광학 마크 인식

**광학 마크 인식**()은 문서에 빛을 비춰 표시된 위치를 인식하여 데이터를 얻는 기술을 말한다. 즉 문서에서 컴퓨터로 데이터를 입력하는 방식 중 하나이다. 미리 정해진 규칙에 따라 문서에 작성된 표시를 읽기에 OCR과 달리 “문자 인식 엔진”이 필요없다. OMR에서 사용하는 마크(mark)는 다른 부분에 비해 높은 명암의 차이가 있고, 쉽게 알아볼 수 있어야 한다.

OMR이 주로 사용되는 것으로는 시험에 널리 사용되는 OMR카드가 있다. OMR카드에는 동그라미 또는 정사각형의 테두리가 미리 인쇄되어 있으며, 그 테두리 안쪽을 검게 채워서 답을 한다. 그 뒤 OMR카드는 기계에 넣어져 자동으로 채점을 한다. 또 다른 OMR의 이용 예로는 바코드가 있다.

## 배경
thumb|전용 OMR 장치로 스캔하도록 설계된, 정렬 마크와 드롭아웃 컬러가 포함된 OMR 시험지 양식

많은 OMR 장치에는 양식에 빛을 비추는 이미지 스캐너가 있다. 그러면 장치는 양식의 특정 위치에서 빛의 대조되는 반사율을 살핀다. 검은색 마크는 양식의 빈 영역보다 빛을 적게 반사하기 때문에 장치가 이를 감지하게 된다.

일부 OMR 장치는 투광성 종이에 인쇄된 양식을 사용한다. 이 경우 장치는 종이를 통과하는 빛의 양을 측정할 수 있다. 종이 양면에 있는 검은색 마크는 통과하는 빛의 양을 줄이기 때문에 어느 쪽의 마크든 포착할 수 있다.

전용 OMR 장치와 대조적으로, 데스크톱 OMR 소프트웨어를 사용하면 사용자가 워드 프로세서나 컴퓨터에서 직접 양식을 만들고 레이저 프린터로 인쇄할 수 있다. 그런 다음 OMR 소프트웨어는 문서 공급 장치가 있는 일반적인 데스크톱 이미지 스캐너와 함께 작동하여 작성된 양식을 처리한다.

OMR은 복잡한 패턴 인식 엔진이 필요하지 않다는 점에서 일반적으로 광학 문자 인식(OCR)과 구별된다. 즉, OMR 장치가 마크를 올바르게 읽지 못할 가능성이 거의 없도록 마크가 구성된다. 이를 위해서는 이미지가 높은 대비를 가져야 하며, 쉽게 인식 가능하거나 형태가 무관해야 한다. OMR 및 OCR과 관련된 분야로는 제품 포장에서 볼 수 있는 UPC 바코드와 같은 바코드 인식이 있다.

가장 익숙한 OMR 응용 분야 중 하나는 객관식 시험에서 2번 연필(유럽의 HB)을 사용하는 기입형 광학 답안지이다. 학생들은 양식의 원을 검게 칠하여 답안이나 기타 개인 정보를 표시한다. 그런 다음 스캔 기계가 답안지를 채점한다.

* 미국과 대부분의 유럽 연합 국가에서는 직사각형 "로젠지(lozenge)" 모양 안에 가로 또는 세로 "체크"를 하는 것이 가장 일반적으로 사용되는 OMR 양식 유형이다.
* 영국에서 가장 익숙한 양식은 영국 국립 복권 양식이다.

로젠지 마크는 표시하기 쉽고 지우기도 쉬운 최신 기술을 나타낸다. 커다란 "버블" 마크는 초기 OMR 기계의 유산 기술로, 당시 기계는 감도가 낮아 신뢰성을 위해 큰 마크가 필요했다. 대부분의 아시아 국가에서는 광학 답안지를 채우기 위해 전용 컴퓨터용 사인펜을 사용한다. 마찬가지로 학생들은 미리 인쇄된 용지에 표시된 원을 검게 칠하여 답이나 기타 정보를 표시한다. 그런 다음 스캔 기계에 의해 자동으로 채점된다.

오늘날 많은 OMR 응용 분야에는 사람들이 특수 양식을 작성하는 과정이 포함된다. 이러한 양식은 컴퓨터 스캔에 최적화되어 있으며, 중의성을 최소화하기 위해 인쇄 시 정밀한 정렬과 세심한 설계가 이루어진다. 매우 낮은 오류율, 저렴한 비용 및 사용 편의성 덕분에 OMR은 투표 결과를 집계하는 인기 있는 방법이다.

OMR 마크는 인쇄된 우편물에도 추가되어 폴더 인서터(folder inserter) 장비를 사용할 수 있게 한다. 마크는 우편 문서의 각 페이지(보통 앞면/홀수 페이지)에 추가되며, 폴더 인서터 장비가 스캔하는 일련의 검은색 대시들로 구성된다. 이를 통해 우편물을 언제 접어서 봉투에 넣어야 할지 결정한다.

### 광학 답안지
[thumb|350x350px|광학 답안지에 표시된 [SAT 수학 문제 응답]]
광학 답안지 또는 버블 시트는 객관식 시험에 사용되는 특수한 유형의 폼 (문서)이다. 답안을 감지하는 데 OMR이 사용된다. 스캔트론 코퍼레이션(Scantron Corporation)은 많은 광학 답안지를 제작하지만, 특정 용도에는 자체 맞춤형 시스템이 필요하기도 하다.

광학 답안지는 대개 각 문제에 대응하는 빈 타원이나 상자 세트가 있으며, 종종 별도의 종이에 인쇄된다. 바코드는 자동 처리를 위해 시트에 표시될 수 있으며, 채워진 타원 시리즈는 판독 시 특정 값을 반환한다. 이런 방식으로 학생들의 답안을 디지털로 기록하거나 신원을 확인할 수 있다.

### 판독
최초의 광학 답안지는 시트에 빛을 비추고 반대편의 광전관을 사용하여 얼마나 많은 빛이 차단되었는지를 측정하여 판독했다. 일부 광전관은 주로 가시광선의 청색 끝단에 민감하기 때문에, 청색 잉크는 청색광을 반사하고 투과시키므로 청색 펜을 사용할 수 없었다. 이 때문에 버블을 채우는 데 2번 연필을 사용해야 했다. 흑연은 부딪히는 빛의 대부분을 흡수하거나 반사하는 매우 불투명한 물질이기 때문이다.

현대의 광학 답안지는 반사된 빛을 기반으로 밝기와 어두움을 측정하여 판독한다. 2번 연필로 채울 필요는 없지만, 다른 유형보다 권장된다(이는 번호가 높은 연필은 표시가 너무 연하고, 1번 연필은 번지기 쉽기 때문이다). 검은색 잉크도 판독되지만, 많은 시스템은 양식이 인쇄된 색상과 동일한 색상의 마크는 무시한다. 또한 반사율 판독은 투과율 판독만큼 반대편의 마크가 방해를 주지 않으므로 광학 답안지를 양면으로 사용할 수 있게 해준다.

대부분의 시스템은 타원을 부정확하게 채우는 인적오류를 허용한다. 다른 타원을 침범하지 않고 타원이 거의 채워져 있는 한, 스캐너는 이를 채워진 것으로 감지한다.

### 설계 및 인쇄
OMR 시트를 설계할 때는 0.05mm 정밀도의 특정 치수가 있다. 치수가 정밀도 기준에 맞지 않으면 OMR 시트의 정확도가 달라질 수 있으므로 시트를 완벽하게 설계, 인쇄 및 절단해야 한다.
* 단일 파트 – A4/Legal 용지에 105gsm~120gsm 종이로 인쇄된다.
* 이중 파트(먹지 불필요) – 두 장이 인쇄된다. 한 장은 105gsm 종이에, 다른 한 장은 60-70gsm 종이에 A4 크기로 인쇄된다. 첫 번째 시트의 뒷면과 두 번째 시트의 앞면은 화학 처리되어 첫 번째 시트의 압력이 두 번째 시트에 나타나도록 한다.
* 삼중 파트(먹지 불필요) – 세 장이 인쇄된다. 한 장은 105gsm 종이에, 나머지 두 장은 60-70gsm 종이에 A4 크기로 인쇄된다. 첫 번째 시트의 뒷면, 두 번째 시트의 앞뒤, 세 번째 시트의 앞면이 화학 처리되어 첫 번째 시트의 압력이 두 번째와 세 번째 시트에 나타나도록 한다.

### 오류
광학 답안지가 잘못 인쇄되어 모든 타원이 채워진 것으로 판독될 수도 있다. 이는 타원의 윤곽선이 너무 두껍거나 불규칙할 때 발생한다. 2008년 미국 대통령 선거 당시 조지아주 귀넷군에서 19,000표 이상의 부재자 투표 용지에서 이 문제가 발생했으며, 약 10,000표가 이미 반환된 후에 발견되었다. 약간의 차이는 육안으로 확인되지 않았으며, 10월 말 테스트를 거치기 전까지 감지되지 않았다. 이로 인해 민주당과 공화당(기타 정당 제외) 위원들의 엄격한 관측 하에 선거 관리 위원회의 격리된 직원들이 모든 투표용지를 올바르게 인쇄된 용지로 옮겨 적어야 했다. 법에 따라 이 이기 작업은 선거일(11월 4일)까지 수행될 수 없었다.

## OMR 소프트웨어
thumb|정렬 마크와 드롭아웃 컬러가 없는 일반 종이 OMR 설문지 양식. 이미지 스캐너와 OMR 소프트웨어로 스캔하도록 설계됨
OMR 소프트웨어는 레이저 프린터로 인쇄된 설문지, 시험지, 출석부, 체크리스트 및 기타 일반 종이 양식을 처리하기 위해 이미지 스캐너를 사용하여 데스크톱 컴퓨터에서 OMR을 가능하게 하는 컴퓨터 소프트웨어 응용 프로그램이다.

OMR 소프트웨어는 OMR 시트에서 데이터를 캡처하는 데 사용된다. 데이터 캡처 스캐닝 장치는 종이의 두께, OMR 시트의 치수 및 설계 패턴과 같은 많은 요소에 집중한다.

### 상용 OMR 소프트웨어
일반 이미지 스캐너의 이미지를 사용한 최초의 OMR 소프트웨어 패키지 중 하나는 Gravic, Inc.(원래 이름은 Principia Products, Inc.)에서 제작한 Remark Office OMR이다. Remark Office OMR 1.0은 1991년에 출시되었다.

초기 광학 마크 인식 시스템이 전용 스캐너와 드롭아웃 컬러 및 정렬 마크가 있는 특수 사전 인쇄 양식을 사용했기 때문에 OMR 소프트웨어에 대한 필요성이 생겨났다. 이러한 양식은 일반적으로 페이지당 US$0.10에서 $0.19의 비용이 들었다. 반면, OMR 소프트웨어 사용자는 워드 프로세서나 내장 양식 편집기로 직접 마크 인식 양식을 설계하고, 로컬 프린터에서 인쇄하여 대량의 양식 비용에서 수천 달러를 절약할 수 있다.

인구 조사 양식 처리와 같이 양식 내에서 광학 마크를 식별하는 서비스는 1980년대 후반부터 많은 양식 처리(배치 트랜잭션 캡처) 회사에서 제공해 왔다. 이는 주로 바이너리 이미지와 화소 수를 기반으로 하며, 지저분한 지우개로 지운 자국(흑백 이미지로 변환 시 정당한 마크처럼 보일 수 있음)과 같은 불필요한 마크를 제거하기 위해 최소 및 최대 화소 수를 설정한다. 따라서 이 방법은 사용자가 마음을 바꿨을 때 문제를 일으킬 수 있으며, 일부 제품은 마킹 의도를 더 잘 식별하기 위해 회색조를 사용하기 시작했다. 내부적으로 스캔트론 및 NCS 스캐너는 회색조를 사용했다.

OMR 소프트웨어는 또한 우편 문서에 OMR 마크를 추가하여 폴더 인서터 장비로 스캔할 수 있도록 하는 데 사용된다. OMR 소프트웨어의 예로는 영국 개발사 Funasset Limited의 Mail Markup이 있다. 이 소프트웨어를 사용하면 사용자가 OMR 시퀀스를 구성하고 선택한 다음 인쇄 전에 우편 문서에 OMR 마크를 적용할 수 있다.

## 역사
광학 마크 인식(OMR)은 미리 정해진 위치에서 마크의 유무를 감지하기 위해 종이를 스캔하는 것이다. 광학 마크 인식은 다른 여러 기술에서 발전했다. 19세기 초와 20세기에 시각 장애인을 돕는 기계에 대한 특허가 부여되었다.

OMR은 현재 데이터 입력을 위한 입력 장치로 사용된다. 초기 OMR의 두 가지 형태는 천공 테이프와 천공 카드로, 매체에 연필로 원을 채우는 대신 실제 구멍을 뚫어 사용했다. 천공 테이프는 일찍이 1857년에 전신 입력 장치로 사용되었다. 천공 카드는 1890년에 만들어져 컴퓨터 입력 장치로 사용되었다. 천공 카드의 사용은 1970년대 초 개인용 컴퓨터의 도입과 함께 크게 감소했다. 연필로 채워진 버블의 존재를 인식하는 현대의 OMR에서는 광학 스캐너를 통해 인식이 이루어진다.

최초의 마크 센스(mark sense) 스캐너는 IBM 805 테스트 채점기였다. 이는 페이지를 스캔하는 와이어 브러시 쌍을 사용하여 흑연 연필심의 전기 전도성을 감지해 마크를 읽었다. 1930년대에 IBM의 리처드 워런(Richard Warren)은 미국 특허 2,150,256(1932년 출원, 1939년 승인) 및 2,010,653(1933년 출원, 1935년 승인)에 기록된 대로 테스트 채점을 위한 광학 마크 센스 시스템을 실험했다. 최초의 성공적인 광학 마크 센스 스캐너는 미국 특허 3,050,248(1955년 출원, 1962년 승인)에 기록된 대로 에버렛 프랭클린 린드퀴스트(Everett Franklin Lindquist)에 의해 개발되었다. 린드퀴스트는 수많은 표준화된 교육 시험을 개발했으며, 당시 표준이었던 IBM 805보다 더 나은 테스트 채점기가 필요했다. 린드퀴스트 특허에 대한 권리는 1968년 아이오와 대학교가 해당 사업을 웨스팅하우스 코퍼레이션에 매각할 때까지 측정 연구 센터(Measurement Research Center)가 보유했다.

같은 시기에 IBM 또한 미국 특허 2,944,734(1957년 출원, 1960년 승인)에 기록된 대로 성공적인 광학 마크 센스 테스트 채점기를 개발했다. IBM은 1962년에 이를 IBM 1230 광학 마크 채점 판독기로 상용화했다. 이 기계와 다양한 관련 기계들을 통해 IBM은 마크 센스 기계를 위해 개발된 다양한 응용 프로그램을 새로운 광학 기술로 전환할 수 있었다. 이러한 응용 프로그램에는 다양한 재고 관리 및 문제 보고 양식이 포함되었으며, 대부분은 표준 천공 카드의 치수를 가졌다.

교육 시험 분야의 다른 업체들이 스캐닝 서비스 판매에 집중하는 동안, 1972년에 설립된 스캔트론 코퍼레이션은 다른 모델을 가졌다. 학교에 저렴한 스캐너를 배포하고 시험 양식을 판매하여 수익을 올리는 방식이었다. 그 결과, 많은 사람들이 (광학적으로 감지되든 아니든) 모든 마크 센스 양식을 스캔트론 양식으로 생각하게 되었다.

1983년 웨스팅하우스 러닝 코퍼레이션은 내셔널 컴퓨터 시스템즈(NCS)에 인수되었다. 2000년에 NCS는 피어슨 에듀케이션에 인수되었으며, 여기서 OMR 기술은 피어슨 데이터 관리 그룹의 핵심을 형성했다. 2008년 2월, M&F 월드와이드는 피어슨으로부터 데이터 관리 그룹을 인수했다. 이 그룹은 현재 스캔트론 브랜드의 일부이다.

OMR은 아래에 언급된 것처럼 많은 상황에서 사용되어 왔다. 재고 시스템에서의 OMR 사용은 천공 카드와 바코드 사이의 과도기적 단계였으며, 현재는 이 목적으로 많이 사용되지 않는다. 하지만 OMR은 여전히 설문 조사와 시험에 널리 사용되고 있다.

## 사용법
OMR의 사용은 학교나 데이터 수집 기관에 국한되지 않는다. 많은 기업과 의료 기관에서 데이터 입력 프로세스를 간소화하고 입력 오류를 줄이기 위해 OMR을 사용한다. OMR, OCR 및 ICR 기술은 모두 종이 양식에서 데이터를 수집하는 수단을 제공한다. OMR은 또한 전용 판독 헤드가 있는 OMR 스캐너나 이미지 스캐너를 사용하여 수행할 수 있다.

### 응용 분야
[thumb|일본 [일본중앙경마회 후쿠시마 경마장에서 사용되는 OMR 베팅 양식]]
thumb|이 양식을 사용하여 발행된 베팅 티켓

OMR의 다른 많은 응용 분야가 있다. 예를 들면 다음과 같다.
* 기관 연구 과정
* 지역 사회 설문 조사
* 소비자 설문 조사
* 시험 및 평가
* 평가 및 피드백
* 데이터 편집
* 제품 평가
* 타임시트 및 재고 조사
* 회원 가입 양식
* 복권 및 투표
* 지오코딩 (예: 우편번호)
* 주택담보대출, 은행 및 보험 신청

### 필드 유형
OMR에는 질문자가 원하는 형식을 제공하기 위한 다양한 필드가 있다. 이러한 필드는 다음과 같다.

* 다중 선택(Multiple): 여러 옵션이 있지만 하나만 선택하는 경우. 예를 들어, ABCDE, 12345, '매우 반대, 반대, 보통, 찬성, 매우 찬성' 중 하나를 묻는 양식 등이 있다.
* 그리드(Grid): 사용자가 전화번호, 이름, ID 번호 등을 기입할 수 있도록 버블이나 선이 그리드 형식으로 설정된다.
* 추가(Add): 답안을 단일 값으로 합산한다.
* 불린(Boolean): 해당되는 모든 항목에 예 또는 아니요로 답한다.
* 이진(Binary): 하나에 대해서만 예 또는 아니요로 답한다.
* 점선 필드: Smartshoot OMR에서 개발한 것으로, 전통적인 컬러 드롭핑처럼 테두리를 제거할 수 있다.

### 기능 및 요구 사항
과거와 현재의 일부 OMR 시스템은 특수 용지, 특수 잉크 및 특수 입력 판독기를 필요로 한다 (Bergeron, 1998). 이는 질문 유형을 제한하고 양식 입력 시 가변성을 줄인다. 현재 OMR의 발전으로 사용자는 직접 양식을 제작 및 인쇄하고 스캐너(가급적 문서 공급 장치가 있는 것)를 사용하여 정보를 읽을 수 있다. 사용자는 데이터를 쉽게 입력하면서도 자신의 필요에 맞는 형식으로 질문을 배치할 수 있다. OMR 시스템은 거의 100%의 정확도에 도달하며 마크를 인식하는 데 평균 5밀리초밖에 걸리지 않는다. 사용자는 마크 영역에 사각형, 원형, 타원형 및 육각형을 사용할 수 있다. 그런 다음 소프트웨어가 채워진 버블, X 표시 또는 체크 마크를 인식하도록 설정할 수 있다.

OMR은 개인적인 용도로도 사용될 수 있다. 시장에는 인쇄된 인덱스 시트에서 크기와 용지 선택 버블을 채워 사용자가 선택한 사진을 인쇄해 주는 복합기 프린터가 있다. 시트가 작성되면 사용자가 시트를 스캐너에 올려놓고 스캔하며, 프린터는 표시된 마크에 따라 사진을 인쇄한다.

### 단점
OMR에는 몇 가지 단점과 제한 사항도 있다. 사용자가 방대한 양의 텍스트를 수집하려는 경우 OMR은 데이터 수집을 복잡하게 만든다. 또한 스캔 과정에서 데이터가 누락될 가능성이 있으며, 페이지 번호가 잘못되었거나 없는 경우 잘못된 순서로 스캔될 수 있다. 또한 보호 장치가 없으면 페이지가 중복 스캔되어 데이터가 왜곡될 수 있다.

OMR의 광범위한 채택과 사용 편의성으로 인해, 표준화된 시험이 주로 객관식 문제로 구성되게 되었으며 이는 시험의 본질을 변화시키기도 했다.

## 같이 보기

* 광학 문자 인식(OCR)
* 컴퓨터용 사인펜

## 각주

분류:인공지능
분류:광학 문자 인식
분류:인공지능의 응용