;
  end;
end;

で、「解答欄座標を取得」ボタンがクリックされたら、PythonForDelphiを通じてPythonのScriptを内部的に実行して座標を取得し、上記関数を呼び出して並べ替えを実行、結果をMemo2に表示する。

procedure TForm1.btnGetSquareClick(Sender: TObject);
var
  //PythonのScriptを入れる
  strScrList:TStringList;
  //Pythonから送られたデータを保存する -> グローバル変数化
  //strAnsList:TStringList;
  //Sort
  i:integer;
  strFileName:string;
  strList:TStringList;
begin
  //初期化
  Memo1.Clear;
  //Scriptを入れるStringList
  strScrList:=TStringList.Create;
  //結果を保存するStringList
  strAnsList:=TStringList.Create;

  try
    //Python Script
    strScrList.Add('import cv2');
    strScrList.Add('import numpy as np');
    //strScrList.Add('img = cv2.imread("./ProcData/sample2.jpg")');
    strScrList.Add('img = cv2.imread(r"./ProcData/'+ExtractFileName(StatusBar1.SimpleText)+'")');
    strScrList.Add('gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)');
    strScrList.Add('gray = 255 - gray');
    strScrList.Add('ret, bin_img = cv2.threshold(gray, 20, 255, cv2.THRESH_BINARY)');
    strScrList.Add('contours, hierarchy = cv2.findContours(bin_img, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)');
    strScrList.Add('contours = list(filter(lambda x: cv2.contourArea(x) > '+cmbThreshold.Text+', contours))');
    strScrList.Add('for i in range(len(contours)):');
    strScrList.Add('    im_con = img.copy()');
    strScrList.Add('    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contours[i])');
    strScrList.Add('    var1.Value =str(x)+","+str(y)+","+str(x+w)+","+str(y+h)');
    //Scriptを表示
    Memo1.Lines.Assign(strScrList);
    //Execute
    PythonEngine1.ExecStrings(Memo1.Lines);
    //結果を表示
    Memo2.Lines.Assign(strAnsList);
  finally
    //StringListの解放
    strAnsList.Free;
    strScrList.Free;
  end;

  strFileName:=ExtractFilePath(StatusBar1.SimpleText)+'Temp.csv';
  Memo2.Lines.SaveToFile(strFileName);

  strList := TStringList.Create;
  try
    for i := 0 to Memo2.Lines.Count-1 do
    begin
      strList.Add(Memo2.Lines[i]);
    end;
    //fAscending := True; //昇順で
    fAscending := False;
    fIndex := 1; //2番目の項目を
    fStyle := ssInteger; //整数型でソート
    strList.CustomSort(MyCustomSort); //ソート
    //データ抽出
    Memo2.Clear;
    for i := 0 to strList.Count - 1 do
    begin
      //Memo2.Lines.Add(GetCommaText(strList.Strings[i],fIndex));
      Memo2.Lines.Add(strList[i]);
    end;
  finally
    strList.Free;
  end;

end;

上記のアルゴリズムは、次のWebサイトに紹介されていた情報を元に作成。
カンマ区切りのデータの並べ替えは初めて行った。採点順に座標を並べたかったので、プログラムコードをよく読んで、二重ソートになるよう工夫した。
貴重な情報を投稿してくださった方に心から感謝申し上げます。

[delphi-users:1175] カンマ区切りのデータの並べ替え

https://groups.google.com/g/delphi-users/c/Ck2mQXNFTvw

4.矩形検出器の使い方

ここまでの操作で解答欄の座標はすべて取得できたはずなので、不要な矩形のデータをいかに効率よく削除するかを主眼に、GUIの操作方法を考えた。

まず、取得できた座標データの先頭にセットフォーカスし、そのデータが示す矩形を赤いラバーバンドで囲んで表示する。ユーザーは、ラバーバンドで囲まれた矩形を見て、その要・不要を判断。

この矩形は不要

不要な矩形であった場合は、「編集」ボタンをクリック。不要なデータを自動で選択状態に設定。

Memoの一行全部を選択状態に設定

手続きは次の通り。

procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject);
var
  i:integer;
begin

  //行番号をLines[i]で取得
  i:=StrToInt(LBRow.Caption)-1;

  EditTF:= not EditTF;
  if EditTF then
  begin
    BitBtn1.Caption:='編集中';
    BitBtn1.Font.Color:=clRed;
    Memo2.ReadOnly:=False;
    btnSave.Enabled:=False;

    //i行目の文字全てを選択状態にしたい場合
    //先頭にカーソルをセット
    Memo2.SelStart:=Memo2.Perform(EM_LINEINDEX, i, 0);
    //全ての文字を選択
    Memo2.SelLength:=Length(WideString(Memo2.Lines[i]));
    //Memo2.Perform(WM_VSCROLL,SB_TOP,0); //先頭にスクロール

  end else begin

    BitBtn1.Caption:='編 集';
    BitBtn1.Font.Color:=clBlack;
    Memo2.ReadOnly:=True;
    Memo2.SelStart:=SendMessage(Memo2.Handle,EM_LineIndex,i,0);
    btnSave.Enabled:=True;
    Memo2Click(Sender);

  end;

  //SetFocus
  Memo2.SetFocus;

end;

Delete or Backspaceキーで不要なデータを削除すると同時に、Memoの行も削除する。で、ボタンを「編集」(=意味的には「編集したい場合はクリックせよ」)に戻す。次のデータをラバーバンドで囲む。この一連の動作がすべて自動的に流れ作業で行われるように手続きを作成。

コードは次の通り。

procedure TForm1.Memo2KeyUp(Sender: TObject; var Key: Word; Shift: TShiftState);
var
  LineNo:integer;
begin
  //現在、カーソルがある行を取得
  LineNo:=Memo2.Perform(EM_LINEFROMCHAR, UINT(-1), 0);
  //空欄なら行を削除
  if Memo2.Lines[LineNo]='' then
  begin
    Memo2.Lines.Delete(LineNo);
  end;
  //表示
  GetLinePos;
  if not EditTF then
  begin
    Memo2Click(Sender);
  end else begin
    BitBtn1Click(Sender);
  end;
end;
procedure TForm1.GetLinePos;
var
  CurPos,Line:Integer;
begin
  with Memo2 do
  begin
    CurPos:=SelStart;
    Line:=Perform(EM_LINEFROMCHAR, CurPos, 0);
    //LBRowは現在フォーカスがある行番号を表示するラベル
    LBRow.Caption:=Format('%d', [Line+1]);
    LBRow2.Left:=LBRow.Left+LBRow.Width;
    LBRow2.Caption:='行目';
  end;
end;
procedure TForm1.Memo2Click(Sender: TObject);
var
  i:integer;
  p1,p2:TPoint;

  function RemoveToken(var s:string;delimiter:string):string;
  var
    p:Integer;
  begin
    p:=Pos(delimiter,s);
    if p=0 then Result:=s
    else Result:=Copy(s,1,p-1);
    s:=Copy(s,Length(Result)+Length(delimiter)+1,Length(s));
  end;

  function GetTokenIndex(s:string;delimiter:string;index:Integer):string;
  var
    i:Integer;
  begin
    Result:='';
    for i:=0 to index do
      Result:=RemoveToken(s,delimiter);
  end;

begin

  if not EditTF then
  begin

    //座標を取得
    i:=Memo2.Perform(EM_LINEFROMCHAR, Memo2.SelStart, 0);

    //エラー対策
    if Memo2.Lines[i]='' then Exit;

    x1:=StrToInt(GetTokenIndex(Memo2.Lines[i],',',0));
    y1:=StrToInt(GetTokenIndex(Memo2.Lines[i],',',1));
    x2:=StrToInt(GetTokenIndex(Memo2.Lines[i],',',2));
    y2:=StrToInt(GetTokenIndex(Memo2.Lines[i],',',3));

    if Assigned(plImage1) then begin
      FreeAndNil(plImage1);
    end;

    //コンポーネントを生成し,イベントを定義し,位置を指定して画像を表示
    plImage1:=TplResizeImage.Create(Self);
    plImage1.Parent:=ScrollBox1;
    plImage1.TransEvent:=True;
    //クライアント座標をスクリーン座標へ変換
    //GetSystemMetrics(SM_CYCAPTION) -> タイトルバーの高さ
    //GetSystemMetrics(SM_CYFRAME) -> ウィンドウの枠幅
    p1.X:=x1-(GetSystemMetrics(SM_CYFRAME) div 2);
    p1.Y:=y1-GetSystemMetrics(SM_CYCAPTION)-(GetSystemMetrics(SM_CYFRAME) div 2);
    p2.X:=x2-(GetSystemMetrics(SM_CYFRAME) div 2);
    p2.Y:=y2-GetSystemMetrics(SM_CYCAPTION)-(GetSystemMetrics(SM_CYFRAME) div 2);
    p1:=Image1.ClientToScreen(p1);
    p2:=Image1.ClientToScreen(p2);
    plImage1.SetBounds(p1.X, p1.Y, p2.X-p1.X, p2.Y-p1.Y);

    //SelectedプロパティをTrueにするとラバーバンドとグラブハンドルが表示される
    plImage1.Selected := True;
    plImage1.BringToFront;

  end;

end;

ラバーバンドはMr.XRAYさんのWebサイトにあったplResizeImageを使わせていただいて作成。これまでにもどれだけ助けていただいたことか・・・。このような素晴らしい素材を提供し続けてくださっているMr.XRAYさんに今回も心から感謝申し上げます。

157_移動リサイズ可能な TImage   ラバーバンドとグラブハンドル

http://mrxray.on.coocan.jp/Delphi/plSamples/157_MoveResize_GrabHandle.htm

ラバーバンドで囲まれた矩形が必要な矩形であった場合は、下のMemo3へ「移動」ボタンをクリックしてデータを移す。で、次の矩形をラバーバンドで囲んで表示する。

次の矩形の要・不要を判断
必要な矩形であれば下のMemo3へ移動する

この作業を順次繰り返すと、最終的に必要な矩形の座標のみがMemo3に移動。不要な矩形の座標はすべて削除されることになる。

必要な矩形の座標のみ、採点順に取得できた!

最終的に過不足がないか・どうか、Memo3の先頭座標データをクリック、ラバーバンドで該当矩形を囲んで表示、下向きの矢印キーを次へ次へと押して、フォーカスを下の座標データへ移動、ラバーバンドを表示して確認、これを最後の座標データまで繰り返し。

採点順を含めて、必要な座標データがすべて揃っていることを先頭データから順に確認する。

必要な座標がすべて取得できていることを確認したら、「保存」ボタンをクリックして手書き答案採点ソフトが実行時に読み込む、様々な採点設定を記録するための iniファイルに解答欄の座標データを保存する。

データの保存

【任意の範囲を指定したい場合】

複数の解答欄を抱き合わせて、完全解答で正解としたい場合などに対応するため、任意の範囲を矩形選択できるようにした。

画面中央左の追加ボタンをクリックすると、画面の中央にラバーバンドが表示される。これを任意の位置へドラッグする。

追加ボタンをクリックしてラバーバンドを表示
画面の中央にラバーバンドを表示、これを任意の位置へドラッグ。

ボタンのCaptionは、自動で「取得」に変更。

ボタンのCaptionを変更

任意の範囲をラバーバンドで囲んだら(=範囲指定完了)、「取得」ボタンをクリック。取得された座標がボタンの右のEditに表示され、同時にクリップボードへ送られる。

任意の範囲を指定して座標を取得

Memo3上の「追加」ボタンをクリックすると、Memo3が編集可能になるので、採点順を確認して、適切な行に座標のデータを追加(クリップボードから貼り付けても、データを見ながら手動入力してもよい)。

適切な位置に座標のデータを入力する

ラバーバンドを使わなくても、解答欄の左上と右下を、それぞれポイントすればその座標をラベルに表示する機能も追加したので、上の図のように、Memo3を編集モードにして、座標を任意の行へ直接入力することも可能。

マウスでポイントした場所の座標をリアルタイムで表示する

クライアント座標の取得と表示を行う手続きは、次の通り。

procedure TForm1.Image1MouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
  Y: Integer);
var
  PtInput:TPoint;
begin
  //スクリーン座標を取得
  GetCursorPos(PtInput);
  //で、そのコントロールのクライアント領域に対するカーソルの座標を取得
  PtInput := Image1.ScreenToClient(PtInput);

  //補正する必要はない(確認済み)
  //表示
  Label2.Caption:=
    Format(' クライアント座標  '+'X : %d, Y : %d', [PtInput.X, PtInput.Y]);
end;

【矢印キーの押し下げを拾う】

最も難しかったのが、フォーカスが「どこにあるか」で矢印キーの挙動を制御すること。以前にStringGridのセルのフォーカスの移動を制限した時に学んだ内容が今回も役に立った。

今回は、Memoにフォーカスがある場合と、ラバーバンドにフォーカスがある場合、さらにラバーバンドにフォーカスがある場合のうち、Shiftキーと同時に矢印キーが押し下げられているのか(=ラバーバンドの大きさの変更)、それとも矢印キーが単独で押し下げられているのか(=ラバーバンドの表示位置の移動)、この3パターンを見分けてそれぞれにあった動作を行わせたいと考えた。最終的には次のコードで対応。

  private
    { Private 宣言 }

    //ある(矢印他)キーが押されたことを知る
    procedure AppMessage(var Msg: TMsg; var Handled: Boolean);

上のように手続きを宣言して、Shift+Ctrl+Cで手続きを生成。

procedure TForm1.AppMessage(var Msg: TMsg; var Handled: Boolean);
var
  StrText: string;
begin
  //何かキーが押し下げられたら
  if Msg.message = WM_KEYDOWN then
  begin
    try
      if ActiveControl is TMemo then
      begin
        //キー操作を「通常動作」にするおまじない
        case Msg.Message of
          WM_USER + $0500:
          Handled := True;
        end;
      end else begin
        //上位ビットが1ならShiftキーが押されている
        if GetKeyState(VK_SHIFT) and $8000 <> 0 then
        begin
          if plImage1.Visible then
          begin
            //右矢印キー
            if Msg.wParam=VK_RIGHT then
            begin
              plImage1.Width := plImage1.Width + 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //左矢印キー
            if Msg.wParam=VK_LEFT then
            begin
              plImage1.Width := plImage1.Width - 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //上矢印キー
            if Msg.wParam=VK_UP then
            begin
              plImage1.Height := plImage1.Height - 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //下矢印キー
            if Msg.wParam=VK_DOWN then
            begin
              plImage1.Height := plImage1.Height + 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
          end;
        end else begin
          //Shiftキーは押されていない
          //対象を限定(どちらでも動いた)
          //if TplResizeImage(ActiveControl).Visible then
          if plImage1.Visible then
          begin
            //右矢印キー
            if Msg.wParam=VK_RIGHT then
            begin
              plImage1.Left := plImage1.Left +1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //左矢印キー
            if Msg.wParam=VK_LEFT then
            begin
              plImage1.Left := plImage1.Left -1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //上矢印キー
            if Msg.wParam=VK_UP then
            begin
              plImage1.Top := plImage1.Top - 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //下矢印キー
            if Msg.wParam=VK_DOWN then
            begin
              plImage1.Top := plImage1.Top + 1;
              Msg.wParam:=0;
            end;
            //Deleteキー
            if Msg.wParam=VK_DELETE then
            begin
              //plImage1を解放
              if Assigned(plImage1) then begin
                FreeAndNil(plImage1);
              end;
              Msg.wParam:=0;
            end;
          end;
        end;
      end;
    except
      on E: Exception do
      begin
        StrText := E.ClassName + sLineBreak + E.Message;
        Application.MessageBox(PChar(StrText), '情報', MB_ICONINFORMATION);
      end;
    end;
  end;
end;

plImage1が生成されないうちに上の手続きが呼ばれると、当然、一般保護違反のエラーが発生するので、FormCreate時にplImage1を生成しておく。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
  //Python39-32へのPath
  AppDataDir:string;
  i:integer;
begin

  //メモリーリークがあれば検出
  ReportMemoryLeaksOnShutdown:=True;

  //有効にする(忘れないこと!)
  Application.OnMessage := AppMessage;

  //[Enter]でコントロールを移動させるために、Form上のコンポーネント
  //より先にFormがキーボードイベントを取得する。
  KeyPreview:=True;

  //コンポーネントを生成 -> インスタンス(実体)をつくる
  // = 一般保護違反エラーの防止
  //plImage1はグローバル変数として宣言しているから未定義の識別子エラーは発生しない
  //でも、Create(生成)してからでなければ使えない!
  plImage1:=TplResizeImage.Create(Self);

  //編集フラグ(編集中ではない)
  EditTF:=False;
  PlusTF:=False;
  Memo2.ReadOnly:=True;

  //StatusBar1の設定
  StatusBar1.SimplePanel:=True;

  //Formを最大化して表示(幅も最大化される)
  Form1.WindowState:=wsMaximized;

  //Embeddable Pythonの存在の有無を調査
  AppDataDir:=ExtractFilePath(Application.ExeName)+'Python39-32';
  if DirectoryExists(AppDataDir) then
  begin
    //フォルダが存在したときの処理    
    PythonEngine1.AutoLoad:=True;
    PythonEngine1.IO:=PythonGUIInputOutput1;
    PythonEngine1.DllPath:=AppDataDir;
    PythonEngine1.SetPythonHome(PythonEngine1.DllPath);
    PythonEngine1.LoadDll;
    //PythonDelphiVar1のOnSeDataイベントを利用する
    PythonDelphiVar1.Engine:=PythonEngine1;
    PythonDelphiVar1.VarName:=AnsiString('var1');  //プロパティで直接指定済み
    //初期化
    PythonEngine1.Py_Initialize;
  end else begin    
    PythonEngine1.AutoLoad:=False;
  end;

  //面積の閾値の選択肢を設定
  for i := 1 to 200 do
  begin
    cmbThreshold.Items.Add(IntToStr(i*100));
  end;

  //画面のちらつきを防止する
  DoubleBuffered := True;

end;

で、メモリーリーク発生の原因とならないよう、アプリの終了時に忘れずに解放。

procedure TForm1.FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: Boolean);
begin
  //メモリーリークを防止する
  PythonEngine1.Py_Finalize;
  PythonDelphiVar1.Finalize;
  FreeAndNil(plImage1);
end;

5.まとめ

(1)矩形の検出は、OpenCVのfindContours関数を利用する。
(2)矩形の検出を回避するには「点線」を利用する。
(3)GUIはDelphiで作成し、必要な座標だけ保存できるように工夫。
(4)「フォーカスがどこにあるか」で矢印キーの動作を制御。
(5)コントロール生成のタイミングと確実な破棄にも注意する。

6.お願いとお断り

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Link Image click position with Grid control

「画像のクリック位置とグリッドコントロールの連動」

画像を表示したTImageの任意の1点をクリックしたら、そのY座標に応じてStringGridコントロールの適切なセルを選択するようなプログラムが書けないかなー。・・・と思って、実際に書いてみたら、あまりにも簡単に実現できてしまったお話。

1.やりたかったこと
2.作成したプログラム
3.まとめ
4.お願いとお断り

1.やりたかったこと

次のようなGUIのある採点プログラムを作成した。プログラムはスキャナーで読み込んだ複数枚の答案画像から、設問ごとに解答欄をかき集めて表示するもの(答案画像への書き戻しも可能)。で、採点作業をより一層効率的に行うには、各々の解答欄画像をクリックした際、自動的に採点結果を入力するGridコントロールのセルが選択されたらイイなーと思ったことが、この連動プログラムを書こうとしたきっかけです。

画像をクリックした時に得られるY座標を元に、Gridコントロールの最適なセルを選択したい!

2.作成したプログラム

まず、思ったことはTImageのOnMouseDownイベントを利用すればイイ(画像上でクリックした位置のX, Y座標が取得できる)ということです。早速、imgAnswerという名前をつけたTImageをクリックして選択し、OnMouseDownイベントの右側をダブルクリックして、imgAnswerMouseDown手続きを作成。

次のようなコードを書いてみました!

procedure TFormCollaboration.imgAnswerMouseDown(Sender: TObject;
  Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
  //imgAnswerの高さは、解答欄1つの高さ × 解答用紙数 だから
  //クリックした場所の(Y座標 div 解答欄1つの高さ) + 1 が解答用紙の番号になるはず
  OutPutDebugString(PChar(IntToStr((Y div 解答欄1つの高さ) + 1)));   
end;

実行(F9)して、確認。

No,5の解答欄をクリックすると、確かに「5」と表示されている! やった☆

必要と思われる変数 i, j を宣言して・・・
あとは Gridコントロールへ SetFocus するコードを書くだけ!

procedure TFormCollaboration.imgAnswerMouseDown(Sender: TObject;
  Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var
  i,j:integer;
begin
  //imgAnswerの高さは、解答欄1つの高さ × 解答用紙数 だから
  //クリックした場所の(Y座標 div 解答欄1つの高さ) + 1 が解答用紙の番号になるはず
  OutPutDebugString(PChar(IntToStr((Y div 解答欄1つの高さ) + 1)));
  i:= (Y div 解答欄1つの高さ) + 1;
  //SetFocus
  j:= StrToInt(現在選択している解答欄の番号);
  StringGrid1.Col:= j;
  StringGrid1.Row:= i;
  StringGrid1.SetFocus;   
end;

上のコードでは、わかりやすさのため変数(記号)ではなく、そのかわりに「解答欄1つの高さ」等のように説明の文字列で記述しています。また、採点ミスを防止する観点から、Gridコントロールに表示する入力可能な列は、現在選択(=画像として表示)している解答欄に対応する1列のみとしています。

これで理想としていたカタチの採点プログラムに一歩近づけたように思います。ユーザーに案内したい採点方法は、サっと見て全員が良く出来ている設問であれば、最初に全員正解として得点を一括自動入力し、誤りの解答のみ、解答欄画像を見ながらチェックしてクリック、自動選択された採点欄のセルにゼロ(得点)を入力する方法です。

3.まとめ

案ずるよりナントカといいますが、ほんとうにその通りで、内心、ずっとできるかなー? なんて思っていたことが、案外、基本的な知識だけで簡単に実現できてしまいました!

//Integer 型で、割り算をしたいときは、整数除算の演算を行う div を使う
A div B  //A ÷ B の商が取得できる

あとは、やりたいことを実現するアルゴリズムを考えるだけですね!
プログラミングしていて、いちばんしあわせで、楽しい時間を過ごせました☆

【注意!】
画像の表示倍率の変更が伴う場合には、表示倍率に合わせてプログラムの変更が必要
です。完璧には動作しませんが、ある程度使える(と思われる)表示倍率の変更に対応するコードは次の通りです(クリック位置が画像の下へ行くほど、誤差が大きくなります)。

procedure TFormCollaboration.imgAnswerMouseDown(Sender: TObject;
  Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var
  i,j,w:integer;
  k:double;
begin
  //imgAnswerの高さは、解答欄1つの高さ × 解答用紙数 だから
  //クリックした場所の(Y座標 div 解答欄1つの高さ) + 1 が解答用紙の番号になるはず
  OutPutDebugString(PChar(IntToStr((Y div 解答欄1つの高さ) + 1)));
  i:= (Y div 解答欄1つの高さ) + 1;
  //表示倍率が100%の時
  if Edit1.Text='100' then
  begin
    i:=(Y div 解答欄1つの高さ)+1;  //このアルゴリズムは記録として残したい
  end else begin
    //表示倍率が100%ではない時
    k:= 解答欄1つの高さ * (StrToFloat(Edit1.Text)/100);
    i:=Ceil(Float(Y)/k);  // <- とりあえずこれで使えるカモ?
  end;

4.お願いとお断り

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Mark Sheet Reader (Basic version)

「マークシートリーダーをつくる(基礎編)」

DelphiでGUIを作成、マークシート画像はPythonにインストールしたOpenCVとNumpyで読み取り&計算処理して、結果をMemoに表示するマークシートリーダーの練習プログラム。

0.準備
1.使用するプログラムとマークシート画像について
2.マークシート画像を読み込む
3.マークシート読み取り処理のアルゴリズム
4.マークシート読み取り処理の実際(Object Pascalのコード)
5.さらに進化
6.著作権表示の記載方法
7.お願いとお断り

ここで紹介している練習用プログラムを、実際の採点業務で使用できるようにした拙作マークシートリーダーです。

0.準備

マークシートリーダー作成にあたって、以下の事前準備が必要です。

・PythonForDelphiのインストール
・Embeddable Pythonのダウンロードと必要なライブラリのインストール
(作業後、このプログラムへの埋め込み用にフォルダ名を「Python39-32」に変えて、このプログラム(マークシートリーダー)のexeがある場所へコピーする)
・アプリケーションの表示画面のリサイズ対応(縦編)

(いずれも、当Blogの記事で過去に紹介)

重要 上の記事の手順で、OpenCVとNumpyをインストールしたEmbeddable Pythonが入ったフォルダを「Python39-32」という名前で、以下のフォルダ内にコピーする。

C:\Users\ xxx \ Project1.dprojファイルのあるフォルダ \Win32\Debug\

1.使用するプログラムとマークシート画像について

当Blogの過去記事『~主として「高さ」の変更に関する覚書~』で作成したDelphiのGUIをそのまま使用します。

必要なVCLとその構造(親子関係)

画面サイズの変更に対応できるよう、以下のコードを記述。

unit Unit1;

interface

uses
  Winapi.Windows, Winapi.Messages, System.SysUtils, System.Variants,
  System.Classes, Vcl.Graphics, Vcl.Controls, Vcl.Forms, Vcl.Dialogs,
  Vcl.ExtCtrls, Vcl.Grids, Vcl.StdCtrls;

type
  TForm1 = class(TForm)
    Panel1: TPanel;
    Panel2: TPanel;
    Panel3: TPanel;
    Splitter1: TSplitter;
    ScrollBox1: TScrollBox;
    Image1: TImage;
    Memo1: TMemo;
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormResize(Sender: TObject);
    procedure Splitter1Moved(Sender: TObject);
  private
    { Private 宣言 }
    //Panel1の幅とFormの高さを記憶する変数
    intPH, intFH:integer;
    //Formの表示終了イベントを取得
    procedure CMShowingChanged(var Msg:TMessage); message CM_SHOWINGCHANGED;
  public
    { Public 宣言 }
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.CMShowingChanged(var Msg: TMessage);
begin
  inherited; {通常の CMShowingChagenedをまず実行}
  if Visible then
  begin
    Update; {完全に描画}
    //Formの表示終了時に以下を実行
    Panel1.Height:=intPH;
    intPH:=Panel1.Height;
    intFH:=Form1.Height;
  end;
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  //Panel1とFormの高さを記憶する変数を初期化
  intPH:=200;
  intFH:=480;
end;

procedure TForm1.FormResize(Sender: TObject);
begin
  //比率を維持してPanel1の高さを変更
  Panel1.Height:=Trunc(Form1.Height * intPH/intFH);
end;

procedure TForm1.Splitter1Moved(Sender: TObject);
begin
  //Panel1とFormの高さを取得
  intPH:=Panel1.Height;
  intFH:=Form1.Height;
end;

end.

マークシート画像は、以下の画像を使用。

「ms01.Jpg」

マークシート画像は、以下の場所に「MarkSheet」という名前のフォルダを作成して、その中に保存。

C:\Users\ xxx \ Project1.dprojファイルのあるフォルダ \Win32\Debug\Marksheet

2.マークシート画像を読み込む

Delphiを起動して、Project1.dproj(マークシート読み取り用GUIの保存してあるフォルダ内のDelphiのプロジェクトファイル)を開き、Panel3をクリックして選択しておいて、Panel3上にButton1を作成。Button1のNameプロパティはButton1のまま、Captionプロパティを「画像を表示」に変更。Button1の位置は下図を参照。

Captionプロパティを「画像を表示」に変更
Button1の位置は画面下・Panel3の左に寄せる

OpenDialog1をForm上に置く。

OpenDialogをダブルクリック
Form上のOpenDialog1

次に、Form上のButton1をダブルクリックして、procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);を作成。

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin

end;

作成した手続きではJpeg画像を扱うので、画面を上にスクロールして、implementation部の下に Vcl.Imaging.Jpeg を uses する。

implementation

uses
  Vcl.Imaging.Jpeg; //Jpeg画像を読み込む

{$R *.dfm}

Button1Clickプロシージャにvar宣言を追加して、Jpeg画像読み込み用の変数jpgを宣言。

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  jpg: TJPEGImage;
begin

end;

beginとend;の間に、以下のコードを記述。

  //OpenDialogのプロパティはExecuteする前に設定
  With OpenDialog1 do begin
    //表示するファイルの種類を設定
    Filter:='JPEG Files (*.jpg, *.jpeg)|*.jpg;*.jpeg';
    //データの読込先フォルダを指定
    InitialDir:=ExtractFilePath(Application.ExeName)+'MarkSheet';
  end;

  if not OpenDialog1.Execute then Exit;  //キャンセルに対応
  //オブジェクトを生成
  jpg := TJPEGImage.Create;
  try
    //読み込み
    jpg.LoadFromFile(OpenDialog1.FileName);
    //Image1に表示
    Image1.Picture.Assign(jpg);
  finally
    //オブジェクトを破棄
    jpg.Free;
  end;

上書き保存(Ctrl+S)して、実行(F9)。データの読み込み先を指定しておくと、目的のフォルダが一発で開くので便利。

マークシート画像が表示される。が、ごく一部しか見えない。

これはImage1のAutoSizeプロパティがデフォルトFalseに設定されているため。 Image1 のAutoSizeプロパティをTrueにするコードを追加(オブジェクトインスペクタで Image1 のAutoSizeプロパティを 直接指定してもOK)。

  try

    //読み込み
    jpg.LoadFromFile(OpenDialog1.FileName);
    //Image1に表示
    Image1.Picture.Assign(jpg);

    //追加
    Image1.AutoSize:=True;

  finally

上書き保存(Ctrl+S)して、実行(F9) 。画像の表示を確認する。

うまくいったように見える。Formを最大化してSplitterを下げて、さらに確認。
画像の表示位置を修正する必要がありそうだ

画像が表示される位置を、画面の左側へ移動するコードを手続きの先頭に追加する。

begin

  //Imageの表示位置を指定
  Image1.Top := 25;
  Image1.Left := 40;

  //OpenDialogのプロパティはExecuteする前に設定しておくこと
  With OpenDialog1 do begin

上書き保存(Ctrl+S)して、実行(F9) 。画像の表示を再度確認する。

ほぼイメージに近い出来栄え?

参考:画像読み込みのコード(全体)

implementation

uses
  Vcl.Imaging.Jpeg; //Jpeg画像を読み込む

{$R *.dfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  jpg: TJPEGImage;
begin

  //Imageの表示位置を指定
  Image1.Top := 25;
  Image1.Left := 40;

  //OpenDialogのプロパティはExecuteする前に設定しておく
  With OpenDialog1 do begin
    //表示するファイルの種類を設定
    Filter:='JPEG Files (*.jpg, *.jpeg)|*.jpg;*.jpeg';
    //データの読込先フォルダを指定
    InitialDir:=ExtractFilePath(Application.ExeName)+'MarkSheet';
  end;

  if not OpenDialog1.Execute then Exit;  //キャンセルに対応
  //オブジェクトを生成
  jpg := TJPEGImage.Create;
  try

    //読み込み
    jpg.LoadFromFile(OpenDialog1.FileName);
    //Image1に表示
    Image1.Picture.Assign(jpg);

    //追加
    Image1.AutoSize:=True;

  finally
    //オブジェクトを破棄
    jpg.Free;
  end;

end;

3.マークシート読み取り処理のアルゴリズム

まず最初にマークシートの左上にある特徴点(マーカー)画像: ■■■(トリプルドット)をOpenCVのテンプレートマッチングで探す。

特徴点(マーカー)画像が見つかったら、 特徴点(マーカー)画像左上位置を基準にして、「マークシートの周囲の枠部分のみ」を矩形選択して切り出し。

参考①:あらかじめ測定しておいた特徴点(マーカー)画像の位置(単位はピクセル)
左上のX座標=65
左上のY座標=28
右下のX座標=121(マークシート矩形の座標計算には使用しない)
右下のY座標=43(マークシート矩形の座標計算には使用しない)

参考②:あらかじめ測定しておいたマークシート矩形の座標 (単位はピクセル)
左上の X座標=65
左上の Y座標=61
右下の X 座標=419
右下の Y 座標=497

参考 上記の各座標をマークシート画像から計測し、テンプレートとして用意したマークシートごとに登録(座標値を保存)するプログラムを別途作成した。なお、座標原点(0,0)は画像の左上である(使い慣れた数学の座標系とちょっと違うことに注意!)。

赤が左上、青が右下の座標で、緑がマークシート枠の矩形

この座標を元にして、 特徴点(マーカー)画像からの距離で、マークシート矩形を切り出す。

マークシート矩形において、(W1、H1)が左上位置を、(W2、H2)が右下位置を示す座標となる。

上の例では、マークシートの列数は「1」、行数は「10」と数えることにする。列数が「1」の場合、W1は「ほぼ0(ゼロ)」になり、値としての意味がないように思われるが、このプログラムを実用化した場合は、下の例のように、複数の列があるマークシートを用いることになるので、2列めのマークシート矩形の座標は、左上が(W3,H3)、右下が(W4,H4)、3列めのマークシート矩形の座標は左上が (W5,H5)、右下が(W6,H6)のように指定でき、W値が0ではない場合が生じる。

マークシート用紙の作成に、私はWordを用いたが、Wordのバージョンによっては、あろうことか、上書き保存時に、マーカー画像(■■■)の位置が数ミリ程度、勝手に左へ移動するという予期しないトラブル(Wordの仕様?)が発生。このような点も考慮して、W1の座標は敢えて(0として)定数化していない。

マークシートの作成例(実験用に使用)
列数3、1列あたりの行数25、1行あたりの選択肢の数は16
この用紙の場合、総マーク数は3×25×16=1200個/枚となる
つまり用紙1枚につき、1200回マークの有無の判定が必要

実際の作業では、マークシート画像をスキャナーで読み取って、グレースケールのJpeg画像としてデータ化するので、マークシート(用紙)に「しわ」があったり、状況によっては「折られ」ていたりする関係上、読み取り画像を1枚ずつ比較すると、その上下・左右にどうしても微妙なブレ・ズレが生じてしまう。しかし、同じ印刷機で、同時に印刷したマークシートであれば、特徴点(マーカー)画像とマークシートの行列位置の関係は絶対であり、これが1枚ごとに変化することはありえない。つまり、スキャンした画像が余程大きく傾きでもしていない限り、テンプレートマッチングで、特徴点(マーカー)画像さえ発見できれば、予め測定・記録しておいた座標の相対的位置関係からマークシート矩形は容易に切り出せる。

次の画像は、別データとして保存してある特徴点(マーカー)画像を元に、OpenCVのテンプレートマッチングをマークシート画像に対して行ったもの。類似度の高い部分を赤枠で囲んで示すようプログラミングしている。

マーカー
テンプレートマッチングを行った画像

次に、上に述べた方法で計算したマークシート矩形を列単位で切り出す。切り出した画像は、マークの(=列)数・行数の整数倍のサイズになるようリサイズする(これは、このあと画像を細かく分割して処理するので、切り出す行や列の計算を簡単にするための工夫 → 整数倍にリサイズすれば、列数分&行数分廻すLoop処理の中で処理しやすい)。

列単位で切り出したマークシート矩形

マークシート用紙は、一般的なマークシート用紙のような厚みのある(高級感あふれる)専用紙でなく、ホームセンターでも「売ってない!」ような見た目が灰色の再生紙を用いている。このためか、あちらこちらにゴミのような黒い点や、細いすじが入っていることがある。これらの黒点やすじを判定プログラムが「マークあり」と誤認しないようにするため、次に「平滑化(ボカシ)処理」を行う。

平滑化(ボカシ)処理には「ガウシアンフィルタ」を用いた。これは、正規(ガウス)分布を利用して「注目画素からの距離に応じて近傍の画素値に重みをかける」という処理を行うもので、自然な平滑化が実現できるとのこと。次の画像は、上の切り出したマークシート矩形に対して、この平滑化処理を行ったもの。

img = cv2.GaussianBlur(img,(35,35),0) ※引数は奇数を指定する必要がある

引数の値が大きいほど正規分布のピークが低く、広がりは広くなる(=より均一に、より全体にボカシがかかる)。ここでは引数をかなり大きめにとり「35」としている。こうすることで、ゴミやシミを画像からほぼ完全に除去できる。

ガウシアンフィルタ処理を行い、ゴミやシミを除去する

さらに、この画像を「ある閾値」を元に白と黒に二値化処理する。この処理で枠線やマークされていないマーク部分が「すべて白」になり、鉛筆で濃くマークされている部分だけが「黒」になった白黒画像が得られる。当初は、以下のように引数を指定して二値化画像を作成した。

ret, img = cv2.threshold(img, 140, 255, cv2.THRESH_BINARY)

現在は、次のように閾値の設定を自動で行う「大津の二値化」を利用している。

ret, img = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)

式中の第2引数は閾値だが、大津の二値化では自動計算させるので0(ゼロ)を指定。第3引数は0-255の256段階でグレースケール化しているから、最大値の255を指定する。これによって、次の画像が得られる。

大津の二値化で作成した白黒画像

さらに、これを白黒反転させた画像を作成する。式は以下の通り。

img = 255 - img

これにより、次の画像が得られる。

マーク部分を「白」に変換した画像

次に、この画像を「行」単位に分割して切り出す。

1行目を切り出した画像

次に、選択肢の数で、均等に分割する。ここでは選択肢の数が「8」なので、上の画像を等幅で8個に分割する。下は、その1個目の切り出し画像である。

このように細かく分割して切り出した画像1つ1つについて、画素が白なら値を255・黒なら0として面積あたりの合計値を計算し、マークされている部分の面積の中央値を算出、これを閾値として、下の式では、マークされている(白い部分の)面積が他より3倍以上あるものを「マークあり!」と判定している。この数値が大きいほど、判定はきびしくなる。

result.append(area_sum > np.median(area_sum) * 3)

このマークシート読み取り処理のアルゴリズムの主要部分は全て、GitHubの次の記事に紹介されていたものです。素晴らしい記事を投稿してくださった作成者の方に、心から感謝申し上げます。

PythonとOpenCVで簡易OMR(マークシートリーダ)を作る

URL:https://qiita.com/sbtseiji/items/6438ec2bf970d63817b8

参考 列が複数あるマークシートの読み取り処理について

上記記事では、特徴点(マーカー)画像をマークシートの上下に複数個用意し、テンプレートマッチングを行っています。確かに、マークシートの左上と右下に特徴点(マーカー)画像を用意すれば、より簡単にマークシート矩形の切り出しが可能でした。これは素晴らしいアイデアです。

私も当初は特徴点(マーカー)画像を複数個用意してマークシートを作成していたのですが、列数を2列、3列と増やすと、さまざまな問題が生じることに気が付きました。

第一に、特徴点(マーカー)画像を変えないと、列ごとの切り出しが困難だということです。つまり、3列あるマークシートでは、最も左の列用の特徴点を■■■、真ん中の列用の特徴点を■□■、最も右側の列用の特徴点を■□□として、Loop処理の中でテンプレートマッチングに使用する特徴点(マーカー)画像を切り替えて、目的とするマークシート矩形を切り出せるようにしてみた(□□■や□□□も含めればさらに多くの列が作成可能)のですが、この方法では、うまく特徴点(マーカー)画像を認識してくれないことがあり、安定感に欠ける気がしました。

第二に、万一、回答者が特徴点(マーカー)画像に意図的に変更を加える(例: ■□□ → ■■□)等の暴挙に出た場合、対応が難しいこと。

第三に、マーカー画像が多いと、マークシートの見た目もなんだか騒がしくて、個人的にはマーカー画像を複数個用意する方法はなるべく避けたいと考えたこと。

これらの理由から、「なんとか特徴点(マーカー)画像が1個で済まないか」と、私なりに工夫して、当ブログで紹介した方法を考えました。

創意工夫の過程で一時は、回答者が意図的に変更できるようなマーカー(例: □ )がなければOKかとも思い、別の特徴点(マーカー)画像も使ってみたのですが、それはそれでまた別の問題を起こすことがわかりました。

例えば、下のように、ヒトなら簡単に両者の違いを判別できる画像を用意します。

用意した特徴点(マーカー)画像

これに対して、左側の画像でテンプレートマッチングを行うと・・・

機械はヒトと違うモノの見方をしていることが、大変良くわかりました。

4.マークシート読み取り処理の実際(Object Pascalのコード)

Form上に、Buttonを1つ、PythonForDelphi関連のVCLコンポーネントを3つ配置する。Button2は、Panel3の中央付近に置き、Nameプロパティはそのまま、Captionプロパティを「読み取り」に変更する。PythonForDelphi関連のVCLコンポーネントは、すべて非ビジュアルコンポーネントなので、位置はどこでもよく、Nameプロパティもデフォルトのままとする。 PythonForDelphi関連で配置するコンポーネントは以下の通り。

以下のように、PythonForDelphi関連のコンポーネントのプロパティとイベントを設定

・PythonEngine1のAutoLoadプロパティはFalseに設定。

・PythonEngine1のDllNameプロパティはpython39.dllを指定(埋め込みPythonのバージョンに合わせて設定する)。ここでは3.9.9以下のバージョンのPythonでないとNumpyが非対応(2021年12月現在)であり、用意した埋め込みPythonのバージョンは3.9.9なのでpython39.dllに変更する。

・PythonEngine1のIOにはPythonGUIInputOutput1を指定。

・PythonGUIInputOutput1は他で利用するならプロパティのOutPutに「Memo1」などとするところだけれど、ここでは何も設定しない。

・PythonDelphiVar1のVarNameはプログラムコードの記述に合わせて「var1」とする。var1と入力後、Enterで確定すること!(青く反転表示されるのを確認する)

Formが生成される時、PythonEngine1を初期化する。Formのタイトルバーの上をクリックして選択し、オブジェクトインスペクタのイベントタブをクリックしてOnCreateイベントの右に表示されている「FormCreate」をダブルクリックして、コードの入力に切り替える。

参考:エラー対応方法(20220724追加)

P4D使用時にImageコントロールの bsClear を使うとエラーが発生します。

[dcc32 エラー] Unit02_MSReader.pas(1199): E2010 'TBrushStyle' と 'Enumeration' には互換性がありません

これはPythonEngine.pasの中で bsClear が定義(使用)されているためです。次に示す例のように、Image1の方のbsClearを明示的に Vcl.Graphics.bsClear として対応します。

  //矩形を描画
  with Image1 do
  begin
    //Canvas.Brush.Style:=bsClear;
    Canvas.Brush.Style:=Vcl.Graphics.bsClear;
  end;

以上、エラー対応でした。解説を続けます。

表示は次のようになっている(はず)。ここにコードを追加する。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin

  //Panel1とFormの高さを記憶する変数を初期化
  intPH:=200;
  intFH:=480;

end;

追加するコード

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
  //Python39-32へのPath(追加)
  AppDataDir:string;
begin

  //Panel1とFormの高さを記憶する変数を初期化
  intPH:=200;
  intFH:=480;

  //以下のコードを追加
  //embPythonの存在の有無を調査
  AppDataDir:=ExtractFilePath(Application.ExeName)+'Python39-32';

  if DirectoryExists(AppDataDir) then
  begin
    //フォルダが存在したときの処理
    MessageDlg('Embeddable Pythonが利用可能です。',
      mtInformation, [mbOk] , 0);
    PythonEngine1.AutoLoad:=True;
    PythonEngine1.IO:=PythonGUIInputOutput1;
    PythonEngine1.DllPath:=AppDataDir;
    PythonEngine1.SetPythonHome(PythonEngine1.DllPath);
    PythonEngine1.LoadDll;
    //PythonDelphiVar1のOnSeDataイベントを利用する
    PythonDelphiVar1.Engine:=PythonEngine1;
    PythonDelphiVar1.VarName:=AnsiString('var1');  //プロパティで直接指定済み
    //初期化
    PythonEngine1.Py_Initialize;
  end else begin
    MessageDlg('Embeddable Pythonが見つかりません!',
      mtInformation, [mbOk] , 0);
    PythonEngine1.AutoLoad:=False;
  end;

end;

ここでMessageDlgを使用しているので、以下のように System.UITypes を uses に追加する。

implementation

uses
  Vcl.Imaging.Jpeg, System.UITypes;  // <-追加

  //Jpeg:Jpeg画像を読み込む
  //System.UITypesはMessageDlgの表示に必要

{$R *.dfm}

プライベートメンバー変数 intCnt(カウンタとして利用する)と strAnsList(Pythonから返された計算結果を保存する) を2つ、Private宣言で新しく宣言する。

  private
    { Private 宣言 }

    //for Python(追加)
    //Counter
    intCnt:integer;
    //Pythonから送られたデータを保存
    strAnsList:TStringList;

    //Panel1の幅とFormの高さを記憶する変数
    intPH, intFH:integer;
    //Formの表示終了イベントを取得
    procedure CMShowingChanged(var Msg:TMessage); message CM_SHOWINGCHANGED;

  public
    { Public 宣言 }
  end;

Form上のButton2(読み取りボタン)をダブルクリックして、手続きを作成し、以下の内容を入力する。

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
  StrList:TStringList;
  strJCnt,strColCnt,strRowCnt,strSelCnt:String;
  TopLX, TopLY, TLX1, TLY1, BRX1, BRY1:integer;
  strPicName:string;
begin

  //初期化
  Memo1.Clear;
  intCnt:=1;

  //座標
  TopLX:=65;
  TopLY:=28;
  //BtmRX:=121;
  //BtmRY:=43;
  TLX1:=65;
  TLY1:=61;
  BRX1:=419;
  BRY1:=497;

  //マークシート数Check(+1することを忘れない)
  strJCnt:=IntToStr(2);

  //列数Check(+1することを忘れない)
  strColCnt:=IntToStr(2);

  //1列あたりの行数Check
  strRowCnt:=IntToStr(10);

  //選択肢数Check
  strSelCnt:=IntToStr(8);

  //マークシート名
  strPicName:='ms';

  //結果を保存するStringList
  strAnsList := TStringList.Create;

  //Scriptを入れるStringList
  StrList := TStringList.Create;

  try

    //Python Script
    StrList.Add('import cv2');
    StrList.Add('import numpy as np');

    //for JPN(日本語に対応)
    StrList.Add('def imread(filename, flags=cv2.IMREAD_GRAYSCALE, dtype=np.uint8):');
    StrList.Add('    try:');
    StrList.Add('        n = np.fromfile(filename, dtype)');
    StrList.Add('        img = cv2.imdecode(n, flags)');
    StrList.Add('        return img');
    StrList.Add('    except Exception as e:');
    StrList.Add('        return None');

    //マーカー画像を読み込む
    StrList.Add('template = imread("marker.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)');

    //マークシートの枚数
    StrList.Add('for j in range(1,'+strJCnt+'):');

    //列数
    StrList.Add('    for i in range(1,'+strColCnt+'):');

    //マークシートへのパスを取得
    StrList.Add('        if j < 10:');
    StrList.Add('            MS_Name = r".\Marksheet\'+ strPicName +'0"+ str(j) +".jpg"');
    StrList.Add('        else:');
    StrList.Add('            MS_Name = r".\Marksheet\'+ strPicName +'"+ str(j) +".jpg"');

    //画像を読み込む
    StrList.Add('        img = imread(MS_Name)');
    //画像をグレースケールで読み込む
    StrList.Add('        img_gray = imread(MS_Name, 0)');

    //テンプレートマッチングの実行(比較方法cv2.TM_CCORR_NORMED)
    StrList.Add('        result = cv2.matchTemplate(img, template, cv2.TM_CCORR_NORMED)');

    //類似度が最小,最大となる画素の類似度、位置を調べ代入する
    StrList.Add('        min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(result)');
    //最も似ている領域の左上の座標を取得
    StrList.Add('        top_left = max_loc');
    StrList.Add('        if i == 1:');

    //補正値を取得(高さ)
    StrList.Add('            h1 = ' + IntToStr(TLY1 - TopLY));
    StrList.Add('            h2 = ' + IntToStr(BRY1 - TopLY));
    //補正値を取得(幅)
    StrList.Add('            w1 = ' + IntToStr(TLX1 - TopLX));
    StrList.Add('            w2 = ' + IntToStr(BRX1 - TopLX));

    //矩形の左上の座標を計算 [0]-> X, [1]-> Y
    StrList.Add('        TL = (top_left[0] + w1, top_left[1] + h1)');
    //矩形の右下の座標を計算
    StrList.Add('        BR = (top_left[0] + w2, top_left[1] + h2)');
    //画像を切り出し img[top_Y : bottom_Y, left_X : right_X]
    StrList.Add('        img = img_gray[TL[1] : BR[1], TL[0] : BR[0]]');

    //選択肢数
    StrList.Add('        n_col = '+ strSelCnt);

    //解答欄1列あたりの行数
    StrList.Add('        n_row = '+ strRowCnt);
    StrList.Add('        margin_top = 0');
    StrList.Add('        margin_bottom = 0');
    StrList.Add('        n_row = n_row + margin_top + margin_bottom');

    //マークの列数・行数の整数倍のサイズになるようリサイズ
    StrList.Add('        img = cv2.resize(img, (n_col*100, n_row*100))');

    //保存して確認
    //StrList.Add('        cv2.imwrite("01_ReSize.png", img)');

    //平滑化の度合い
    StrList.Add('        img = cv2.GaussianBlur(img,(35,35),0)');

    //保存して確認
    //StrList.Add('        cv2.imwrite("02_GaussianBlur.png", img)');

    //二値化の閾値
    //50を閾値として2値化
    //imgはグレースケール画像でなければならない
    //第2引数はしきい値で,
    //画素値を識別するために使用(指定)
    //第3引数は最大値でしきい値以上
    //(指定するフラグ次第では以下)の値を持つ
    //画素に対して割り当てられる値
    //StrList.Add('        ret, img = cv2.threshold(img, 140, 255, cv2.THRESH_BINARY)');

    //大津の二値化で閾値の設定を自動化
    //第1引数には画像データを設定
    //(グレースケール画像でなければならない)
    //第2引数はしきいだが自動計算させるので0(ゼロ)を指定
    //第3引数は0-255の256段階でグレースケール化しているから
    //最大値の255を指定
    StrList.Add('        ret, img = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)');

    //保存して確認
    //StrList.Add('        cv2.imwrite("03_threshold.png", img)');

    //白黒を反転
    StrList.Add('        img = 255 - img');

    //保存して確認(追加)
    StrList.Add('        cv2.imwrite("04_threshold.png", img)');

    //全マークを判定
    StrList.Add('        result = []');
    StrList.Add('        for row in range(margin_top, n_row - margin_bottom):');
    StrList.Add('            tmp_img = img [row*100:(row+1)*100,]');
    StrList.Add('            area_sum = []');
    StrList.Add('            for col in range(n_col):');
    StrList.Add('                area_sum.append(np.sum(tmp_img[:,col*100:(col+1)*100]))');
    StrList.Add('            result.append(area_sum > np.median(area_sum) * 3)');

    //判定結果を出力
    StrList.Add('        for x in range(len(result)):');
    StrList.Add('            res = np.where(result[x]==True)[0]+1');
    StrList.Add('            if len(res)>1:');
    StrList.Add('                var1.Value = "99"');
    StrList.Add('            elif len(res)==1:');
    StrList.Add('                s = str(res)');
    StrList.Add('                var1.Value = s[1]');
    StrList.Add('            else:');
    StrList.Add('                var1.Value = "999"');

    //Execute
    PythonEngine1.ExecStrings(StrList);

    //結果を表示
    Memo1.Lines.Assign(strAnsList);

    //Userへ案内
    MessageDlg('読み取り完了!', mtInformation, [mbOk] , 0);

  finally
    //解放
    StrList.Free;
    strAnsList.Free;
  end;

end;

Pythonから返された計算結果を受け取るため、PythonDelphiVar1のOnSetDataイベントの手続きを作成する。Form上のPythonDelphiVar1をクリックして選択し、オブジェクトインスペクタのOnSetDataイベントの右側をダブルクリックして、コード入力画面で以下の内容を入力する。

procedure TForm1.PythonDelphiVar1SetData(Sender: TObject; Data: Variant);
begin
  //値がセットされたら動的配列に値を追加
  strAnsList.Add(Data);
  intCnt:=intCnt+1;
  Application.ProcessMessages;
end;
表示の「999」は空欄、「99」は複数マークであることを意味する。

上書き保存(Ctrl+S)して、実行(F9)。次の画像のように、マークシートが正しく読み取り処理されることを確認する。

複数マークを許可する場合には、判定結果を出力する部分のコードを次のように変更する。マークシートの読み取り結果をCSVファイルに出力したり、Excelに書き出したりして利用する場合には、複数回答は99、未回答は999のように処理した方が、後々の処理がラクになる(・・・と思う)。

    //判定結果を出力(複数回答は99、未回答は999で表示)
    {コメント化ここから
    StrList.Add('        for x in range(len(result)):');
    StrList.Add('            res = np.where(result[x]==True)[0]+1');
    StrList.Add('            if len(res)>1:');
    StrList.Add('                var1.Value = "99"');
    StrList.Add('            elif len(res)==1:');
    StrList.Add('                s = str(res)');
    StrList.Add('                var1.Value = s[1]');
    StrList.Add('            else:');
    StrList.Add('                var1.Value = "999"');
    ここまで}

    //判定結果を出力(複数回答の詳細を表示)
    StrList.Add('        for x in range(len(result)):');
    StrList.Add('            res = np.where(result[x]==True)[0]+1');
    StrList.Add('            if len(res)>1:');
    StrList.Add('                var1.Value = str(res)+ '+'"!複数回答!"');
    StrList.Add('            elif len(res)==1:');
    StrList.Add('                s = str(res)');
    StrList.Add('                var1.Value = s[1]');
    StrList.Add('            else:');
    StrList.Add('                var1.Value = " *未回答*"');

PythonEngineが正しく初期化され、Embeddable Pythonが利用できることが確認できたら、このメッセージは必要ないのでコメント化しておく。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
  //Python39-32へのPath
  AppDataDir:string;
begin
  ・・・
  if DirectoryExists(AppDataDir) then
  begin
    //フォルダが存在したときの処理(コメント化)
    //MessageDlg('Embeddable Pythonが利用可能です。',
    //  mtInformation, [mbOk] , 0);
    PythonEngine1.AutoLoad:=True;

5.さらに進化

さまざまな機能を追加したマークシートリーダー
(ファイルの名称を連番で変更/画像の回転/グリッド指示位置と画像の連動/グリッド指示位置を画像上で矩形選択/閾値等各種パラメータの調整と保存機能/音声読み上げ関連機能の搭載/回答チェック機能(空欄&複数回答対応)/CSV形式でのデータ出力/ExcelBookへのデータ出力/様式の異なるマークシートをテンプレートとして登録して利用可能/抱き合わせ採点の実施機能/共通テスト(数学の様式)に対応等、考えつく限りの機能を搭載/さらに進化します!)

このプログラムでは、「マークシート画像の表示」と、「読み取り処理」の間に何も関連がないが、このプログラムをさらに発展させて、複数枚数の処理を可能にし、読み取り結果を画面上で確認するような機能を追加する際には、マークシート画像の表示はどうしても必要な機能になる。

さらに、画面の左側などに読み込んだマークシートがリスト形式で表示されるようにして、ここから任意のマークシート画像を選んで表示できるような機能も追加するとよいと思う。

読み取り結果も、ここではMemoに表示しているが、CSVやExcelへ出力して利用することを考えると、ここはGridコントロールに変更したい。

Gridコントロール上で選択したデータの該当回答欄に相当する画像が自動的に画面上に表示され、かつ、表示されたマークシート画像上の該当回答欄が矩形で選択され、ユーザーがチェックしやすいGUIにするとなお良いだろう。

また、チェック時にはユーザーがマークシート画像を見ながら確認作業が行えるよう、Gridコントロールの数字をアナウンスしてくれる音声読み上げ機能があると大変便利だ。それから、回答の必要がない、全マークシートが空欄となっている部分は、予め指定することで、チェックから除外できる機能も欲しい。

さらに、スキャナーから読み込んだ画像データを回転させたり、連番で扱いやすい名前に変更したり、様式の異なるマークシートをテンプレートとして登録できるような機能も搭載したい。

より一層ユーザーに優しい、夢に見たようなマークシートリーダーを開発したい。この希望の実現に向けて、日々努力する私でありたい。

Web上に貴重な資料を公開してくださった多くの皆さまに心より深く御礼申し上げます。ほんとうにありがとうございました。

6.著作権表示の記載方法

参考:Python4DelphiのLicenseについて

GitHubのPython4Delphiのダウンロードページには「The project is licensed under the MIT License.」とある。これは「改変・再配布・商用利用・有料販売すべてが自由かつ無料」であること、及び使用するにあたっての必須条件はPython4Delphiの「著作権を表示すること」と「MITライセンスの全文」or 「 MITライセンス全文へのLink」をソフトウェアに記載する、もしくは、別ファイルとして同梱しなさい・・・ということを意味する。

したがってPython4Delphiを利用したプログラムの配布にあたっては、ソフトウェアの中で、次のような著作権表示を行うか、もしくは P4DフォルダのルートにあるLicenseフォルダをプログラムに同梱して配布すればよいことになる。

Python4Delphiを利用した場合の著作権表示の記載例:

Copyright (c) 2018 Dietmar Budelsky, Morgan Martinet, Kiriakos Vlahos
Released under the MIT license
https://opensource.org/licenses/mit-license.php

7.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。記載した内容を利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

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Installing The Splitter & Resizing Height of the VCL Components

「~ 主として「高さ」の変更に関する覚書 ~」

0.準備
1.最も簡単なリサイズ対応(高さの変更)・・・ AlignプロパティとSplitterの利用法
2.さまざまなVCLコンポーネントを追加する
3.画面サイズの変更に追随(主として高さ)
4.まとめ
5.ご案内
6.お願いとお断り

DelphiのVCLコンポーネントTSplitterの使い方と画面のリサイズ対応の覚書Part2。
ここでは、主として「高さ」に関する設定を取り上げる。

0.準備

Delphiを起動して、新規プロジェクトを作成後、任意のフォルダに「プロジェクトに名前を付けて保存」する。※ 同じフォルダにプロジェクトとは別名で、Unitファイルも保存する(Unitが1つしかないプログラムでも、プロジェクトとは別名でUnitファイルを保存する必要がある)。ここではデフォルト設定の名称をそのまま利用する。

・プロジェクトファイル名:Project1.dproj
・ユニットファイル名:Unit1.pas

1.最も簡単なリサイズ対応(高さの変更)・・・ AlignプロパティとSplitterの利用法

FormにPanelを3つドラッグ&ドロップする。もし、 ドラッグ&ドロップ ではなく、PanelをダブルクリックしてFormに置く場合は、操作手順に要注意。パレットのPanelを連続してダブルクリックすると、Formではなく、Panel1の上に次々と新しいPanelが乗っかってしまう。Panel1が出現したら、いったん(Panel2の親となる)Formをクリックして選択してから、パレットのPanelを再度ダブルクリックする。

PanelはStandardに入っている
Formへドラッグ&ドロップする

画面は、次のようになる。

Panel1をクリックして選択したら、次の図のように操作してPanel1のAlignプロパティをalTopに設定する。

画面は次のようになる。

ここでFormをクリックして選択し、Form(親)がアクティブな状態で、このForm(親)に対して、Splitterコンポーネントを(子として)設置する。この「何が親で、何が子なのか」をまず明確にして、かつ、「それぞれの子の状態は、親に対してどうなのか=どんなGUIにするのか」を考えながら作業すると混乱を防げる。

構造をみれば親子関係がわかる

下の図はSplitterを置いたところ。Alignプロパティのデフォルト設定が「alLeft」なのでSplitterはFormの左端に貼りついている。ここで、Splitterを選択したまま、SplitterのAlignプロパティを 「alTop」 に設定すると、Panel1の下に貼り付くように、Splitterの位置が変化して、それと同時に、SplitterのCursorプロパティが上下分割カーソルを意味する「crVSplit」に自動的に変更される。このようにして「親」に対する、「子」の状態を適切に決めて行く。

この状態で SplitterのAlignプロパティを 「alTop」 に設定する
SplitterのAlignプロパティをalTopに設定すると、Cursorプロパティも連動して「crVSplit」に変化する

さらに、実行時のSplitterの動作をわかりやすくするため、SplitterのAutoSnapプロパティをFalseに設定し、MinSizeを「30(デフォルト設定値)」にする。実際の操作としては、SplitterのAutoSnapプロパティをFalseに設定し、下方へスクロールすれば、MinSizeは30になっている(はず)。

AutoSnapプロパティをFalseに設定

次に、Panel3をクリックして選択し、 次の図のように操作してPanel3のAlignプロパティをalBottomに設定する。

画面は次のようになる。

次に、Panel2をクリックして選択し、 次の図のように操作してPanel2のAlignプロパティをalClientに設定する。

Panel2のAlignプロパティをalClientに設定

次にPanel1をクリックして選択し、下のハンドルをドラッグして(Panel1の)高さを少し大きくして下の図のようにする。この状態で上書き保存(Ctrl+S)して実行(F9)し、Splitterが意図した通りに動作することを確かめる。

実行(F9)して、Splitterの動作を確認する

2.さまざまなVCLコンポーネントを追加する

ここで、Panel1~3のCaptionプロパティを「空欄」にして、Panelの名前が表示されないように設定する。さらに、Panel1をクリックして選択し(親にして)、Panel1の上にScrollBoxを載せ、ScrollBoxのAlignプロパティをalClientに設定する。さらに、その上にImageを1つ載せる。ImageのAlignプロパティは「None」のままでよい。

次に、Panel2をクリックして選択し、Memoを1つ載せ、MemoのAlignプロパティをal Clientに設定する。

VCLコンポーネントの配置について慣れないうちは、かなり混乱するが、何が親で、どれが子になって、どういう状況で仕事をさせたいか(このVCLは常に画面の下方に固定で・・・とか、親の残りのスペース全部=alClientで・・・など)を、「よーく考えながら」作業すると、必要なコンポーネントだけでなく、それを設置する順番も見えてくる。

必要な各VCLコンポーネントがパレットのどこにあるのか? もし、場所を忘れてしまっていても、 コンポーネントの名前で検索すれば、検索窓に3~4文字入れた時点で、ほぼ見つかるので、設置したいVCLコンポーネント の機能と名前さえ思い出せれば、そのパレット内の配置に関しては、まったく覚えていなくても、何とかなる。

むしろ、このようなシーンで重要なのは、「実現したい処理にはどんなVCLコンポーネントが最適なのか?」そして「どのコンポーネントを、どう配置すれば、ユーザーに最も使いやすいGUI環境を提供できるのか?」の2点だと思う。

GUI作成に関しては、プログラマ個々のデザインのセンスの良し悪しも当然あると思うが、これに加えて、そのプログラマが「どれだけ修羅場を経験したか・・・」というような、個々のバックグラウンドにある経験も、もしかしたら重要な要素のひとつかもしれない・・・。

VCLコンポーネントの検索例

各VCLコンポーネントの親子関係を「構造」で確認。

VCLコンポーネントの親子関係がよくわかる

いちばん下の階層にあるPanelは、画面では他のコントロールに隠されて見えない。

画面を見ただけでは、各コンポーネントの階層構造はわからない

上書き保存(Ctrl+S)して実行(F9)し、Splitterの動作やFormを最大化した際の各コントロールの見え方等を確認する。

3.画面サイズの変更に追随(主として高さ)

さらに、Formの大きさが変わっても、その時点でのPanel1とFormの高さの比率が維持されるようにプログラミングしてみた。 まず、Private宣言部で整数型の変数2つと、Formが完全に表示された時点で実行される表示終了イベントを取得する手続き procedure CMShowingChanged を宣言。

Formの 表示終了イベントを取得するprocedureの実現部は、以下に記載したコードをミスのないように入力し(文法的に誤りのない状態で)、procedure CMSShowingChanged~行のどこか(付近でも可)にフォーカスがある(=カーソルがある)状態で、Shift+Ctrl+C操作を行うと、手続きが自動的に生成される。

Shift+Ctrl+C:キーボード左側のShiftキーとCtrlキーを左手で同時に押して、さらに右手でCキーを押す

また、宣言の順番も大切。プライベートメンバー変数と手続き(procedure)の宣言の順番が逆になってはいけない。 プライベートメンバー変数の宣言を、手続きの宣言より必ず先に行う必要がある。

  private
    { Private 宣言 }
    //Panel1の幅とFormの高さを記憶する変数
    intPH, intFH:integer;
    //Formの表示終了イベントを取得
    procedure CMShowingChanged(var Msg:TMessage); message CM_SHOWINGCHANGED;
  public
    { Public 宣言 }
  end;

Formの表示終了イベントを取得して、その時点でのPanel1とFormの高さを記憶する。

フォームの表示完了時に処理する(くろねこ研究所さん)

URL:https://www.blackcat.xyz/article.php/ProgramingFAQ_del0049より引用
procedure TForm1.CMShowingChanged(var Msg: TMessage);
begin
  inherited; {通常の CMShowingChagenedをまず実行}
  if Visible then
  begin
    Update; {完全に描画}
    //Formの表示終了時に以下を実行
    Panel1.Height:=intPH;
    intPH:=Panel1.Height;
    intFH:=Form1.Height;
  end;
end;

Formが生成される際に、Panel1とFormの高さをプログラムから指示して決定。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  //Panel1とFormの高さを記憶する変数を初期化
  intPH:=200;
  intFH:=480;
end;

Formの大きさの変更イベントに合わせて、Panel1の高さを計算して決定。

procedure TForm1.FormResize(Sender: TObject);
begin
  //比率を維持してPanel1の高さを変更
  Panel1.Height:=Trunc(Form1.Height * intPH/intFH);
end;

ここがいちばん重要か? Splitterが動かされたら(=Movedイベントが発生)、それが動かされた時点(=動かされる直前)でのFormとPanel1の高さを取得。この値をもとにしてFormとPanel1の高さの比率を計算し、さらに、この比率をもとにFormのResize時に Panel1 の高さを計算、その計算結果の小数点以下を切り捨てた整数値を Panel1.Heightプロパティに設定している。※ Heightは整数値で、小数点以下の値にこだわる必要はまったくないから。

procedure TForm1.Splitter1Moved(Sender: TObject);
begin
  //Panel1とFormの高さを取得
  intPH:=Panel1.Height;
  intFH:=Form1.Height;
end;

上書き保存(Ctrl+S)し、実行(F9)して、Panel1の高さを変更し、Formの大きさを最大化して、Formと Panel1の高さの比率が維持されることを確認する。

プログラム起動時の画面
最大化した状態(縦の比率が維持されていることを確認)

4.まとめ

Formに置いたVCLコンポーネントの高さを実行時に調整できるようにするには、Splitterを利用する。手順は以下の通り。

(1)Panelを3つ、Formに設置。上位のPanel1のAlignプロパティを alTop に設定。
(2)Form(親)をクリックして選択後、Splitter(子)を設置。
(3)Panel3のAlignプロパティを alBottomに設定(=Panel3は固定する)。
(4)Panel2の AlignプロパティをalClientに設定。

5.ご案内

今回作成したプログラムを利用して、次回、マークシートリーダー作成の練習プログラムを紹介します。プログラムのGUIはDelphiで今回作成したものをそのまま使い、マークシート読み取りと計算処理は、このBlogでこれまでに紹介してきた PythonForDelphi と Embeddable Python を用いて行います。練習用なので、マークシートの読み取り枚数は1枚で、読み取り結果の表示にはMemoを利用します。

実用化するには、複数シートを読み取れるよう、さらにLoop処理を加えたり、読み取り結果のCSVファイル等への出力も考慮して、結果表示用にMemoではなく、Gridコントロールを用いる等、さらなる工夫が必要ですが、最も重要な「マークシートを読み取る」というプログラムの核心部分を丁寧に紹介します。興味のある方はぜひ、ご覧ください。

6.お願いとお断り

このサイトの内容を利用される場合は、自己責任でお願いします。ここに記載した内容を利用した結果、利用者および第三者に損害が発生したとしても、このサイトの管理者は一切責任を負えません。予め、ご了承ください。

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Installing the Splitter & Resizing Width of the VCL Components

「~ 主として「幅」の変更に関する覚書 ~」

0.準備
1.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ AlignプロパティとSplitterの利用法
2.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ Anchorsプロパティの利用法
3.画面サイズの変更に追随(主として幅)
4.まとめ
5.お願いとお断り

DelphiのVCLコンポーネントTSplitterの使い方と画面のリサイズ対応の覚書。

Formの大きさは決め打ちで、決してResizeしない前提でプログラミングできれば、ある意味、それがいちばんラクなんだけど・・・。百歩譲って、Formの大きさはResizeしなくても、Formの中にあるVclコンポーネントの幅・高さは変更できた方がうれしい場合は多い。

例えば、 マークシート画像を読み取って処理する場合、マークシート画像と読み取り結果を比較(チェック)するには、画像と読み取り結果の両方が1つの画面上に表示されていることが望ましい。このような場合に備えて、必要に応じて「画像」と「データ」の表示領域を思いのまま手動で広げたり、狭めたり出来る機能をユーザーに提供したいと考えるのは、全プログラマに共通の思いだろう・・・。

そのような私自身の経験を基に、何に使うかはアイデア次第として、画面の左右や上下にさまざまなVCLコンポーネントが置かれている時、 Splitterを使ってその幅や高さを自由に変える方法をここでは取り上げた。

さらに、Formの大きさの変化に合わせ、Form上に置いた各コンポーネントの大きさ(主として幅)が追随して変化するようなプログラミングにも(自我流で恥ずかしい限りだが)チャレンジしてみた。

主として「幅」の変更に関する覚書

0.準備
1.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ AlignプロパティとSplitterの利用法
2.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ Anchorsプロパティの利用法
3.画面サイズの変更に追随(主として幅)
4.まとめ
5.お願いとお断り

0.準備

Delphiを起動して、新規プロジェクトを作成後、任意のフォルダに「プロジェクトに名前を付けて保存」する。※ 同じフォルダにプロジェクトとは別名で、Unitファイルも保存する(Unitが1つしかないプログラムでも、プロジェクトとは別名でUnitファイルを保存する必要がある)。ここではデフォルト設定の名称をそのまま利用する。

・プロジェクトファイル名:Project1.dproj
・ユニットファイル名:Unit1.pas

1.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ AlignプロパティとSplitterの利用法

最も簡単なリサイズ対応は、Formに置いたPanelなどのAlignプロパティをalNoneからalClientに変更することだ。これでFormの大きさの変更に合わせて(幅・高さ共に)、Form上のPanelの大きさも、親Formの大きさの変更に追随して変わるようになる。
もし、Panel上にButtonを1つだけ置いて使用するのであれば、Buttonの Anchorsプロパティを適切に指定するだけで、画面のリサイズに対応したGUIが完成する。

何に使うかはアイデア次第として、ここではサンプルとして画面の左にMemo、右にPanel(いろいろなコンポーネントを置くベース)がある条件で、Memoの幅を自由に変える方法を取り上げる。さらに、Formの大きさが変わっても、その時点でのMemoとPanelの幅の比率が維持されるような(自我流の)プログラミング例も掲載した。

新規作成したプロジェクトのForm上に、MemoとPanelを1つずつ置く。
MemoもPanelもパレットのStandardにあるので、まずStandardを開く。

>をクリックして開く
MemoとPanelをそれぞれFormへドラッグ&ドロップ
(それぞれをダブルクリックしてもよい)
Form上にMemoとPanelがのる

Memo1をクリックして選択し、下図のように操作してMemoのAlignプロパティをalLeftに設定する。

画面は次のようになる。

重要 ここでFormをクリックして選択する(Formをアクティブにする)。

ハンドル(水色の枠)がMemoからFormに移動し、Formの方がアクティブになる。

Formをアクティブにした状態で、パレットでsplitterを検索する。splitterはAdditionalにあるコントロールで、これを2つのコントロールの間に追加すると、ユーザーが実行時にそのコントロールのサイズを変更できるようになる。

「split」未満の入力で見つかるはず

見つけたらTSplitterをダブルクリックしてFormに配置する。

Memoの右側にSplitterが配置される。
デフォルトでは「幅」の変更用になっている

Cursorプロパティに設定された「crHSplit」は「左右分割カーソル」を意味する。ちなみに、「crVSplit」を指定すると「上下分割カーソル」になる。

最後に、PanelコンポーネントのAlignプロパティを変更する。Panelをクリックして選択し、オブジェクトインスペクタのAlignプロパティを alClient に設定する。

これでMemoの幅の大きさを自由に変更できるはず

Ctrl+Sで上書き保存、F9を押して実行。意図した通りに操作できるか、確認する。

設計時にMemoの幅を適切に指定することで、実行時の初期画面を意図した通りに作成できる。

参考:SplitterのAutoSnapプロパティをFalseすると、幅を小さくしたとき、 Splitterの MinSizeプロパティで設定した値以下に変更されなくなる。これを用いると、MemoやPanelが完全に隠されてしまう事態を予め防止できる。

SplitterのAutoSnapをFalse、MinSizeを30に設定
MemoもPanelも幅がMinSize以下にならない

2.最も簡単なリサイズ対応(幅の変更)・・・ Anchorsプロパティの利用法

では、Panelの上にButtonをのせたら、画面サイズの変更に合わせてButtonの位置はどのように変わるのだろうか?

これを検証してみる。Panel1をクリックして選択し、その上にButtonを1つ設置する。

Panel1が選択されている状態でダブルクリック

設置したButtonの位置を変更する(下図のようにFormの右下隅の方へドラッグして移動)。Buttonのプロパティはデフォルト設定のままにしておく。

この状態で上書き保存(Ctrl+S)し、実行(F9)して、Formの大きさを最大化してみる。

右上の × をクリックして画面を閉じる

Button1の位置を常識的な位置へ自動的に変化させる最も簡単な方法は、「Anchorsプロパティ」の利用である。Button1をクリックして選択し、オブジェクトインスペクタのAnchorsプロパティの設定を次のように変更する。

上書き保存(Ctrl+S)し、実行(F9)して、Formの大きさを最大化して確認する。

右上の × をクリックして画面を閉じる

ちなみに下図のように設定すると・・・

AnchorsプロパティをすべてTrueに設定
もしかしたら、場合によってはアリかも・・・。 右上の × をクリックして画面を閉じる

ちなみに、コレだと・・・

akTopのみFalseに設定
「年越しそば」的な挙動を見せました。ほそーく、ながーく なりました。ある意味これがベスト?

3.画面サイズの変更に追随(主として幅)

さらに、Formの大きさが変わっても、その時点でのMemoとPanelの幅の比率が維持されるようにプログラミングしてみた。 まず、Private宣言部で整数型の変数2つと、Formが完全に表示された時点で実行される表示終了イベントを取得する手続き procedure CMShowingChangedを宣言。

Formの 表示終了イベントを取得するprocedureの実現部は、以下に記載したコードをミスのないように入力し(文法的に誤りのない状態で)、procedure CMSShowingChanged ~行のどこか(付近でも可)にフォーカスがある(=カーソルがある)状態で、Shift+Ctrl+C 操作を行うと、手続きが自動的に生成される。

Shift+Ctrl+C:キーボード左側のShiftキーとCtrlキーを左手で同時に押して、さらに右手でCキーを押す

また、宣言の順番も大切。プライベートメンバー変数と手続き(procedure)の宣言の順番が逆になってはいけない。 プライベートメンバー変数の宣言を、手続きの宣言より必ず先に行う必要がある。

  private
    { Private 宣言 }
    //Memoの幅とFormの幅を記憶する変数
    intMW, intFW:integer;
    //Formの表示終了イベントを取得
    procedure CMShowingChanged(var Msg:TMessage); message CM_SHOWINGCHANGED;
  public
    { Public 宣言 }
  end;

Formの表示終了イベントを取得して、その時点でのMemoとFormの幅を記憶する。

フォームの表示完了時に処理する(くろねこ研究所さん)

URL:https://www.blackcat.xyz/article.php/ProgramingFAQ_del0049より引用
procedure TForm1.CMShowingChanged(var Msg: TMessage);
begin
  inherited; {通常の CMShowingChagenedをまず実行}
  if Visible then
  begin
    Update; {完全に描画}
    //Formの表示終了時に以下を実行
    Memo1.Width:=intMW;
    intMW:=Memo1.Width;
    intFW:=Form1.Width;
  end;
end;

Formが生成される際に、MemoとFormの大きさをプログラムから指示して決定。

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  //MemoとFormの幅を記憶する変数を初期化
  intMW:=480;
  intFW:=640;
end;

Formの大きさの変更イベントに合わせて、Memoの幅を計算して決定。

procedure TForm1.FormResize(Sender: TObject);
begin
  //比率を維持してMemoの幅を変更
  Memo1.Width:=Trunc(Form1.Width*intMW/intFW);
end;

ここがいちばん重要か? Splitterが動かされたら(=Movedイベントが発生)、それが動かされた時点(=動かされる直前)でのFormとMemoの幅を取得。この値をもとにしてFormとMemoの幅の比率を計算し、さらに、この比率をもとにFormのResize時にMemoの幅を計算、その計算結果の小数点以下を切り捨てた整数値をMemo1.Widthプロパティに設定している。※ Widthは整数値で、小数点以下の値にこだわる必要はまったくないから。

procedure TForm1.Splitter1Moved(Sender: TObject);
begin
  //MemoとFormの幅を取得
  intMW:=Memo1.Width;
  intFW:=Form1.Width;
end;

上書き保存(Ctrl+S)し、実行(F9)して、Memoの幅を変更し、Formの大きさを最大化して、FormとMemoの幅の比率が維持されることを確認する。

Buttonコントロールの幅の違いに注目(上と下の画像は、同じ画像ではありません)

Formの幅は640ピクセル、Memoの幅は480ピクセルで表示
画面を最大化してみた。Formの幅とMemoの幅の比率は保たれているように見える。

数値的にはどうかと思い、FResize前のFormとMemoの幅を表示してみた。

procedure TForm1.FormResize(Sender: TObject);
begin
  //比率を維持してMemoの幅を変更
  Memo1.Width:=Trunc(Form1.Width*intMW/intFW);
  ShowMessage('Memoの幅 / Formの幅:'+IntToStr(intMW)+
    ' / '+IntToStr(intFW));
end;

画面を最大化してから、元の大きさに戻した時のようす。

Formの幅は1382ピクセルと表示されている

参考:私のPCは、画面の解像度を1366×768に設定している(Formが表示される際、Screen.Widthを調査すると1366と表示された)。そこで、FormのWidthを1366に設定すると、ClientWidthはそれより小さくなり、設計時に画面の横幅いっぱいに配置したVCLコンポーネントの右側に実行時余白が生まれる。
FormのClientWidthを1366に設定すると、Widthは1382となり、画面の解像度より大きくなるが、VCLコンポーネントの位置は設計時も実行時も同じになった。
この経験から、画面の解像度はClientWidth×ClientHeightを意味するものと、私は理解しているのだが、これでいいのだろうか?

4.まとめ

Formに置いたVCLコンポーネント(例:Memo)の幅を実行時に調整できるようにするには、Splitterを利用する。手順は以下の通り。

(1)MemoコンポーネントのAlignプロパティを alLeft に設定。
(2)Formを選択後、Splitterを設置。
(3)Panelコンポーネントを置いて、Alignプロパティを alClient に設定。

Panelの上に乗せたButtonなどのコンポーネントは、 Anchorsプロパティを適切に設定することでFormのリサイズに合わせて、その表示位置を変更できる。

5.お願いとお断り

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