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表をテキストとして渡すか画像として渡すか―テーブル推論能力の評価

(Tables as Texts or Images: Evaluating the Table Reasoning Ability of LLMs and MLLMs)

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田中専務

拓海先生、最近社内で「AIに表データを読ませられるか」が話題になっておりまして、いろいろなモデルが出ていると聞きましたが、要するに何が違うのでしょうか。現場で使えるかどうか、投資対効果が気になります。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!表(テーブル)をAIにどう渡すかで結果が変わるんです。結論を先に言うと、テキスト化して渡す方法と、表をそのまま画像で渡す方法の両方に利点があり、用途に応じて使い分けるのが現実的です。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

田中専務

テキストと画像で違うんですか。現場ではExcelをそのまま使っているので、わざわざ整形する工数がかかると困ります。これって要するに、データの渡し方の違いだけで結果が変わるということですか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!要するにその理解で合っています。ポイントは三つです。第一に、テキスト化は構造を明示できて説明性が出るので業務ルールとの親和性が高いこと。第二に、画像渡しはフォーマットを変えずにそのまま使えるので現場負荷が低いこと。第三に、モデルやプロンプトの設計次第で両者の差が縮まることです。安心してください、段階的に試せますよ。

田中専務

段階的に、ですか。現場に負担をかけずに試せるなら安心です。でも、実運用での精度はどの程度見込めますか。例えば、見積もり表の要点を読み取らせるとどうなるのか。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!研究では複数の評価で、画像ベースでもテキストベースでも「それなりに」読める結果が示されています。要点を取り出す精度はタスクの複雑さや表のレイアウト次第で変わりますが、まずは代表的な見積フォーマットでA/Bテストをして、想定精度を測るのがよいです。大丈夫、測定方法も一緒に設計できますよ。

田中専務

投資対効果の話に戻します。初期導入費用と運用コストを抑えて効果を出すにはどう進めれば良いでしょうか。クラウドや外注は不安がありまして、まずは社内で始めたいのですが。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!現実主義の観点で三つ提案します。第一に、現行のExcelフォーマットをそのまま画像で渡すPoC(Proof of Concept)を先に行えば、現場負荷ゼロで試行できます。第二に、重要な数列だけをテキスト化する軽量なパイプラインを段階的に導入すれば整形コストを抑えられます。第三に、評価指標を事前に定めてROIを数値化すれば経営判断がしやすくなります。大丈夫、一緒に指標も作れますよ。

田中専務

なるほど。これって要するに、まずは手を動かさずに画像で評価してから、効果が見えたらテキスト化などで精度を高めるというステップを踏むべき、ということですね?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!その理解で合っています。要点を三つでまとめます。まずは現場負荷をかけない画像ベースのPoCで有効性を確認すること。次に、業務で必要な精度に応じて重要列だけをテキスト化して段階的に改善すること。最後に、評価指標でROIを管理することです。大丈夫、一緒に段取りを設計できますよ。

田中専務

分かりました。最後に私の言葉で整理して良いですか。要するに、まずは社内のExcelをそのまま画像でAIに試しに読ませてみて、有効なら重要な列だけをテキスト化して精度を上げる。評価は最初からROI目標を決めて測る、ということですね。これなら現場も納得しやすいです。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!そのまとめで完璧です。大丈夫、一緒に最初のPoCを設計して、現場が怖がらない形で進めていきましょう。

1. 概要と位置づけ

結論を先に述べる。本研究は、テーブル(表)データをAIに渡す際に、テキスト化するか画像として渡すかの二つのアプローチがあり、どちらも実用上の利点があることを示した点で大きく変えた。実務では表データが意思決定の根幹をなすため、表の渡し方がAIの出力品質に直結する点を明確にした意義は大きい。

基礎的な位置づけとして、近年の大規模言語モデル(Large Language Models; LLMs)は非構造化テキストで高い性能を示しているが、構造化された表データに対する評価は不十分であった。本研究はテキストベースの提示法と画像ベースの提示法を比較することで、表現方法が結果に与える影響を体系的に検証している。

応用的な位置づけとして、医療や顧客管理など数値とカテゴリが混在するドメインで、表の読み取りと推論が重要となる領域に直接インパクトを与える。実務者にとっては、既存のExcel運用を大幅に変えずにAIを導入できる可能性を示した点が魅力である。

この研究の狙いは実用的であり、単なるベンチマーク比較にとどまらず、画像として渡した場合の視覚的手がかり(色やレイアウト)がモデル判断に与える影響まで踏み込んでいる点で差別化を図っている。経営判断に必要な視点、つまり導入コストと運用負荷のトレードオフを考慮した評価が行われている。

総括すると、本研究は表データを扱う実務に対し、導入ステップを示した点で有用である。まずは現場負荷を抑えた画像ベースの試行から始め、必要に応じてテキスト化による精度向上を図るという実践的な道筋を提示した。

2. 先行研究との差別化ポイント

従来の研究はLLMsの非構造化テキストへの適用に焦点を当てるものが多く、表形式データに関する体系的検証は限られていた。本研究は六つのベンチマークを横断的に評価し、テキスト化と画像化の両面から比較した点で独自性を持つ。これにより、単一のタスクで得られた知見を一般化する助けとなる。

多くの先行研究がテーブルを文字列に変換して扱う手法に依存しているのに対して、本研究は画像ベースのアプローチを含めた点が差別化要因である。画像には視覚的なハイライトや色が含まれるため、それらがモデルの出力に与える影響を考慮できる点が新しい。

さらに、プロンプト設計(prompting)の違いが表関連タスクに与える影響を詳細に比較している点も特徴である。プロンプトとは、モデルに投げる指示文のことであり、その設計は実運用での精度と安定性に直結する。実務的には、このプロンプト最適化がコスト効率に影響する。

また、マルチモーダルLLMs(Multimodal Large Language Models; MLLMs)も評価対象に含め、テキストのみならず画像入力を処理する最近のモデル群の実力を明らかにした。これにより、既存のシステムを大幅に改変せずに段階的導入が可能であることを示唆している。

結論として、本研究は実務寄りの観点で表データの渡し方を体系化した点で先行研究と明確に差別化されている。経営的には、投資段階での選択肢を増やし、導入リスクを低減する示唆を与える。

3. 中核となる技術的要素

本研究は二つの主要な表現方法を比較している。第一に、テキストベースの表現はテーブルを行列構造やブラケットで線形化し、モデルに構造情報を明示する方式である。これによりモデルはセル間の関係や列名と値の対応を明確に把握しやすくなる。

第二に、画像ベースの表現は表をそのまま画像としてモデルに渡す方式であり、視覚的な手がかり(枠線、色、フォントなど)をそのまま利用できる利点がある。マルチモーダルモデルはこの視覚情報をテキストと統合して推論できるため、レイアウト依存の情報を活かしやすい。

また、プロンプト設計の工夫が重要である。プロンプトとは、モデルにどのように問いかけるかのテンプレートであり、表の読み取りタスクでは「どの列を基準にするか」「数値の丸め方」などを明示する工夫が精度改善に直結する。実務では、プロンプトの標準化が運用効率を高める。

さらに、評価指標やテストベンチの整備も中核要素である。タスクに応じて正解の粒度を定める必要があり、単なる一致率だけでなく、部分一致や重要性に重み付けした評価が必要になる。これにより、経営判断に使える信頼性のある数値が得られる。

総じて、技術的には表現方法・プロンプト設計・評価設計の三点が肝要であり、これらを組み合わせて運用設計を行うことが実務導入の鍵である。

4. 有効性の検証方法と成果

研究では六つのベンチマークを用い、表に関する質問応答(table question answering)、事実確認(table fact-checking)、表からのテキスト生成など多様なタスクで評価が行われた。これにより、タスク特性ごとの性能差を明確にしたことが成果の一つである。

比較対象には複数のテキストベースLLMsとマルチモーダルLLMsが含まれ、各表現方法に対して最適なプロンプトや入力形式が探索された。結果として、画像ベースの提示がテキストベースを上回るケースが存在する一方で、テキスト化により明示的な構造情報が与えられることで安定性が高まるケースも確認された。

具体的には、レイアウトが複雑で視覚的手がかりが重要な表では画像ベースが有利であり、列間の論理関係や精密な数値処理が要求されるタスクではテキスト化が強みを示した。これにより、運用においてはタスク別の導入方針が合理的であることが示唆された。

また、プロンプトの違いが性能に与える影響が大きく、シンプルな案内文から構造を明示する指示まで幅広く試した結果、プロンプト設計が実稼働精度を左右することが定量的に示された。運用ではプロンプト管理が重要なオペレーション項目となる。

総括すると、有効性の検証はタスクと表現方法の組合せで最適解が異なることを示しており、実務導入ではまず現行フォーマットでのPoCを通じて最適な入力形式とプロンプトを見極めるべきである。

5. 研究を巡る議論と課題

本研究の議論点は主に三つある。第一に、画像ベースの利点は現場負荷を抑える点だが、視覚的バイアス(色や強調の影響)がモデル判断に混入するリスクがあること。実務ではそのバイアスを把握し、重要判断に用いる際の安全弁が必要である。

第二に、テキストベースは説明性を高められるが、正しく線形化・正規化するコストが発生する点である。特に多種多様なフォーマットを扱う企業環境では整形パイプラインの構築が障壁になりうる。ここをどう効率化するかが課題だ。

第三に、評価指標の設計における主観性の問題が残る。何を正解とみなすか、部分的正解をどう評価するかは業務ごとに異なり、一般化されたベンチマークだけでは運用上の十分な保証にならない。したがって社内での評価セット作成が望ましい。

また、プライバシーや機密性の観点から、クラウド利用に抵抗がある組織も多い。オンプレミスでのマルチモーダル処理や、限定的なデータでの学習・評価の手法確立が実務上の重要課題である。これらは事前にリスク評価を行う必要がある。

結論として、研究は方向性と手順を示したが、実運用に向けた整備と評価基準の社内適用が今後の課題である。経営判断ではこれらのリスクと利得を数値で示す準備が求められる。

6. 今後の調査・学習の方向性

今後は業務特化型の評価セットを作成し、企業内の代表的な表フォーマットでのA/Bテストを推奨する。これにより、自社で重要な判断に使えるかどうかを早期に判断できる。段階的に導入するロードマップが重要である。

技術的には、プロンプト自動化ツールや、重要列のみを抽出してテキスト化するハイブリッドな前処理パイプラインの研究が求められる。これらは現場負荷と精度のバランスをとる実用的な解となる。継続的な改善プロセスを組み込むべきである。

また、オンプレミスや限定クラウドでのマルチモーダルモデル運用に関するガイドライン整備も必要である。プライバシー保護と性能確保を両立させるための技術的・運用的対策を検討することが今後の焦点となる。

教育面では、経営層と現場担当者双方がプロンプトや評価指標の基本を理解するための短期集中ワークショップを実施することを勧める。AIはツールであり、使い方を共通理解することが導入成功の鍵である。

最後に、検索に使える英語キーワードとして、Tables as Texts or Images、table reasoning、table question answering、multimodal LLMs、table fact-checkingを列挙しておく。これらで関連文献を調べると実務的示唆が得られる。

会議で使えるフレーズ集

「まずは現行のExcelを画像のままAIに読ませるPoCを実施して、現場負荷を抑えた上で効果測定を行いましょう。」

「想定される効果に対してROIを事前に定義し、主要KPIを用いて段階的に評価します。」

「重要列だけを抽出してテキスト化するハイブリッド運用で、整形コストと精度を最適化しましょう。」

Deng N., et al., “Tables as Texts or Images: Evaluating the Table Reasoning Ability of LLMs and MLLMs,” arXiv preprint arXiv:2402.12424v5, 2024.

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