第4部 料紙研究を広げる 1 データを記録・保存する★『古文書の科学』全文公開

データを記録・保存する

中村　覚

1.はじめに
歴史資料に対する科学的研究は、分析手法の高度化により、この10年間で大幅に発展している。一方、これらの分析に使用されたデータは個々の研究者によって保存・管理されることが多く、分析方法および結果を共有・再現することが一般的には困難である。データの共有と再利用を支援することにより、データの出典の明確化と、研究結果の再現性の確保につなげることができる。またオープンデータ【注】1の増加により、科学的研究のさらなる発展に寄与することができる。

このような背景にもとづき、東京大学史料編纂所ではcaid（ケイド、classification and annotation for image data）というデータ管理ツールを開発している。画像およびそれに関するデータを簡易に、効率的に、柔軟に管理可能な機能を提供することにより、研究データの蓄積と共有、歴史学におけるオープンサイエンスの推進を目指す。本章では本ツールについて紹介する。

2.caidについて
図1にcaidの概要を示す。caidはオンライン/オフラインで動作可能なデスクトップアプリケーションであり、インターネット接続が困難な調査先などでも利用することができる。PC内の特定のフォルダを監視し、当該フォルダに新しい画像が追加されると、caidにも自動登録される。この機能を用いることにより、図1左に示すように、調査先での顕微鏡を用いた画像撮影などと並行したデータ蓄積を行うことができる。caidに登録されたデータは、後述する機能を用いることで、画像データの分類や、画像内の情報に対するアノテーション付与などを行うことができる。このようにして蓄積されたデータを分析し、また外部のシステムと連携させることで、料紙研究におけるデータ共有を支援する。

図 1　caidの概要

以下、caidの使用方法の詳細について説明する。

3.監視フォルダの設定
上述した通り、本アプリケーションではPC内の監視対象のフォルダを設定することで、各種機材で撮影した画像の自動登録を行う。複数のフォルダを設定できるようにしており、調査目的や機材の違いに応じて、それらを切り替えられるようにしている。

4.アプリケーションの操作
本アプリケーションの利用には、ウェブブラウザを用いる。なお、一般的にはウェブブラウザはインターネット上のコンテンツの閲覧に使用されるが、今回はPC上で起動したアプリケーションの閲覧・操作のために使用する。そのため、上述した通り、オフラインで使用可能なアプリケーションとなっている。

caidにおけるデータ管理の全体像を図 2に示す。「メイン画面」では資料の重層的な情報を階層構造によって管理する。各階層では、データの一覧・編集機能（「画像データ一覧」）、編集対象とするメタデータの設定画面（設定フォーム）などを提供する。これらの機能を用いることにより、調査・分析対象に応じた多様なデータの分類と蓄積を支援する。

図 2　caidにおけるデータ管理の例

以下、各機能について説明する。

5.画像とノード
本アプリケーションでは、監視フォルダに保存されたファイルを画像、それらを分類するための枠をノードと呼ぶ。

図 3に示すように、新規ボタンを押して、空のノードを作成する。ノードの画像部分に画像をドロップすると画像が登録される。枠の部分にドロップすると、ノードの関連画像として登録され、一つ下の階層にノードが追加される。

このように画像どうしを階層的に保存することにより、資料の重層的な情報を管理することができる。

図 3　画像とノード

6.メイン画面
メイン画面を図 4に示す。画面左部には未分類画像（画像監視フォルダに追加された画像ファイル）が登録された日時の降順で表示される。画面右部にはノードが階層ごとに表示される。

図 4　メイン画面

7.データの編集
caidは図 5に示す、画像に対するデータ編集機能を提供する。図 5左に示すメイン画面から特定の画像データを選択し、図右に示すアノテーション付与画面に遷移する。以下、アノテーションの編集画面、ノード情報の編集画面について説明する。

図 5　データの編集

8.アノテーション編集画面
アノテーション編集画面を図 6に示す。画像の任意の矩形箇所に対して、アノテーションを付与することができる。これにより、調査中および調査後のメモなど、テキストデータによるアノテーションを付与することができる。アノテーション付与の項目については、分析者・利用者がカスタマイズ可能な機能を提供することで、さまざまなニーズに応じたデータ蓄積を支援する。この設定方法について後述する。

図 6　アノテーション編集画面

また本アプリケーションの特徴として、関連する画像もアノテーションとして付与することができる。これにより、史料画像の特定の箇所に対して、顕微鏡で撮影した画像を紐づける、といった画像管理を実現する。

9.ノード情報編集画面
各ノードについては、図 7に示すノード情報編集画面から、そのメタデータを編集することができる。この画面で編集可能なメタデータ項目についても、後述する設定画面において、階層ごとにカスタマイズすることができる。

図 7　ノード情報編集画面

10.画像一覧画面
各階層における画像およびそのメタデータは、図 8のように一覧表示することもできる。列の項目をクリックすると、昇順・降順で並び替えを行うことができる。また各項目の右側の▼をクリックすることで、フィルタリングを行う。

さらに表中のデータをダブルクリックすることにより、データの編集を行うことができる。本画面を用いることにより、複数の画像に対するデータの一括修正などを容易に行うことができる。

図 8　画像一覧画面

11.設定画面
図 9に示すように、入力フォームを柔軟に設定することができる。フォームを追加し、種別・階層・名称を設定する。フォームの種別として、アノテーション編集に用いるものと、ノード情報の編集に用いるものをそれぞれ設定できるようにしている。また左側の矢印をクリックし、表示される順番を変更することができる。さらに、名称をクリックすると、後述するフォーム内容の編集画面に遷移する。

図 9　設定画面

12.フォーム編集画面
入力フォームの内容についても、図 10に示すように、柔軟に設定することができる。フォーム部品を追加し、種別・ラベル・値・サイズを設定する。また左側の矢印をクリックし、表示される順番を変更することができる。

図 10　フォーム編集画面

フォーム部品の種別として、以下のものを用意している。

・ラベル：そのまま表示される。値・サイズは使用しない。
・テキスト：値は初期値となる。サイズは入力フィールドの大きさとなる。
・数値：テキストと同様だが、数値のみが入力できるフィールドとなる。
・テキストエリア：テキストと同様だが、サイズは横 x 縦（例：「40x5」とすると40桁が5行）となる。
・チェックボックス：設定する値を半角カンマで区切って指定する。サイズは使用しない。入力時には複数の項目を選択することができる。
・ラジオボタン：設定する値を半角カンマで区切って指定する。サイズは使用しない。入力時には一つだけ項目を選択することができる。
選択：ラジオボタンと同じだが、表示形式がプルダウンとなる。

13.データのエクスポート
caidを用いて入力されたすべてのデータは、ユーザのPC内に保存される。このデータはインポートおよびエクスポートが可能である。この機能により、ある調査データとほかの歴史資料の分析結果の比較などを行うことができる。同じデータに対する複数ユーザーによる解釈や注釈の違いなどに対して、caidを用いた比較・分析を支援する。またUSBメモリなどにコピーすることで、データを保全することができる。

さらに図 11に示すように、PCに蓄積されたデータを外部の情報システムと連携させることにより、より発展的なデータ共有および分析が可能となる。特にAIを活用した画像解析技術の発展は著しく、蓄積および共有されたデータに対する応用が期待できる。東京大学史料編纂所では、多様なデータを管理・蓄積する「史料情報統合管理システム」およびAIによるデータ活用などを目的とした「データ駆動型歴史情報研究基盤の構築［2］」プロジェクトを進めている。今後、これらのシステムおよびプロジェクトとの連携を図り、料紙研究のさらなる発展を目指す。

図 11　caidを用いた研究データの共有と活用

14.まとめ
2022年9月時点において、caidは限られた関係者のみで利用可能なツールであるが、将来的にはオープンソースソフトウェアとしての公開も見据えて現在開発を進めている。汎用的に利用可能なツールを目指すことにより、本研究成果の社会還元も視野に入れて活動を継続する。これにより、国内外の料紙研究の発展にも寄与していきたい。

謝辞
本研究はJSPS科研費20H00010の助成を受けたものである．また，開発にご協力いただいた株式会社フォーイーチ様に深く感謝いたします．

【注】
1 Open Knowledge International ［1］による定義は以下である。
オープンデータとは、自由に使えて再利用もでき、かつ誰でも再配布できるようなデータのことだ。従うべき決まりは、せいぜい「作者のクレジットを残す」あるいは「同じ条件で配布する」程度である。

参考文献
［1］Open Knowledge International, Open Data Handbook, http://opendatahandbook.org/guide/ja/what-is-open-data/, （参照 2022-11-15）.
［2］データ駆動型歴史情報研究基盤の構築 | 東京大学, https://www.u-tokyo.ac.jp/adm/fsi/ja/projects/sdgs/project_00214.html, （参照 2022-11-15）.