- 出版社：日本工業出版
- 発行間隔：月刊
- 発売日：毎月5日
- サイズ：A4変形判
■ 画像技術の専門誌
本誌画像ラボはFA、OA、HA分野を３本柱として構成し、トピックス記事、連載記事等をとりあげ、わかりやすい文章で、これからこの分野を手がける人達を含めた若手技術者、中堅技術者向けの画像処理技術の専門雑誌です。 今後の画像処理技術の普及、向上のための啓蒙誌として現場技術者にお役に立てる技術雑誌を基本に編集しております。
画像ラボ 発売日・バックナンバー
全256件中
46 〜 60 件を表示
2,300円
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■解説
〔外観検査 認識・検出〕
○燃料電池セパレータの微小欠陥検出のための帯型KIZKI外観検査装置/中京大学/青木 公也・竹内 佑介・白村 佑真／トヨタ車体㈱/伊藤 毅・近藤 考司・川尻 浩右
燃料電池セパレータの外観検査手法について解説する。セパレータの流路部のロバストでかつ高速な検査を実現するために開発した、帯型偏光撮像系と帯型KIZKI 処理と呼ぶハードウェア、ソフトウェアの概要について説明する。
〔エンタテインメント（アートやコンテンツなど） AR・VR〕
○体積走査型立体像ディスプレイと再帰透過光学系を用いたプロジェクションマッピング/電気通信大学/橋本 直己
近年、プロジェクションマッピングが広く利用される一方で、大がかりな装置による様々な弊害が懸念されている。本研究では、体積走査型立体ディスプレイと再帰透過光学系を用いることで、見えない投影装置による動的プロジェクションマッピングを提案する。
〔エンターテインメント ディスプレイ〕
○CoiLED Display：対象に巻き付けディスプレイ化するストライプ状フレキシブルディスプレイ/青山学院大学/伊藤 雄一
様々な物体に巻き付けることで、その表面をディスプレイ化することが可能なフレキシブルディスプレイ「CoiLED Display」を提案し、実装の詳細と応用例について述べる。
〔その他（人工知能） その他（規制動向）〕
○EUにおけるAIシステムのリスク緩和への取り組み/日本電気㈱/坂本 静生
AI技術を利用するAIシステムには、利用分野によって差別などを引き起こす可能性がある。欧州は、リスクをベースとしたフレームワークをもつ欧州AI規則で、人間を中心としたAIシステムへの規制の施行を目指している。本稿は、現在公開されている欧州AI規則（案）に基づき、その概要を紹介する。
〔製造・商品・物流管理 認識・検出〕
○バーコードの読み取り・イメージセンサーにより普及したコーディングシステムの遷移/Teledyne e2v
バーコードのコーディングシステムの誕生とその変遷について解説するとともに、テレダインe2vのバーコードスキャナー用CMOSイメージセンサビジネスへの取り組みならびに最新製品のTOPAZを紹介する。
■特集：製造工程の可視化・異常検知とカメラソリューション①
○ハイスピードカメラで「イベント検知」/㈱フォトロン/林田 直之
ユーザーの求める「異常発生の瞬間」や「破壊の瞬間」など、いつ起こるか分からないイベントを検知し、発生の瞬間前後をスーパースローモーション動画で確認できる、ハイスピード監視システム『PhotoCam Detector』の特長と活用事例を紹介。
○製造工程における温度の可視化カメラ フリアーシステムズジャパン㈱/吉田 慎吾
Teledyne FLIR社の固定式赤外線サーモグラフィは、様々な生産工程の温度検査に利用されている。本稿では、製造工程向けに開発された小型でリーズナブルなサーモグラフィカメラと応用例を紹介する。
○AIが製造ラインを監視・異常を検出/㈱マイクロ・テクニカ/森山 和
製造ライン監視システム「ラインウォッチャー」は一つのPC一つのアプリケーションから、数十台以上のカメラを用いての異常検知から保存までを包括的に行うことができる。ルールベースだけでなくAI判定も可能であり、AIの追加学習も現場で行うことができる。
■特集：進化する撮像性能と拡がる領域！赤外線カメラの今②
○ニーズに応える近赤外線、遠赤外線カメラ/㈱アートレイ/小森 活美
当社は非破壊検査などのニーズやあらゆる波長域に対応するカメラを開発・製品化して販売を行ってきた。用途の拡がる近赤外線・遠赤外線カメラの様々なニーズに応えられるラインアップを紹介。
○Xenics社製 高解像度近赤外カメラの紹介/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔
Xenics社が本年度発売予定の高解像度近赤外線カメラWildcat1280の紹介。予定されているWildcat1280の各仕様や実際に撮像した画像を詳細に紹介する他、Xenics社の優れた補正機能についても紹介する。
○高度なスペクトル分析が可能な、ハイパースペクトルカメラシリーズの紹介/㈱アバールデータ/小倉 孝広
新たに登場した1300-2150 nmのSWIRハイパースペクトルカメラによる、長波長スペクトル分析を活用した環境リサイクル向け事例などを紹介する。
○TIRによる進化する撮像性能と広がる領域、赤外線レーダーの今/㈱アプロリンク/矢向 博
Thermal Radar.は、常時360°全方位の状況を把握することができ、熱画像サーモグラフィーを基にした周囲監視と対象検知をソリューションとして提供する。本稿では、本製品について紹介する。
○ローコストを実現するシリコンベースの短波長赤外線（SWIR）カメラ/東芝テリー㈱/笹本 益民
SWIRカメラは非常に有用なカメラであるが、高コストであるために普及が阻害されている。従来のInGaAsセンサに比べて圧倒的なローコストを実現するTriEye社のSWIRセンサRavenと、Ravenを用いた当社製SWIRカメラ開発の取り組みについて紹介する。
■製品ガイド：最新！高速度カメラと関連製品
IDTジャパン㈱／㈱アド・サイエンス／㈱アルゴ／AIC-VISION㈱／㈱ディテクト／㈱デジモ／㈱ナックイメージテクノロジー／日本ピー・アイ㈱／㈱フォトロン／ブレインビジョン㈱
〔外観検査 認識・検出〕
○燃料電池セパレータの微小欠陥検出のための帯型KIZKI外観検査装置/中京大学/青木 公也・竹内 佑介・白村 佑真／トヨタ車体㈱/伊藤 毅・近藤 考司・川尻 浩右
燃料電池セパレータの外観検査手法について解説する。セパレータの流路部のロバストでかつ高速な検査を実現するために開発した、帯型偏光撮像系と帯型KIZKI 処理と呼ぶハードウェア、ソフトウェアの概要について説明する。
〔エンタテインメント（アートやコンテンツなど） AR・VR〕
○体積走査型立体像ディスプレイと再帰透過光学系を用いたプロジェクションマッピング/電気通信大学/橋本 直己
近年、プロジェクションマッピングが広く利用される一方で、大がかりな装置による様々な弊害が懸念されている。本研究では、体積走査型立体ディスプレイと再帰透過光学系を用いることで、見えない投影装置による動的プロジェクションマッピングを提案する。
〔エンターテインメント ディスプレイ〕
○CoiLED Display：対象に巻き付けディスプレイ化するストライプ状フレキシブルディスプレイ/青山学院大学/伊藤 雄一
様々な物体に巻き付けることで、その表面をディスプレイ化することが可能なフレキシブルディスプレイ「CoiLED Display」を提案し、実装の詳細と応用例について述べる。
〔その他（人工知能） その他（規制動向）〕
○EUにおけるAIシステムのリスク緩和への取り組み/日本電気㈱/坂本 静生
AI技術を利用するAIシステムには、利用分野によって差別などを引き起こす可能性がある。欧州は、リスクをベースとしたフレームワークをもつ欧州AI規則で、人間を中心としたAIシステムへの規制の施行を目指している。本稿は、現在公開されている欧州AI規則（案）に基づき、その概要を紹介する。
〔製造・商品・物流管理 認識・検出〕
○バーコードの読み取り・イメージセンサーにより普及したコーディングシステムの遷移/Teledyne e2v
バーコードのコーディングシステムの誕生とその変遷について解説するとともに、テレダインe2vのバーコードスキャナー用CMOSイメージセンサビジネスへの取り組みならびに最新製品のTOPAZを紹介する。
■特集：製造工程の可視化・異常検知とカメラソリューション①
○ハイスピードカメラで「イベント検知」/㈱フォトロン/林田 直之
ユーザーの求める「異常発生の瞬間」や「破壊の瞬間」など、いつ起こるか分からないイベントを検知し、発生の瞬間前後をスーパースローモーション動画で確認できる、ハイスピード監視システム『PhotoCam Detector』の特長と活用事例を紹介。
○製造工程における温度の可視化カメラ フリアーシステムズジャパン㈱/吉田 慎吾
Teledyne FLIR社の固定式赤外線サーモグラフィは、様々な生産工程の温度検査に利用されている。本稿では、製造工程向けに開発された小型でリーズナブルなサーモグラフィカメラと応用例を紹介する。
○AIが製造ラインを監視・異常を検出/㈱マイクロ・テクニカ/森山 和
製造ライン監視システム「ラインウォッチャー」は一つのPC一つのアプリケーションから、数十台以上のカメラを用いての異常検知から保存までを包括的に行うことができる。ルールベースだけでなくAI判定も可能であり、AIの追加学習も現場で行うことができる。
■特集：進化する撮像性能と拡がる領域！赤外線カメラの今②
○ニーズに応える近赤外線、遠赤外線カメラ/㈱アートレイ/小森 活美
当社は非破壊検査などのニーズやあらゆる波長域に対応するカメラを開発・製品化して販売を行ってきた。用途の拡がる近赤外線・遠赤外線カメラの様々なニーズに応えられるラインアップを紹介。
○Xenics社製 高解像度近赤外カメラの紹介/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔
Xenics社が本年度発売予定の高解像度近赤外線カメラWildcat1280の紹介。予定されているWildcat1280の各仕様や実際に撮像した画像を詳細に紹介する他、Xenics社の優れた補正機能についても紹介する。
○高度なスペクトル分析が可能な、ハイパースペクトルカメラシリーズの紹介/㈱アバールデータ/小倉 孝広
新たに登場した1300-2150 nmのSWIRハイパースペクトルカメラによる、長波長スペクトル分析を活用した環境リサイクル向け事例などを紹介する。
○TIRによる進化する撮像性能と広がる領域、赤外線レーダーの今/㈱アプロリンク/矢向 博
Thermal Radar.は、常時360°全方位の状況を把握することができ、熱画像サーモグラフィーを基にした周囲監視と対象検知をソリューションとして提供する。本稿では、本製品について紹介する。
○ローコストを実現するシリコンベースの短波長赤外線（SWIR）カメラ/東芝テリー㈱/笹本 益民
SWIRカメラは非常に有用なカメラであるが、高コストであるために普及が阻害されている。従来のInGaAsセンサに比べて圧倒的なローコストを実現するTriEye社のSWIRセンサRavenと、Ravenを用いた当社製SWIRカメラ開発の取り組みについて紹介する。
■製品ガイド：最新！高速度カメラと関連製品
IDTジャパン㈱／㈱アド・サイエンス／㈱アルゴ／AIC-VISION㈱／㈱ディテクト／㈱デジモ／㈱ナックイメージテクノロジー／日本ピー・アイ㈱／㈱フォトロン／ブレインビジョン㈱
2,300円
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■解説
〔外観検査 認識・検出〕
○超解像との統合学習による低解像画像の欠陥セグメンテーション/豊田工業大学/近藤 佑樹・浮田 宗伯
画像における欠陥検出において、従来から研究されてきた「微小な欠陥領域」、「複雑な欠陥境界」という問題に加え、「遠方撮影等による欠陥画像の低解像度化」を同時に解決するため、画像超解像と欠陥セグメンテーションの同時最適化を提案する。
〔生活支援 画像処理〕
○食事画像からの食事三次元形状と体積推定/電気通信大学/成冨 志優・柳井 啓司
単一の食事画像から食事と食器の三次元形状を再構成する手法を二つ紹介する。これらの研究では食品体積を推定するために、食器形状の一貫性を維持しつつ、正規化されていない実寸通りの再構成結果を得るための技術等が盛り込まれている。
〔生活支援 AR・VR〕
○食のVR/AR技術を用いた食体験の新展開/筑波大学/橋本 悠希
人間にとって最も原始的な欲求の一つである“食”に関して、従来の体験を超える可能性を持つVR/AR技術が注目されている。本稿では、最新の食のVR/AR技術の研究事例を五感それぞれについて紹介すると共に、筆者がこれまで取り組んできた食のVR研究について解説する。
〔その他 ディスプレイ〕
○青紫色光源を用いたホログラフィカラー再生法について/東京都立産業技術高等専門学校/高野 邦彦/(元)東京都立産業技術高等専門学校/横田 和海・笠井 湧喜・境 健太郎・岩永 慎三郎・安藤 香月・川﨑 悠也・遊馬 稔・井田 翔・今野 哲史/(元)湘南工科大学/佐藤 甲癸/放送大学/浅井 紀久夫
本稿では、青紫色光（可視光領域の下限）を用いたホログラフィック再生法について解説する。青紫色光と、緑・赤色光による再生像の多重表示により再生像の色域が拡大され、鮮明な動画像が表示可能となることを示す。
〔スポーツ 解析・計測〕
○２視点の映像を用いたパノラマ生成と可視化技術の開発/関西大学/鳴尾 丈司・山本 雄平・田中 成典/金沢工業大学/西田 義人/摂南大学/梅原 喜政/大阪産業大学/姜 文渊/大阪経済大学/中村 健二/公立小松大学/坂本 一磨/(元)関西大学/田中 ちひろ
スポーツ選手の競技力の向上を目的として、映像による選手のトラッキングやパフォーマンス解析に関する研究が盛んに行われている。しかし、フィールドスポーツにおいてプレーを撮影する場合、フィールドが横長のため、コーナー側の観客席などの特定地点から撮影しなければ、１台のカメラではフィールド全域の取得が難しい。また、フィールド全域を取得したとしても、奥側の選手が小さいため、解析が難しい問題がある。他には、多くのコーチやアナリストはプレーが進行している箇所を撮影するため、ボールの行方によってプレー位置が大きく変化する場合、シームレスなボールの追跡が困難である。そこで、本研究では、フィールド領域を２台のビデオカメラで撮影し、全域をカバーするようなパノラマ映像を自動生成する技術を開発する。これにより、全選手やボールを確実に計測および解析ができるフィールド全域のパノラマ映像の生成を目指す。
■特集：進化する撮像性能と拡がる領域！赤外線カメラの今①
○SWIRカメラによる食品選別と検査 テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
赤外線カメラの「見えないところを見る」能力がもたらす、食品の選別と検査へのメリットを解説する。そして、低コストでSWIRイメージングを実現する、TELEDYNE DALSAのLinea SWIRラインスキャンカメラの具体的な機能とその活用例について紹介する。
○アクセスの難しい場所の隠れた故障を見つける工業用サーモグラフィ内視鏡カメラ/フリアーシステムズジャパン㈱/赤塚 圭子
工業用サーモグラフィ内視鏡カメラFLIR VS290ビデオスコープキットについて、開発の背景や製品の概要について解説し、日本における期待市場について紹介する。
■特集：拡大するエンベデッドビジョン～各社の取り組み②
○3D計測用ロボットビジョンの最高峰/HMS㈱
昨今、様々な業種業界で、人手不足の解消や遠隔リモート対応、さらには、生産性や生産品質の向上に向けたデジタルトランスフォーメーション（DX）の導入が進められている。特に近年、リアルタイムの高精度3D計測、高度な画像センシングや、AI技術の進展により、これまで人の目視や認識・判断が欠かせなかった外観検査や巡視点検、不定形物のピッキング等の作業工程のロボット化・自動化が一気に進みだした。本稿では、そうした様々な用途・目的に対し、画像センシングとAI技術を簡単に利用できる新世代プラットフォームとなる、AIプロセッサ搭載の産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY（シングレイ）StereoPRO」を紹介する。
○2D・3Dデュアルセンサ搭載ハイエンドAIスマートカメラ/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
１台の超小型カメラに2Dカラー、3Dステレオ、3DToFセンサの様々なセンサとカスタマイズ可能なAIプロセッサ、および、自己位置推定（VisualSLAM）機能を搭載し多様なシーンに組み込み可能な次世代ハイエンドAIスマートカメラを紹介する。
○エンベデッドビジョンの活用事例/Basler AG
当社が開発したエンベデッドビジョンを利用したAI搭載型最近識別システムとスマートIoTセンサーを活用したエンベデッドビジョンシステムを紹介する。
○アドオン機能でスマートカメラをカスタマイズ/㈱マイクロ・テクニカ/岩田 節子
スマートカメラをカスタマイズするというシステムインテグレータの夢を実現する。アドオン機能の概要と有効性を紹介する。
○機器組み込みに最適なマシンビジョンカメラ ルーシッドビジョンラボ（同）/山田 敏之
機器組み込みに最適な小型カメラPhoenixシリーズと、および耐環境性に優れたマシンビジョンカメラTritonシリーズを紹介する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑨/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
顧客のアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
■製品ガイド：最新！エリアセンサカメラ
㈱アートレイ/㈱アド・サイエンス/㈱アプロリンク/㈱アルゴ/AIC-VISION㈱/㈱エーディーエステック/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱/キヤノンITソリューションズ㈱/㈱Cominix/㈱シーアイエス/ソニー㈱/竹中システム機器㈱/立野電脳㈱/Teledyne e2v/Teledyne DALSA/Teledyne FLIR マシンビジョン/東芝テリー㈱/日本エレクトロセンサリデバイス㈱/日本ビューワークス㈱/Basler Asia Pte. Ltd./㈱ビュープラス/㈱マイクロ・テクニカ/㈱リンクス
〔外観検査 認識・検出〕
○超解像との統合学習による低解像画像の欠陥セグメンテーション/豊田工業大学/近藤 佑樹・浮田 宗伯
画像における欠陥検出において、従来から研究されてきた「微小な欠陥領域」、「複雑な欠陥境界」という問題に加え、「遠方撮影等による欠陥画像の低解像度化」を同時に解決するため、画像超解像と欠陥セグメンテーションの同時最適化を提案する。
〔生活支援 画像処理〕
○食事画像からの食事三次元形状と体積推定/電気通信大学/成冨 志優・柳井 啓司
単一の食事画像から食事と食器の三次元形状を再構成する手法を二つ紹介する。これらの研究では食品体積を推定するために、食器形状の一貫性を維持しつつ、正規化されていない実寸通りの再構成結果を得るための技術等が盛り込まれている。
〔生活支援 AR・VR〕
○食のVR/AR技術を用いた食体験の新展開/筑波大学/橋本 悠希
人間にとって最も原始的な欲求の一つである“食”に関して、従来の体験を超える可能性を持つVR/AR技術が注目されている。本稿では、最新の食のVR/AR技術の研究事例を五感それぞれについて紹介すると共に、筆者がこれまで取り組んできた食のVR研究について解説する。
〔その他 ディスプレイ〕
○青紫色光源を用いたホログラフィカラー再生法について/東京都立産業技術高等専門学校/高野 邦彦/(元)東京都立産業技術高等専門学校/横田 和海・笠井 湧喜・境 健太郎・岩永 慎三郎・安藤 香月・川﨑 悠也・遊馬 稔・井田 翔・今野 哲史/(元)湘南工科大学/佐藤 甲癸/放送大学/浅井 紀久夫
本稿では、青紫色光（可視光領域の下限）を用いたホログラフィック再生法について解説する。青紫色光と、緑・赤色光による再生像の多重表示により再生像の色域が拡大され、鮮明な動画像が表示可能となることを示す。
〔スポーツ 解析・計測〕
○２視点の映像を用いたパノラマ生成と可視化技術の開発/関西大学/鳴尾 丈司・山本 雄平・田中 成典/金沢工業大学/西田 義人/摂南大学/梅原 喜政/大阪産業大学/姜 文渊/大阪経済大学/中村 健二/公立小松大学/坂本 一磨/(元)関西大学/田中 ちひろ
スポーツ選手の競技力の向上を目的として、映像による選手のトラッキングやパフォーマンス解析に関する研究が盛んに行われている。しかし、フィールドスポーツにおいてプレーを撮影する場合、フィールドが横長のため、コーナー側の観客席などの特定地点から撮影しなければ、１台のカメラではフィールド全域の取得が難しい。また、フィールド全域を取得したとしても、奥側の選手が小さいため、解析が難しい問題がある。他には、多くのコーチやアナリストはプレーが進行している箇所を撮影するため、ボールの行方によってプレー位置が大きく変化する場合、シームレスなボールの追跡が困難である。そこで、本研究では、フィールド領域を２台のビデオカメラで撮影し、全域をカバーするようなパノラマ映像を自動生成する技術を開発する。これにより、全選手やボールを確実に計測および解析ができるフィールド全域のパノラマ映像の生成を目指す。
■特集：進化する撮像性能と拡がる領域！赤外線カメラの今①
○SWIRカメラによる食品選別と検査 テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
赤外線カメラの「見えないところを見る」能力がもたらす、食品の選別と検査へのメリットを解説する。そして、低コストでSWIRイメージングを実現する、TELEDYNE DALSAのLinea SWIRラインスキャンカメラの具体的な機能とその活用例について紹介する。
○アクセスの難しい場所の隠れた故障を見つける工業用サーモグラフィ内視鏡カメラ/フリアーシステムズジャパン㈱/赤塚 圭子
工業用サーモグラフィ内視鏡カメラFLIR VS290ビデオスコープキットについて、開発の背景や製品の概要について解説し、日本における期待市場について紹介する。
■特集：拡大するエンベデッドビジョン～各社の取り組み②
○3D計測用ロボットビジョンの最高峰/HMS㈱
昨今、様々な業種業界で、人手不足の解消や遠隔リモート対応、さらには、生産性や生産品質の向上に向けたデジタルトランスフォーメーション（DX）の導入が進められている。特に近年、リアルタイムの高精度3D計測、高度な画像センシングや、AI技術の進展により、これまで人の目視や認識・判断が欠かせなかった外観検査や巡視点検、不定形物のピッキング等の作業工程のロボット化・自動化が一気に進みだした。本稿では、そうした様々な用途・目的に対し、画像センシングとAI技術を簡単に利用できる新世代プラットフォームとなる、AIプロセッサ搭載の産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY（シングレイ）StereoPRO」を紹介する。
○2D・3Dデュアルセンサ搭載ハイエンドAIスマートカメラ/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
１台の超小型カメラに2Dカラー、3Dステレオ、3DToFセンサの様々なセンサとカスタマイズ可能なAIプロセッサ、および、自己位置推定（VisualSLAM）機能を搭載し多様なシーンに組み込み可能な次世代ハイエンドAIスマートカメラを紹介する。
○エンベデッドビジョンの活用事例/Basler AG
当社が開発したエンベデッドビジョンを利用したAI搭載型最近識別システムとスマートIoTセンサーを活用したエンベデッドビジョンシステムを紹介する。
○アドオン機能でスマートカメラをカスタマイズ/㈱マイクロ・テクニカ/岩田 節子
スマートカメラをカスタマイズするというシステムインテグレータの夢を実現する。アドオン機能の概要と有効性を紹介する。
○機器組み込みに最適なマシンビジョンカメラ ルーシッドビジョンラボ（同）/山田 敏之
機器組み込みに最適な小型カメラPhoenixシリーズと、および耐環境性に優れたマシンビジョンカメラTritonシリーズを紹介する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑨/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
顧客のアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
■製品ガイド：最新！エリアセンサカメラ
㈱アートレイ/㈱アド・サイエンス/㈱アプロリンク/㈱アルゴ/AIC-VISION㈱/㈱エーディーエステック/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱/キヤノンITソリューションズ㈱/㈱Cominix/㈱シーアイエス/ソニー㈱/竹中システム機器㈱/立野電脳㈱/Teledyne e2v/Teledyne DALSA/Teledyne FLIR マシンビジョン/東芝テリー㈱/日本エレクトロセンサリデバイス㈱/日本ビューワークス㈱/Basler Asia Pte. Ltd./㈱ビュープラス/㈱マイクロ・テクニカ/㈱リンクス
2,300円
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■解説
〔ロボットビジョン〕〔画像処理〕
○深度と意味的領域分割の同時推定のための三次元特徴表現/青山学院大学/伊東 聖矢・金子 直史・鷲見 和彦
高度な知能をもつロボットを実現する上で、画像から深度や意味情報を推定する技術は非常に重要である。本稿では、単一画像から深度推定と意味的領域分割を同時に行うための三次元特徴表現である潜在的三次元ボリュームについて紹介する。
〔自動車〕〔AR・VR〕
○隠消現実感技術に基づく安全運転支援/立命館大学/柴田 史久
安全運転支援を目的として隠消現実感（Diminished Reality）技術を活用する取り組みについて紹介する。本手法は、前方車両や周辺車両、建物等によって生じる不可視領域をLiDARやカメラを利用して可視化する試みである。実験の結果、5Gを用いた基地局を介した、車車間通信によって不可視領域の可視化ができることを確認した。
〔交通システム〕〔解析・計測〕
○カメラ映像と人工知能を用いた自動車交通量の計測/法政大学/今井 龍一／琉球大学/神谷 大介／関西大学/山本 雄平・中畑 光貴・田中 成典/大阪産業大学/姜 文渊／大阪電気通信大学/中原 匡哉
我が国では、道路の交通状況を把握するために、自動車交通量調査が実施されている。昨今では、作業の効率化や省力化のために映像から交通量を計数する技術が非常に注目されており、多数の技術が開発されている。しかし、交通量調査は様々な現場や天候下において昼夜を問わず24時間実施されることもあるため、既存技術には実務で必要とされる計数精度に至っていない課題がある。そこで、人工知能を応用することで、実務に適用可能な交通量調査技術の開発に取り組んでいる。本稿では、提案手法を実際の交通量調査時に撮影した映像に適用したケーススタディの結果を紹介する。
〔商業支援〕〔画像処理〕
○プラネタリウムにおける技術動向と新しい空間体験2022/コニカミノルタプラネタリム㈱/石牧 伸啓
1923年に誕生して100年近くを迎えるプラネタリウムの歴史、特に映像技術の飛躍的進歩に伴うデジタル化への発展と、従来プラネタリウムだけでなく、よりエンターティメント化した没入感のある、高臨場感なドーム空間体験における技術動向を、当社の商品や最新の直営館を紹介し、解説する。
〔スポーツ〕〔画像処理〕
○卓球分析支援のためのサービス開始時点と得点推移の推定/愛知工業大学/加藤 祥真・澤野 弘明
卓球の試合映像からサービス開始時点と得点推移を推定する手法を紹介する。開発した手法では、卓球の試合映像からシーンの出現頻度と色相の類似度を用いてラリーシーンを推定する。つぎに、各ラリーシーンにおける選手の姿勢とスコアボードから、サーバーと得点推移を推定する。
〔その他〕〔3D〕
○高速投影技術による体積型立体表示 東京電機大学/面谷 信／東海大学/藤川 知栄美・若月 花梨
各種の立体表示技術中で、体積型立体表示方式は人の立体認識要因に多面的に作用する方式として顕著な卓越点を持つ。本稿では、体積型立体表示の実用的形態である回転スクリーンに断面像を投影し残像を積層する方式について、試作例とその表示特性を紹介する。
■特集：拡大するエンベデッドビジョン～各社の取り組み①
○Allied Vision Technologies社製エンベデッドビジョンカメラの紹介/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔・西村 健
産業用アプリケーション向けに開発された小型で機能性に優れたAllied Vision Technologies社のAlviumシリーズを紹介する。また、新製品のSWIRモデルについても実際に撮像した画像を用意して詳細に紹介する他、MIPICSI-2モデルとUSBモデルの違いと用途についても紹介する。
○エッジAIマシンビジョンソリューション/ADLINKジャパン㈱/安中 真奈美
近年、世界中の工場で稼働している産業用ロボットの数は、史上最高レベルに達しており、ロボットの導入が進む中、避けられない課題がつきものである。本稿では、産業用ロボット向けの従来の危険防止ソリューションの課題とAIスマートカメラを活用したソリューションについて紹介する。
○小型キャリアボード＋４Cam USB3フル帯域 高速プロトタイプ/Teledyne FLIR マシンビジョン
組み込み式のビジョンコンポーネントは、これまでにないほど人気が高まっており、多数のアプリケーションに組み込まれている。これらのアプリケーションすべてに共通するのは、狭いスペースにより多くの機能を詰め込むことである。また、多くの場合、これらのシステムではエッジで意思決定を行う際に非常に有利である。迅速なプロトタイプの作成機能など、このようなシステムを実現するために、Teledyne FLIRは、TX2用Quartet.エンベデッド・ソリューションを発売した。
○エンベデッドシステムにカメラモジュールを組み込む方法/Basler AG/トーマス・ラッデマッヘル
エンベデッドビジョンシステムを導入する際にはカメラモジュール本体のほか、ソフトウェアインターフェース、画像処理機能などのハードウェアに直接影響する要素を含め、さまざまな要件を確認しなければならない。本稿では、実際の用途に合わせて低コストでムダのないエンベデッドビジョンシステムを構築するために必要な情報や考慮すべきポイントについて紹介する。
○拡張するエンベデッドビジョン/Vision Components GmbH/Jan-Erik Schmitt
エンベッデッドビジョンシステム向けに開発された高度な画像前処理を行うFPGAベースのハードウエアアクセラレータVCpowerSoMと産業用品質の多彩な製品ラインアップを持つMIPIカメラモジュール、及び自律搬送ロボットでの採用実績を紹介する。
○マシンビジョンの「見える」を変える
～エンベデッドビジョンがマシンビジョンを新たな領域へ～/㈱リンクス/才野 大輔
マシンビジョン市場にエンベデッドビジョンが本格的に到来しようとしている。SoCの演算能力向上・周辺IF拡充によりエンベデッドビジョンの導入障壁が下がったのだ。SoCの演算能力の向上により、オープンなLinuxがフル機能で搭載できるようになり、ARM＋Linuxシステムが産業界で標準的に採用されるようになったのである。そして、マシンビジョンメーカも、ARM＋Linuxを標準機能としてサポートし始めている。
〔ロボットビジョン〕〔画像処理〕
○深度と意味的領域分割の同時推定のための三次元特徴表現/青山学院大学/伊東 聖矢・金子 直史・鷲見 和彦
高度な知能をもつロボットを実現する上で、画像から深度や意味情報を推定する技術は非常に重要である。本稿では、単一画像から深度推定と意味的領域分割を同時に行うための三次元特徴表現である潜在的三次元ボリュームについて紹介する。
〔自動車〕〔AR・VR〕
○隠消現実感技術に基づく安全運転支援/立命館大学/柴田 史久
安全運転支援を目的として隠消現実感（Diminished Reality）技術を活用する取り組みについて紹介する。本手法は、前方車両や周辺車両、建物等によって生じる不可視領域をLiDARやカメラを利用して可視化する試みである。実験の結果、5Gを用いた基地局を介した、車車間通信によって不可視領域の可視化ができることを確認した。
〔交通システム〕〔解析・計測〕
○カメラ映像と人工知能を用いた自動車交通量の計測/法政大学/今井 龍一／琉球大学/神谷 大介／関西大学/山本 雄平・中畑 光貴・田中 成典/大阪産業大学/姜 文渊／大阪電気通信大学/中原 匡哉
我が国では、道路の交通状況を把握するために、自動車交通量調査が実施されている。昨今では、作業の効率化や省力化のために映像から交通量を計数する技術が非常に注目されており、多数の技術が開発されている。しかし、交通量調査は様々な現場や天候下において昼夜を問わず24時間実施されることもあるため、既存技術には実務で必要とされる計数精度に至っていない課題がある。そこで、人工知能を応用することで、実務に適用可能な交通量調査技術の開発に取り組んでいる。本稿では、提案手法を実際の交通量調査時に撮影した映像に適用したケーススタディの結果を紹介する。
〔商業支援〕〔画像処理〕
○プラネタリウムにおける技術動向と新しい空間体験2022/コニカミノルタプラネタリム㈱/石牧 伸啓
1923年に誕生して100年近くを迎えるプラネタリウムの歴史、特に映像技術の飛躍的進歩に伴うデジタル化への発展と、従来プラネタリウムだけでなく、よりエンターティメント化した没入感のある、高臨場感なドーム空間体験における技術動向を、当社の商品や最新の直営館を紹介し、解説する。
〔スポーツ〕〔画像処理〕
○卓球分析支援のためのサービス開始時点と得点推移の推定/愛知工業大学/加藤 祥真・澤野 弘明
卓球の試合映像からサービス開始時点と得点推移を推定する手法を紹介する。開発した手法では、卓球の試合映像からシーンの出現頻度と色相の類似度を用いてラリーシーンを推定する。つぎに、各ラリーシーンにおける選手の姿勢とスコアボードから、サーバーと得点推移を推定する。
〔その他〕〔3D〕
○高速投影技術による体積型立体表示 東京電機大学/面谷 信／東海大学/藤川 知栄美・若月 花梨
各種の立体表示技術中で、体積型立体表示方式は人の立体認識要因に多面的に作用する方式として顕著な卓越点を持つ。本稿では、体積型立体表示の実用的形態である回転スクリーンに断面像を投影し残像を積層する方式について、試作例とその表示特性を紹介する。
■特集：拡大するエンベデッドビジョン～各社の取り組み①
○Allied Vision Technologies社製エンベデッドビジョンカメラの紹介/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔・西村 健
産業用アプリケーション向けに開発された小型で機能性に優れたAllied Vision Technologies社のAlviumシリーズを紹介する。また、新製品のSWIRモデルについても実際に撮像した画像を用意して詳細に紹介する他、MIPICSI-2モデルとUSBモデルの違いと用途についても紹介する。
○エッジAIマシンビジョンソリューション/ADLINKジャパン㈱/安中 真奈美
近年、世界中の工場で稼働している産業用ロボットの数は、史上最高レベルに達しており、ロボットの導入が進む中、避けられない課題がつきものである。本稿では、産業用ロボット向けの従来の危険防止ソリューションの課題とAIスマートカメラを活用したソリューションについて紹介する。
○小型キャリアボード＋４Cam USB3フル帯域 高速プロトタイプ/Teledyne FLIR マシンビジョン
組み込み式のビジョンコンポーネントは、これまでにないほど人気が高まっており、多数のアプリケーションに組み込まれている。これらのアプリケーションすべてに共通するのは、狭いスペースにより多くの機能を詰め込むことである。また、多くの場合、これらのシステムではエッジで意思決定を行う際に非常に有利である。迅速なプロトタイプの作成機能など、このようなシステムを実現するために、Teledyne FLIRは、TX2用Quartet.エンベデッド・ソリューションを発売した。
○エンベデッドシステムにカメラモジュールを組み込む方法/Basler AG/トーマス・ラッデマッヘル
エンベデッドビジョンシステムを導入する際にはカメラモジュール本体のほか、ソフトウェアインターフェース、画像処理機能などのハードウェアに直接影響する要素を含め、さまざまな要件を確認しなければならない。本稿では、実際の用途に合わせて低コストでムダのないエンベデッドビジョンシステムを構築するために必要な情報や考慮すべきポイントについて紹介する。
○拡張するエンベデッドビジョン/Vision Components GmbH/Jan-Erik Schmitt
エンベッデッドビジョンシステム向けに開発された高度な画像前処理を行うFPGAベースのハードウエアアクセラレータVCpowerSoMと産業用品質の多彩な製品ラインアップを持つMIPIカメラモジュール、及び自律搬送ロボットでの採用実績を紹介する。
○マシンビジョンの「見える」を変える
～エンベデッドビジョンがマシンビジョンを新たな領域へ～/㈱リンクス/才野 大輔
マシンビジョン市場にエンベデッドビジョンが本格的に到来しようとしている。SoCの演算能力向上・周辺IF拡充によりエンベデッドビジョンの導入障壁が下がったのだ。SoCの演算能力の向上により、オープンなLinuxがフル機能で搭載できるようになり、ARM＋Linuxシステムが産業界で標準的に採用されるようになったのである。そして、マシンビジョンメーカも、ARM＋Linuxを標準機能としてサポートし始めている。
2,300円
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■解説
〔ロボットビジョン〕〔認識・検出〕
○幾何情報によるニューラルネットワークに未知な障害物の検出/名城大学/田崎 豪
移動ロボットの障害物検出に使用されるディープニューラルネットワーク（DNN）は、学習していない未知の物体を検出することが困難である。そこで、DNNの確信度が低い領域について、幾何情報を用いて物体検出を行うことで、障害物を正確に検出できる手法を開発した。
〔インフラ整備〕〔認識・検出〕
○画像に基づく測位システムの開発と検証/㈱KDDI総合研究所/小森田 賢史・Suwichaya Suwanwimolkul・徐 建鋒
物理的位置に紐づいたサービスには、実空間での正確な位置と姿勢は重要な情報である。我々は精度に優れ姿勢も推定可能な画像に基づく測位システムの研究開発を行った。日照変化や類似構造が多い室内や屋外でも動作し、屋内では約8cm、屋外でも約46cmの推定精度を実現した。
〔インフラ整備〕〔画像処理〕
○画像解析技術とロボット技術の活用による橋梁点検の効率化・高度化/長崎大学/松田 浩・出水 享/㈱計測リサーチコンサルタント/木本 啓介
SfM/MVSによるデジタル画像を用いた橋梁の3D化とひび割れや鉄筋露出等の劣化情報取得の留意点、ロボット技術を用いた橋梁点検手順と実橋梁点検の実例、およびインフラ点検におけるドローンの実施計画について解説する。
〔農林水産業支援〕〔画像処理〕
○統計的テクスチャ特徴と勾配ブースティング決定木を用いた洋ナシ果実の外観汚損検出/新潟大学/山﨑 達也・中澤 健介
洋ナシ果実の果面上の汚損検出は現在農業従事者の目視検査で行われている。その負担軽減を目的に、統計的テクスチャ特徴量を画像から抽出し、機械学習の一手法である勾配ブースティング決定木を用いて、画像の小ブロックから汚損部位を検出する手法を提案する。検証実験により、高精度で汚損が検出できることを確認した。
〔農林水産業支援〕〔認識・検出〕
○イネ害虫調査用粘着板上のイネウンカ類の自動認識/農研機構 九州沖縄農業研究センター/高山 智光
全国の公的機関では、イネから調査用粘着板に払い落した虫からイネウンカ類のみを計数する作業に、多大な労力が費やされている。物体検出AIによってイネウンカ類３種類を成虫の雌雄、翅の長短、幼虫の大きさなどの全18クラスに分類することができた。調査の大幅な軽労化が期待できる。
〔エンタテインメント〕〔インターフェース〕
○e2-Mask：顔の外見を変える仮面型ディスプレイを用いた緊張緩和に関する効果/公立はこだて未来大学/竹川 佳成
対面コミュニケーションにおいて人は対話者の顔の特徴から対話者の性格を推測するといったように、顔は人の印象を決める重要なパーツである。そこで、ユーザの顔をアバタの顔に代替する仮面型ディスプレイe2-Maskを実装した。e2-Maskの効果を調査するために面接という実験シナリオを設定し認知心理学実験を実施した。面接官がe2-Maskを装着することで、受験者の緊張は緩和されることが示唆された。
〔メディカル〕〔認識・検出〕
○総合的画像解析による睡眠中の状態自動推定に関する研究/鹿児島大学/江畑 直幸・渡邊 睦
睡眠状態の測定方法として、PSG検査があるが、脳波や眼球運動など多くのセンサを装着するため、拘束が多く日常的な計測が困難である。本研究では２視点の動画を解析することにより、睡眠段階を推定する手法の開発を行なった。評価実験により、提案手法の有効性を確認した。
〔バイオイメージング〕〔認識・検出〕
○X-netによる細胞画像のセグメンテーション/名城大学/藤井 春樹/新潟大学/田中 隼人/奈良先端科学技術大学院大学/池内 桃子/名城大学/堀田 一弘
画像中の細胞の大きさなどを定量的に測定することは手間のかかる作業である。そこで本稿では、X-Netというセグメンテーション法を提案し、組織切片画像から細胞数と各細胞の大きさ推定に応用した例を紹介する。X-Netは二つのエンコーダとデコーダを持ち、それぞれ異なる損失関数で学習することにより従来法よりも優れた精度を達成した。
〔セキュリティ〕〔基礎研究〕
○画像認識器を標的とした認識器クローン作成攻撃に対する防御法の検討/東京理科大学/中村 和晃/大阪大学/新田 直子・馬場口 登
AI技術の発達と同時に、AIモデルに対するサイバー攻撃の可能性も高まりつつある。我々は、パターン認識AIを標的として、それと同等の認識能力を有する複製AI「認識器クローン」を作成する攻撃に特に焦点を当て、それへの防御法として、認識器クローンを検出する手法を検討している。本稿では、画像認識器を標的とした認識器クローンの検出法について、我々の研究成果を簡単に紹介する。
〔製品開発支援〕〔解析・計測〕
○4ch入力U-Netによる傷つきプリント配線板画像の二値化/高知工科大学/栗原 徹/㈱マイネット/早川 晋矢
プリント配線板の多層基板を１層ずつ研磨剥離し、導電部を露出させ撮影する際に多数発生する傷について考慮した上で研磨剥離する前のプリント配線を復元することを目的とし、U-Net構造ニューラルネットワークにより配線パターンの復元を試みたのでこれを解説する。
〔社会全般〕〔入力〕
○人間の眼に見えないものを捉え、安心・安全・高効率で持続可能な社会の実現に貢献するイメージング＆センシング技術の最新動向と今後の方向性/ソニーセミコンダクタソリューションズ㈱/石毛 正裕
イメージセンサーの性能進化や対応波長の拡大は、人間の眼で捉えることのできない様々な対象・事象・場所などの観察を可能とし、産業や社会のスマート化を通して持続可能な社会の実現に大きく貢献している。環境・社会課題解決への貢献という観点で、当社の産業用途およびセキュリティ用途におけるイメージング&センシング技術の最新動向と今後の方向性について述べる。
■話題の製品と技術
○高速伝送ケーブルの物理的特性評価に対応した測定器/アストロデザイン㈱/和田 将史
近年、高速伝送技術の発展により、ケーブルの特性評価が大きな問題となっている。そこで当社では、コストを抑え品質評価を十分に満たすことを目的とし、ケーブルテスターCT-1860とHDMI周波数特性モジュールPM-1860-H1を開発した。その結果、ケーブルの伝送損失を周波数特性によって容易に観測することが可能となった。これはケーブルをプロトコル評価に限らず、物理的評価から問題解決に繋がる点で重要である。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑧/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
〔ロボットビジョン〕〔認識・検出〕
○幾何情報によるニューラルネットワークに未知な障害物の検出/名城大学/田崎 豪
移動ロボットの障害物検出に使用されるディープニューラルネットワーク（DNN）は、学習していない未知の物体を検出することが困難である。そこで、DNNの確信度が低い領域について、幾何情報を用いて物体検出を行うことで、障害物を正確に検出できる手法を開発した。
〔インフラ整備〕〔認識・検出〕
○画像に基づく測位システムの開発と検証/㈱KDDI総合研究所/小森田 賢史・Suwichaya Suwanwimolkul・徐 建鋒
物理的位置に紐づいたサービスには、実空間での正確な位置と姿勢は重要な情報である。我々は精度に優れ姿勢も推定可能な画像に基づく測位システムの研究開発を行った。日照変化や類似構造が多い室内や屋外でも動作し、屋内では約8cm、屋外でも約46cmの推定精度を実現した。
〔インフラ整備〕〔画像処理〕
○画像解析技術とロボット技術の活用による橋梁点検の効率化・高度化/長崎大学/松田 浩・出水 享/㈱計測リサーチコンサルタント/木本 啓介
SfM/MVSによるデジタル画像を用いた橋梁の3D化とひび割れや鉄筋露出等の劣化情報取得の留意点、ロボット技術を用いた橋梁点検手順と実橋梁点検の実例、およびインフラ点検におけるドローンの実施計画について解説する。
〔農林水産業支援〕〔画像処理〕
○統計的テクスチャ特徴と勾配ブースティング決定木を用いた洋ナシ果実の外観汚損検出/新潟大学/山﨑 達也・中澤 健介
洋ナシ果実の果面上の汚損検出は現在農業従事者の目視検査で行われている。その負担軽減を目的に、統計的テクスチャ特徴量を画像から抽出し、機械学習の一手法である勾配ブースティング決定木を用いて、画像の小ブロックから汚損部位を検出する手法を提案する。検証実験により、高精度で汚損が検出できることを確認した。
〔農林水産業支援〕〔認識・検出〕
○イネ害虫調査用粘着板上のイネウンカ類の自動認識/農研機構 九州沖縄農業研究センター/高山 智光
全国の公的機関では、イネから調査用粘着板に払い落した虫からイネウンカ類のみを計数する作業に、多大な労力が費やされている。物体検出AIによってイネウンカ類３種類を成虫の雌雄、翅の長短、幼虫の大きさなどの全18クラスに分類することができた。調査の大幅な軽労化が期待できる。
〔エンタテインメント〕〔インターフェース〕
○e2-Mask：顔の外見を変える仮面型ディスプレイを用いた緊張緩和に関する効果/公立はこだて未来大学/竹川 佳成
対面コミュニケーションにおいて人は対話者の顔の特徴から対話者の性格を推測するといったように、顔は人の印象を決める重要なパーツである。そこで、ユーザの顔をアバタの顔に代替する仮面型ディスプレイe2-Maskを実装した。e2-Maskの効果を調査するために面接という実験シナリオを設定し認知心理学実験を実施した。面接官がe2-Maskを装着することで、受験者の緊張は緩和されることが示唆された。
〔メディカル〕〔認識・検出〕
○総合的画像解析による睡眠中の状態自動推定に関する研究/鹿児島大学/江畑 直幸・渡邊 睦
睡眠状態の測定方法として、PSG検査があるが、脳波や眼球運動など多くのセンサを装着するため、拘束が多く日常的な計測が困難である。本研究では２視点の動画を解析することにより、睡眠段階を推定する手法の開発を行なった。評価実験により、提案手法の有効性を確認した。
〔バイオイメージング〕〔認識・検出〕
○X-netによる細胞画像のセグメンテーション/名城大学/藤井 春樹/新潟大学/田中 隼人/奈良先端科学技術大学院大学/池内 桃子/名城大学/堀田 一弘
画像中の細胞の大きさなどを定量的に測定することは手間のかかる作業である。そこで本稿では、X-Netというセグメンテーション法を提案し、組織切片画像から細胞数と各細胞の大きさ推定に応用した例を紹介する。X-Netは二つのエンコーダとデコーダを持ち、それぞれ異なる損失関数で学習することにより従来法よりも優れた精度を達成した。
〔セキュリティ〕〔基礎研究〕
○画像認識器を標的とした認識器クローン作成攻撃に対する防御法の検討/東京理科大学/中村 和晃/大阪大学/新田 直子・馬場口 登
AI技術の発達と同時に、AIモデルに対するサイバー攻撃の可能性も高まりつつある。我々は、パターン認識AIを標的として、それと同等の認識能力を有する複製AI「認識器クローン」を作成する攻撃に特に焦点を当て、それへの防御法として、認識器クローンを検出する手法を検討している。本稿では、画像認識器を標的とした認識器クローンの検出法について、我々の研究成果を簡単に紹介する。
〔製品開発支援〕〔解析・計測〕
○4ch入力U-Netによる傷つきプリント配線板画像の二値化/高知工科大学/栗原 徹/㈱マイネット/早川 晋矢
プリント配線板の多層基板を１層ずつ研磨剥離し、導電部を露出させ撮影する際に多数発生する傷について考慮した上で研磨剥離する前のプリント配線を復元することを目的とし、U-Net構造ニューラルネットワークにより配線パターンの復元を試みたのでこれを解説する。
〔社会全般〕〔入力〕
○人間の眼に見えないものを捉え、安心・安全・高効率で持続可能な社会の実現に貢献するイメージング＆センシング技術の最新動向と今後の方向性/ソニーセミコンダクタソリューションズ㈱/石毛 正裕
イメージセンサーの性能進化や対応波長の拡大は、人間の眼で捉えることのできない様々な対象・事象・場所などの観察を可能とし、産業や社会のスマート化を通して持続可能な社会の実現に大きく貢献している。環境・社会課題解決への貢献という観点で、当社の産業用途およびセキュリティ用途におけるイメージング&センシング技術の最新動向と今後の方向性について述べる。
■話題の製品と技術
○高速伝送ケーブルの物理的特性評価に対応した測定器/アストロデザイン㈱/和田 将史
近年、高速伝送技術の発展により、ケーブルの特性評価が大きな問題となっている。そこで当社では、コストを抑え品質評価を十分に満たすことを目的とし、ケーブルテスターCT-1860とHDMI周波数特性モジュールPM-1860-H1を開発した。その結果、ケーブルの伝送損失を周波数特性によって容易に観測することが可能となった。これはケーブルをプロトコル評価に限らず、物理的評価から問題解決に繋がる点で重要である。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑧/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
2,300円
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■解説
〔外観検査〕〔実装技術〕
○自律型外観検査システム＆ソリューション/日立金属㈱/西 雄一
外観検査工程は、省力だけでなく品質保証や品質の安定化のためにも自動化が必要である。日立金属㈱では、人の目視検査を模したシステムを独自開発している。複雑なワーク表面でもくまなく撮像できる動作生成技術を構築し、画像の検査判定にはAIを採用している。
〔インフラ整備〕〔解析・計測〕
○航空レーザ計測結果と高精細衛星画像による地形データおよびオルソ画像の比較結果の紹介/（国研）土木研究所/梶山 敦司・矢島 良紀・浅井 健一
近年、衛星により撮影された画像により作成された地形データおよびオルソ画像の品質が向上しており、有効活用されている。本稿では、衛星により撮影された画像から作成された地形データおよびオルソ画像と航空レーザ計測結果を比較した結果を紹介する。
〔ロボットビジョン〕〔認識・検出〕
○合成データを用いた動画像ドメイン適応による動作分類/お茶の水女子大学/礒井 葉那・小口 正人／国立情報学研究所/竹房 あつ子/（国研）産業技術総合研究所/中田 秀基
近年のディープニューラルネットワークの進歩に伴う学習データ不足の問題について様々な議論が行われている。本稿ではコンピュータで人工的に生成されるデータである合成データを学習に用いることを提案し、ドメイン適応を行う学習で実データの動画像動作分類を試みる。
〔製品開発支援 画像処理〕
○仮想周辺機器を備えた高位合成画像処理ハードウェア向け汎用検証環境/九州工業大学/山脇 彰・庄嶋 篤
画像処理ハードウェアの開発では、設計の負荷削減に加えて実機による試作検証が高性能・省電力・高信頼な製品の提供に重要である。我々はそのような試作検証を迅速かつ容易に実施できる検証環境を開発しており、その概要と実際に行った試作検証の様子を示す。
〔生活支援〕〔AR・VR〕
○空間光位相変調器を用いたプロジェクタ画素の動的再配置/大阪大学/寺井 晴香・岩井 大輔・佐藤 宏介
非平面や正対していない平面への映像投影では、面上で投影画素の密度が空間的に不均一となる。この問題に対し、空間光位相変調器を用いて、レーザ走査型プロジェクタから投影された画素の投影方向を調整し、面上で再配置する技術を提案する。
〔スポーツ〕〔AR･VR〕
○アスリートへの憑依体験VRコンテンツの制作 早稲田大学/伴地 芳啓
VRを用いて、アスリートへの“憑依体験”を意図したコンテンツを制作した。具体的には、試合中のフェンシング選手の生体データを取得し、VRコンテンツへの情報付加を試みた。視覚情報として主観的な視界変化・視線及び前腕動作を、聴覚情報として心拍音を提示した。
〔スポーツ〕〔解析・計測〕
○スポーツ観戦におけるTV・VR視聴時の客観的満足度に関する研究/九州産業大学/萩原 悟一
スポーツ観戦の現場ではこれまで、満足度の検証はアンケートなどの主観的評価が主であった。そこで、本稿では人々の満足度を脳波から推定する方法を提案し、TVおよびVR でのスポーツ観戦中の事例を紹介する。
〔エンタテインメント〕〔画像処理〕
○マルチCNNsによる画像評価に基づくGANs出力画像フィルタリング/室蘭工業大学・滋賀県立大学/服部 峻／室蘭工業大学/相場 築
近年、画像生成技術のGANsが注目されているが、出力画像の質が必ずしも安定しない。そこで本稿では、「ぼやけ度合い」「対象の物体認識度合い」「ユーザ希望の反映度合い」に基づくマルチCNNsによって画像評価し、ユーザが希望する質の高い画像を効率良く画像フィルタリングする技術を紹介する。
〔メディカル〕〔認識・検出〕
○事前知識に基づく食事領域抽出の改良 大阪電気通信大学/二神 拓也・早坂 昇
食事管理を効率化するために、食事内容を自動解析・記録する画像認識技術が広く研究されている。食事認識の高精度化に向けて、画像中の食事を含まない背景領域を除去し、食事領域のみを抽出する技術の高性能化が求められている。本稿では、著者らが開発した食事領域抽出を解説する。
〔その他〕〔3D〕
○深層学習を用いた視線運動の判別 福井大学/板津 佳希・高田 宗樹
人の視覚情報は、周辺視野と中心視野とに分かれ、脳内にて処理される。一方、映像酔いは、視認方法に依存し、特に周辺視によって誘発されるとする報告がある。そこで本研究では、2D ／ 3D映像を周辺視認または中心視認させたときの視線運動を計測し、深層学習を用いて、これらの視線運動データの判別を行う。その結果、最大95.7%の精度で判別が可能であった。
■話題の製品と技術
○ロボット向け３次元カメラ 東京ロボティクス㈱/岡 弘之
当社が開発したロボット向け３次元カメラ『Torobo Eye SL40』の特徴を紹介する。本製品は、高精度な３次元計測機能を有しながらも、十分に小型・軽量であり、ロボットに搭載して使用するのに非常に適した３次元カメラである。
○Teledyne FLIRのマシンビジョンカメラを活用した、Instrumental社の新しいAI検査プラットフォーム Teledyne FLIR マシンビジョン
元Appleエンジニアによって2015年に設立された製造最適化企業のInstrumentalは、クラウド・ソフトウェア、マシンビジョン検査、人工知能（AI）、電子テスト・データを組み合わせた最適化および検査プラットフォームを開発した。これは、エンジニアが検査ラインの最後に問題を止めるだけでなく、上流でも問題を解決することで無駄を省くことを目指している。
〔外観検査〕〔実装技術〕
○自律型外観検査システム＆ソリューション/日立金属㈱/西 雄一
外観検査工程は、省力だけでなく品質保証や品質の安定化のためにも自動化が必要である。日立金属㈱では、人の目視検査を模したシステムを独自開発している。複雑なワーク表面でもくまなく撮像できる動作生成技術を構築し、画像の検査判定にはAIを採用している。
〔インフラ整備〕〔解析・計測〕
○航空レーザ計測結果と高精細衛星画像による地形データおよびオルソ画像の比較結果の紹介/（国研）土木研究所/梶山 敦司・矢島 良紀・浅井 健一
近年、衛星により撮影された画像により作成された地形データおよびオルソ画像の品質が向上しており、有効活用されている。本稿では、衛星により撮影された画像から作成された地形データおよびオルソ画像と航空レーザ計測結果を比較した結果を紹介する。
〔ロボットビジョン〕〔認識・検出〕
○合成データを用いた動画像ドメイン適応による動作分類/お茶の水女子大学/礒井 葉那・小口 正人／国立情報学研究所/竹房 あつ子/（国研）産業技術総合研究所/中田 秀基
近年のディープニューラルネットワークの進歩に伴う学習データ不足の問題について様々な議論が行われている。本稿ではコンピュータで人工的に生成されるデータである合成データを学習に用いることを提案し、ドメイン適応を行う学習で実データの動画像動作分類を試みる。
〔製品開発支援 画像処理〕
○仮想周辺機器を備えた高位合成画像処理ハードウェア向け汎用検証環境/九州工業大学/山脇 彰・庄嶋 篤
画像処理ハードウェアの開発では、設計の負荷削減に加えて実機による試作検証が高性能・省電力・高信頼な製品の提供に重要である。我々はそのような試作検証を迅速かつ容易に実施できる検証環境を開発しており、その概要と実際に行った試作検証の様子を示す。
〔生活支援〕〔AR・VR〕
○空間光位相変調器を用いたプロジェクタ画素の動的再配置/大阪大学/寺井 晴香・岩井 大輔・佐藤 宏介
非平面や正対していない平面への映像投影では、面上で投影画素の密度が空間的に不均一となる。この問題に対し、空間光位相変調器を用いて、レーザ走査型プロジェクタから投影された画素の投影方向を調整し、面上で再配置する技術を提案する。
〔スポーツ〕〔AR･VR〕
○アスリートへの憑依体験VRコンテンツの制作 早稲田大学/伴地 芳啓
VRを用いて、アスリートへの“憑依体験”を意図したコンテンツを制作した。具体的には、試合中のフェンシング選手の生体データを取得し、VRコンテンツへの情報付加を試みた。視覚情報として主観的な視界変化・視線及び前腕動作を、聴覚情報として心拍音を提示した。
〔スポーツ〕〔解析・計測〕
○スポーツ観戦におけるTV・VR視聴時の客観的満足度に関する研究/九州産業大学/萩原 悟一
スポーツ観戦の現場ではこれまで、満足度の検証はアンケートなどの主観的評価が主であった。そこで、本稿では人々の満足度を脳波から推定する方法を提案し、TVおよびVR でのスポーツ観戦中の事例を紹介する。
〔エンタテインメント〕〔画像処理〕
○マルチCNNsによる画像評価に基づくGANs出力画像フィルタリング/室蘭工業大学・滋賀県立大学/服部 峻／室蘭工業大学/相場 築
近年、画像生成技術のGANsが注目されているが、出力画像の質が必ずしも安定しない。そこで本稿では、「ぼやけ度合い」「対象の物体認識度合い」「ユーザ希望の反映度合い」に基づくマルチCNNsによって画像評価し、ユーザが希望する質の高い画像を効率良く画像フィルタリングする技術を紹介する。
〔メディカル〕〔認識・検出〕
○事前知識に基づく食事領域抽出の改良 大阪電気通信大学/二神 拓也・早坂 昇
食事管理を効率化するために、食事内容を自動解析・記録する画像認識技術が広く研究されている。食事認識の高精度化に向けて、画像中の食事を含まない背景領域を除去し、食事領域のみを抽出する技術の高性能化が求められている。本稿では、著者らが開発した食事領域抽出を解説する。
〔その他〕〔3D〕
○深層学習を用いた視線運動の判別 福井大学/板津 佳希・高田 宗樹
人の視覚情報は、周辺視野と中心視野とに分かれ、脳内にて処理される。一方、映像酔いは、視認方法に依存し、特に周辺視によって誘発されるとする報告がある。そこで本研究では、2D ／ 3D映像を周辺視認または中心視認させたときの視線運動を計測し、深層学習を用いて、これらの視線運動データの判別を行う。その結果、最大95.7%の精度で判別が可能であった。
■話題の製品と技術
○ロボット向け３次元カメラ 東京ロボティクス㈱/岡 弘之
当社が開発したロボット向け３次元カメラ『Torobo Eye SL40』の特徴を紹介する。本製品は、高精度な３次元計測機能を有しながらも、十分に小型・軽量であり、ロボットに搭載して使用するのに非常に適した３次元カメラである。
○Teledyne FLIRのマシンビジョンカメラを活用した、Instrumental社の新しいAI検査プラットフォーム Teledyne FLIR マシンビジョン
元Appleエンジニアによって2015年に設立された製造最適化企業のInstrumentalは、クラウド・ソフトウェア、マシンビジョン検査、人工知能（AI）、電子テスト・データを組み合わせた最適化および検査プラットフォームを開発した。これは、エンジニアが検査ラインの最後に問題を止めるだけでなく、上流でも問題を解決することで無駄を省くことを目指している。
2,200円
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■解説
〔ロボットビジョン 認識・検出〕
○ロボットビジョンのための2D画像処理的アプローチの現状と期待/中京大学/橋本 学
知能ロボットのためのロボットビジョンへの期待が高まっている。現状の3Dセンサではデータ化しにくい金属部品や小型部品に対しては、情報欠落のない2D的アプローチが有効である。2D画像処理による物体認識の系譜と、画素選択型マッチングを中心とした最新技術について解説する。
〔外観検査 認識・検出〕
○正常多様性を考慮した外観検査自動化のための異常検知手法/㈱アドヴィックス/中井 淳一・浅野 憲司
外観検査は、精神負荷が高く、多くの人と時間が必要なため、画像認識技術による自動化が望まれる。しかし、工業部品の場合、異常が少なく、未知の異常も存在し、従来ルールベース画像検知や一般的なAI手法では学習に膨大な時間が必要となる。そこで、異常検知手法は、正常のみ学習により、その解決を狙うが、正常に多様性があり、特異な汚れや溝などが存在する場合、異常正常の分類が難しい。skip構造を異常検知手法に導入し、多様な正常の検知性能を向上させ、その解決を狙う。
〔バイオイメージング 解析・計測〕
○100万以上の細胞を同時観察可能なトランススケールスコープ/大阪大学/市村 垂生・永井 健治
近年の生命科学では、多数の細胞の動態をライブ観察する技術が求められている。我々は100万以上の細胞の同時観察を可能とするイメージング装置「トランススケールスコープ」を開発し、細胞統計や稀少細胞の検出を実現した。観察・解析例を紹介するとともに、生命科学での有効性を述べる。
〔スポーツ 解析・計測〕
○アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援に関する研究/関西大学/田中 ちひろ・山本 雄平・姜 文渊・田中 成典・林 勲/大阪経済大学/中村 健二／京都産業大学/中島 伸介
本研究では、アメリカンフットボールのパススケルトンを対象として、QBのパス投球時を原点として３秒前からの各選手の位置と移動軌跡、巧拙（相性）を用いて、パスの成否を予測し、その予測結果が戦術立案や適切な指導に支援可能かどうかを検証する。
■話題の製品と技術
○パノラマ3Dデータ計測システム/㈱ビュープラス/芝田 勉
パノラマ3Dデータ計測システム3Way3Dについて紹介する。このシステムはToFカメラ、カラーカメラ、3Dレーザスキャナの組み合わせにより360°全周の3D及びカラーデータを得ることができる。3Dデータは統一された座標系で出力されるのでSLAM、環境認識、監視など多様な分野で活用することができる。
■特集：ハイパー／マルチスペクトルイメージング各社の取り組み
○近赤外線ハイパースペクトルカメラのインライン装置への導入/㈱アド・サイエンス/舟岡 宏樹
波長ごとのデータ取得が可能なスペクトルカメラはここ数年で多く製品化され、様々な用途に導入する事が検討され始めている。その中で数百バンドのデータを処理する必要があるハイパースペクトルカメラは、検査精度及び処理速度を要求されるインライン装置への導入が課題となっている。本稿ではその課題を解決する事ができるEVK社の近赤外線ハイパースペクトルカメラと周辺機器に関して紹介する。
○次世代 ハイパースペクトルカメラシリーズ/㈱アプロリンク/矢向 博
性能が改善されたIMEC社ファブリ―ペロー干渉計フィルター搭載のセンサーにより、スペクトル測定器としての機能を有するカメラxiSpec2.そのソフトウェア、応用等について解説する。
○最新ハイパースペクトルカメラの原理と特徴/㈱アルゴ/南 淳史
新たなアプリケーションに対応できる最新ハイパースペクトルカメラについて紹介する。バイオメディカルやロボット工学への適応が期待できるCubert社のリアルタイム分光カメラ、マシンビジョン用途での利用を容易にしたHeadwall Photonics社の産業用モデル、顕微鏡への搭載にも対応できるimec SWIRモデルについて、製品の仕組みや特徴について説明する。
○見えないものを見る！測れないものを測る！
汎用ハイパースペクトル画像処理ソフトウェア/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
様々なハイパースペクトルカメラに対応し、簡単なマウス操作で、広波長域を高分解能での撮像から機械学習による分類や定量化、さらには、リアルタイムなインラインシステム構築まで可能なLuxFlux社製「汎用ハイパースペクトルデータ処理ソフトウェア」を紹介する。
○用途別ハイパー・マルチスペクトルカメラ最新ラインアップ/ケイエルブイ㈱/村田 英真
当社では様々な用途、価格帯で提案できるよう多くのハイパー及びマルチスペクトルカメラをラインアップしている。おもに用途の観点から取り扱いカメラの紹介及び最新ソフトウェアを紹介する。
○ハイパースペクトルカメラに最適な照明事例/シーシーエス㈱/鈴木 大輝
ハイパースペクトルカメラが普及しつつある中で、案件に応じた適切な照明の選択が重要になってきている。ハイパースペクトルカメラ用照明について、当社では従来から広く使用されているハロゲン照明のほかLEDを使用した照明も製品化しており、それぞれの事例を紹介する。
○理化学・品質管理・検査に応えるハイパースペクトルイメージング/フォトテクニカ㈱/川田 雅之
SENOP社製HSC-2は高速・高解像度1Mpixelで波長毎（最大1000バンド）の正確な画像を捉えるフレームカメラで、多波長による面分光画像情報は理化学・工農林業・生物医学等の分野で品質管理・検査・環境調査等各種応用に対応。スナップショット方式により画像データを繋がない為補間の無い真の波長情報を得る事が可能。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑦/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
〔ロボットビジョン 認識・検出〕
○ロボットビジョンのための2D画像処理的アプローチの現状と期待/中京大学/橋本 学
知能ロボットのためのロボットビジョンへの期待が高まっている。現状の3Dセンサではデータ化しにくい金属部品や小型部品に対しては、情報欠落のない2D的アプローチが有効である。2D画像処理による物体認識の系譜と、画素選択型マッチングを中心とした最新技術について解説する。
〔外観検査 認識・検出〕
○正常多様性を考慮した外観検査自動化のための異常検知手法/㈱アドヴィックス/中井 淳一・浅野 憲司
外観検査は、精神負荷が高く、多くの人と時間が必要なため、画像認識技術による自動化が望まれる。しかし、工業部品の場合、異常が少なく、未知の異常も存在し、従来ルールベース画像検知や一般的なAI手法では学習に膨大な時間が必要となる。そこで、異常検知手法は、正常のみ学習により、その解決を狙うが、正常に多様性があり、特異な汚れや溝などが存在する場合、異常正常の分類が難しい。skip構造を異常検知手法に導入し、多様な正常の検知性能を向上させ、その解決を狙う。
〔バイオイメージング 解析・計測〕
○100万以上の細胞を同時観察可能なトランススケールスコープ/大阪大学/市村 垂生・永井 健治
近年の生命科学では、多数の細胞の動態をライブ観察する技術が求められている。我々は100万以上の細胞の同時観察を可能とするイメージング装置「トランススケールスコープ」を開発し、細胞統計や稀少細胞の検出を実現した。観察・解析例を紹介するとともに、生命科学での有効性を述べる。
〔スポーツ 解析・計測〕
○アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援に関する研究/関西大学/田中 ちひろ・山本 雄平・姜 文渊・田中 成典・林 勲/大阪経済大学/中村 健二／京都産業大学/中島 伸介
本研究では、アメリカンフットボールのパススケルトンを対象として、QBのパス投球時を原点として３秒前からの各選手の位置と移動軌跡、巧拙（相性）を用いて、パスの成否を予測し、その予測結果が戦術立案や適切な指導に支援可能かどうかを検証する。
■話題の製品と技術
○パノラマ3Dデータ計測システム/㈱ビュープラス/芝田 勉
パノラマ3Dデータ計測システム3Way3Dについて紹介する。このシステムはToFカメラ、カラーカメラ、3Dレーザスキャナの組み合わせにより360°全周の3D及びカラーデータを得ることができる。3Dデータは統一された座標系で出力されるのでSLAM、環境認識、監視など多様な分野で活用することができる。
■特集：ハイパー／マルチスペクトルイメージング各社の取り組み
○近赤外線ハイパースペクトルカメラのインライン装置への導入/㈱アド・サイエンス/舟岡 宏樹
波長ごとのデータ取得が可能なスペクトルカメラはここ数年で多く製品化され、様々な用途に導入する事が検討され始めている。その中で数百バンドのデータを処理する必要があるハイパースペクトルカメラは、検査精度及び処理速度を要求されるインライン装置への導入が課題となっている。本稿ではその課題を解決する事ができるEVK社の近赤外線ハイパースペクトルカメラと周辺機器に関して紹介する。
○次世代 ハイパースペクトルカメラシリーズ/㈱アプロリンク/矢向 博
性能が改善されたIMEC社ファブリ―ペロー干渉計フィルター搭載のセンサーにより、スペクトル測定器としての機能を有するカメラxiSpec2.そのソフトウェア、応用等について解説する。
○最新ハイパースペクトルカメラの原理と特徴/㈱アルゴ/南 淳史
新たなアプリケーションに対応できる最新ハイパースペクトルカメラについて紹介する。バイオメディカルやロボット工学への適応が期待できるCubert社のリアルタイム分光カメラ、マシンビジョン用途での利用を容易にしたHeadwall Photonics社の産業用モデル、顕微鏡への搭載にも対応できるimec SWIRモデルについて、製品の仕組みや特徴について説明する。
○見えないものを見る！測れないものを測る！
汎用ハイパースペクトル画像処理ソフトウェア/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
様々なハイパースペクトルカメラに対応し、簡単なマウス操作で、広波長域を高分解能での撮像から機械学習による分類や定量化、さらには、リアルタイムなインラインシステム構築まで可能なLuxFlux社製「汎用ハイパースペクトルデータ処理ソフトウェア」を紹介する。
○用途別ハイパー・マルチスペクトルカメラ最新ラインアップ/ケイエルブイ㈱/村田 英真
当社では様々な用途、価格帯で提案できるよう多くのハイパー及びマルチスペクトルカメラをラインアップしている。おもに用途の観点から取り扱いカメラの紹介及び最新ソフトウェアを紹介する。
○ハイパースペクトルカメラに最適な照明事例/シーシーエス㈱/鈴木 大輝
ハイパースペクトルカメラが普及しつつある中で、案件に応じた適切な照明の選択が重要になってきている。ハイパースペクトルカメラ用照明について、当社では従来から広く使用されているハロゲン照明のほかLEDを使用した照明も製品化しており、それぞれの事例を紹介する。
○理化学・品質管理・検査に応えるハイパースペクトルイメージング/フォトテクニカ㈱/川田 雅之
SENOP社製HSC-2は高速・高解像度1Mpixelで波長毎（最大1000バンド）の正確な画像を捉えるフレームカメラで、多波長による面分光画像情報は理化学・工農林業・生物医学等の分野で品質管理・検査・環境調査等各種応用に対応。スナップショット方式により画像データを繋がない為補間の無い真の波長情報を得る事が可能。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑦/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
2,200円
―
■解説
〔ロボットビジョン〕〔解析・計測〕
○テキストデータと映像認識技術を利用した異常診断AIの開発/岡山商科大学/箕輪 弘嗣・田中 蓮高齢者の方は、事故、怪我で入院、寝たきりになってしまう傾向がある。事故を未然に防止するために、見守りの目を持った異常予測AIシステムの開発を目指す。事例データを用いる事でAIに知識を補完し、「検知」の次の段階である「結果予測」ができるAIの実現を目指す。
〔セキュリティ〕〔認識・検出〕
○人体モデル当てはめによる高精度歩容認証/
大阪大学/槇原 靖・李 想・徐 遅・八木 康史/南京理工大学/Jianfeng Lu 人体モデル当てはめと個人認証をEnd-to-endに行う深層学習モデルを設計し、見えに基づく歩容認証手法よりも高い精度を実現する。
〔セキュリティ〕〔画像処理〕
○複数カメラ間での物体追跡技術/㈱ALBERT 松林 達史・田中 駿祐複数カメラ間での物体追跡においては撮影箇所の物理的な距離や撮影領域の重複などによって『同時刻同時存在の不可』などの制約問題が生じる。本研究では、動的木形成による複数カメラ間でのオンライン物体追跡技術を紹介する。
〔製品開発支援〕〔画像処理〕
○RGB-D画像に対する情報埋込み技術の適用/千葉大学/今泉 祥子・上田 美凪画像セキュリティ技術の一つである情報埋込みを利用して、RGB-D画像におけるデプス画像を、RGB画像に対して歪みなく埋め込み、データ量を削減する技術について紹介する。なお、デプス画像を抽出することで、RGB画像はもとの状態に完全に復元される。
〔スポーツ〕〔解析・計測〕
○アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援に関する研究/関西大学/田中 ちひろ・山本 雄平・姜 文渊・田中 成典・林 勲/大阪経済大学/中村 健二/京都産業大学/中島 伸介
本研究では、アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援を目的として、QBのパス投球時を原点として数秒前からの各選手の位置と移動軌跡、巧拙（相性）を加味すれば、パス成否を予測できるという仮説を基に、関連する研究を調査した上、新たな予測手法を提案する。
■特集：道路・交通監視と画像処理システム
○AI画像処理技術を活用した道路情報の収集・提供/西日本高速道路㈱/山本 健介・岩永 真人・鳥丸 聖也
本取り組みは、高速道路上に設置しているカメラ映像をAI画像処理技術で解析して渋滞、落下物、停止車両といった様々な異常事象を迅速に収集し、また利用者へ提供を行う仕組みを構築している。
○深層学習による路側撮影動画からの車種別交通量計測手法の提案およびロバスト性の検証/八千代エンジニヤリング㈱/菅原 宏明
市販のビデオカメラで撮影した動画から深層学習を用いた画像解析による交通量の自動計測を目的として開発したTRAVIC Proの車種別交通量の観測とナンバープレート情報の認識について精度検証した結果を紹介する。
○深層学習を利用した画像による路面の積雪状態の評価/㈱ベイシスコンサルティング/阿部 雅人
沿線や車上のカメラから広い地域の路面の積雪状況をいち早く検知することで、積雪被害の大幅な軽減が可能となる。そこで、路面状態の分類や、積雪深の推定に画像を用いた深層学習を適用している研究を紹介した。
○AI画像解析技術を活用した踏切内の「人」検知について/㈱オプテージ/林野 紳一
車の検知を前提としている光センサー式障害物検知装置に対し、AI画像解析を活用して「人」検知ができる機能をアドオンすることで、高機能なレーザーレーダー式と遜色ない機能を持ち、踏切事故を未然に防止できるソリューションを実証実験の結果を交えて紹介する。
○CCTVカメラを用いた交通映像解析技術/㈱センスタイムジャパン/倉田 剛・岡 一仁/中日本高速道路㈱/手嶋 英之
AIによる物体認識に基づく交通映像解析技術を開発し、高速道路本線のCCTVカメラ映像から高精度で交通状況・異常事象を検知することを可能とした。また、交通映像解析技術の新たな適用先として、高速道路本線の異常事象検知の他に、高速道路の出入口での誤進入検知、一般道路および交差点でのI2X、駐車場での駐車管理などの開発を進めている。
○高度道路交通ソリューション/フリアーシステムズジャパン㈱/植村 英幸
Teledyne FLIR社では、長年赤外線センサー、サーモグラフィカメラを市場に供給している。その技術を応用し、道路交通監視用としてのカメラも提供している。それをITS（Intelligent Transportation System：高度道路交通システム）カメラと称している。本稿では、当社ITSカメラについて、その特徴および事例を紹介する。
○交通監視におけるAI社会実装の可能性/㈱マクニカ/楠 貴弘
交通量調査にAI導入を行うことはそれほど容易ではなく、実装には複数のアルゴリズムを組み合わせることが必要である。また、検知させる動画の品質も影響する。本稿では、交通監視における社会実装のハードルを考慮したうえで、AIを交通監視に適用する場合の技術要素と課題、およびその解決方法を解説する。
○低消費電力の画像AI処理機能を搭載した録画装置/アムニモ㈱/和田 篤士
横河電機の100%子会社である当社が開発中のAIエッジゲートウェイは、ルネサスエレクトロニクス製のAIチップを搭載しており、カメラから取り込んだ画像に対して低消費電力で高速なエッジAI処理を実施することが可能である。
〔ロボットビジョン〕〔解析・計測〕
○テキストデータと映像認識技術を利用した異常診断AIの開発/岡山商科大学/箕輪 弘嗣・田中 蓮高齢者の方は、事故、怪我で入院、寝たきりになってしまう傾向がある。事故を未然に防止するために、見守りの目を持った異常予測AIシステムの開発を目指す。事例データを用いる事でAIに知識を補完し、「検知」の次の段階である「結果予測」ができるAIの実現を目指す。
〔セキュリティ〕〔認識・検出〕
○人体モデル当てはめによる高精度歩容認証/
大阪大学/槇原 靖・李 想・徐 遅・八木 康史/南京理工大学/Jianfeng Lu 人体モデル当てはめと個人認証をEnd-to-endに行う深層学習モデルを設計し、見えに基づく歩容認証手法よりも高い精度を実現する。
〔セキュリティ〕〔画像処理〕
○複数カメラ間での物体追跡技術/㈱ALBERT 松林 達史・田中 駿祐複数カメラ間での物体追跡においては撮影箇所の物理的な距離や撮影領域の重複などによって『同時刻同時存在の不可』などの制約問題が生じる。本研究では、動的木形成による複数カメラ間でのオンライン物体追跡技術を紹介する。
〔製品開発支援〕〔画像処理〕
○RGB-D画像に対する情報埋込み技術の適用/千葉大学/今泉 祥子・上田 美凪画像セキュリティ技術の一つである情報埋込みを利用して、RGB-D画像におけるデプス画像を、RGB画像に対して歪みなく埋め込み、データ量を削減する技術について紹介する。なお、デプス画像を抽出することで、RGB画像はもとの状態に完全に復元される。
〔スポーツ〕〔解析・計測〕
○アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援に関する研究/関西大学/田中 ちひろ・山本 雄平・姜 文渊・田中 成典・林 勲/大阪経済大学/中村 健二/京都産業大学/中島 伸介
本研究では、アメリカンフットボールのパススケルトンの分析支援を目的として、QBのパス投球時を原点として数秒前からの各選手の位置と移動軌跡、巧拙（相性）を加味すれば、パス成否を予測できるという仮説を基に、関連する研究を調査した上、新たな予測手法を提案する。
■特集：道路・交通監視と画像処理システム
○AI画像処理技術を活用した道路情報の収集・提供/西日本高速道路㈱/山本 健介・岩永 真人・鳥丸 聖也
本取り組みは、高速道路上に設置しているカメラ映像をAI画像処理技術で解析して渋滞、落下物、停止車両といった様々な異常事象を迅速に収集し、また利用者へ提供を行う仕組みを構築している。
○深層学習による路側撮影動画からの車種別交通量計測手法の提案およびロバスト性の検証/八千代エンジニヤリング㈱/菅原 宏明
市販のビデオカメラで撮影した動画から深層学習を用いた画像解析による交通量の自動計測を目的として開発したTRAVIC Proの車種別交通量の観測とナンバープレート情報の認識について精度検証した結果を紹介する。
○深層学習を利用した画像による路面の積雪状態の評価/㈱ベイシスコンサルティング/阿部 雅人
沿線や車上のカメラから広い地域の路面の積雪状況をいち早く検知することで、積雪被害の大幅な軽減が可能となる。そこで、路面状態の分類や、積雪深の推定に画像を用いた深層学習を適用している研究を紹介した。
○AI画像解析技術を活用した踏切内の「人」検知について/㈱オプテージ/林野 紳一
車の検知を前提としている光センサー式障害物検知装置に対し、AI画像解析を活用して「人」検知ができる機能をアドオンすることで、高機能なレーザーレーダー式と遜色ない機能を持ち、踏切事故を未然に防止できるソリューションを実証実験の結果を交えて紹介する。
○CCTVカメラを用いた交通映像解析技術/㈱センスタイムジャパン/倉田 剛・岡 一仁/中日本高速道路㈱/手嶋 英之
AIによる物体認識に基づく交通映像解析技術を開発し、高速道路本線のCCTVカメラ映像から高精度で交通状況・異常事象を検知することを可能とした。また、交通映像解析技術の新たな適用先として、高速道路本線の異常事象検知の他に、高速道路の出入口での誤進入検知、一般道路および交差点でのI2X、駐車場での駐車管理などの開発を進めている。
○高度道路交通ソリューション/フリアーシステムズジャパン㈱/植村 英幸
Teledyne FLIR社では、長年赤外線センサー、サーモグラフィカメラを市場に供給している。その技術を応用し、道路交通監視用としてのカメラも提供している。それをITS（Intelligent Transportation System：高度道路交通システム）カメラと称している。本稿では、当社ITSカメラについて、その特徴および事例を紹介する。
○交通監視におけるAI社会実装の可能性/㈱マクニカ/楠 貴弘
交通量調査にAI導入を行うことはそれほど容易ではなく、実装には複数のアルゴリズムを組み合わせることが必要である。また、検知させる動画の品質も影響する。本稿では、交通監視における社会実装のハードルを考慮したうえで、AIを交通監視に適用する場合の技術要素と課題、およびその解決方法を解説する。
○低消費電力の画像AI処理機能を搭載した録画装置/アムニモ㈱/和田 篤士
横河電機の100%子会社である当社が開発中のAIエッジゲートウェイは、ルネサスエレクトロニクス製のAIチップを搭載しており、カメラから取り込んだ画像に対して低消費電力で高速なエッジAI処理を実施することが可能である。
2,200円
―
■解説
〔外観検査〕〔認識・検出〕
○間違いを再学習できる検査画像処理ソフトの自動生成システム/中京大学/鈴木航平・青木公也
検査画像処理システムの自動プログラミング方法である「画像処理ネットワークプログラミング（IPNP）」について紹介する。このシステムでは、検出に失敗した画像を追加するだけで、画像の分析、プログラムの修正を自動で行うため、AIによる自動化の課題である再学習を簡単に行うことが可能である。
〔FA〕〔認識・検出〕
○工場内の台車に取り付けたARマーカ認識システムの提案/中央大学/橘川拓実・高橋正裕・梅田和昇・RITECS Alessandro MORO/㈱日立ハイテクソリューションズ/原田佳周・西川英雄・野口稔・濱谷章史
本研究では、台車にARマーカを取り付けることで台車を認識するシステム提案する。定点カメラで取得した画像に深層学習を用いた物体検出手法でマーカを検出し、切り出し処理と前処理、ブレ除去処理を組み合わせてマーカを認識させる。
○画像処理を用いた鍛造部品の自動カウント/岐阜大学/佐藤惇哉
コンベアで流れてくる鍛造部品の個数を、簡単な画像処理の組み合わせで自動カウントする方法について解説する。今回対象とした生産ラインでは作業員の映り込みが起こるが、その対応もしているため、高精度にカウントが可能である。
〔ロボットビジョン〕〔3D〕
○カラー偏光画像を用いたマルチビューインバースレンダリング/東京工業大学/紋野雄介・趙金雨・奥富正敏
物体表面で反射した光の偏光情報は、物体表面の法線と関連があるため、偏光画像には３次元復元に有用な情報が含まれている。本稿では、筆者らが提案した、多視点カラー偏光画像を入力として高精細な３次元復元を行う手法を紹介する。
〔セキュリティ〕〔認識・検出〕
○顔認証のなりすまし検知に向けたパターンフラッシュ撮影/青山学院大学/綿引凌・金子直史・鷲見和彦
顔認証は広く普及した生体認証技術であるが、他人の顔画像を提示して認証を突破しようとする、なりすまし攻撃の問題も広まりつつある。本稿では、モバイル端末を対象にした顔認証のなりすまし検知手法として、フラッシュの形状を変化させて顔を撮影するパターンフラッシュ撮影を紹介する。
〔セキュリティ〕〔画像処理〕
○身体動揺に含まれる高周波成分の可視化のための映像強調/鳥取大学/我那覇航・西山正志
微小移動の高周波成分は映像でみると非常に小さく、観察が難しいという課題があった。本稿では、高周波成分を容易に観察できるよう映像を強調する手法を紹介する。提案手法では、被写体の見え方そのものにアーチファクトが全く発生しないという利点がある。
〔農林水産業支援〕〔認識・検出〕
○画像センシングを用いた漁獲物選別の自動化・見える化/（国研）水産研究・教育機構水産技術研究所（現・同機構開発調査センター）木宮隆/（地独）青森県産業技術センター食品総合研究所/木村優輝/（地独）青森県産業技術センター工業総合研究所（現・同センター八戸工業研究所）/鈴木翔一/㈱深川商会/深川修一
画像センシングにより漁獲物の魚種・銘柄判定およびサイズ計測を行い、それらに基づき排出制御を行う自動選別システム、さらにそれらデータを見える化するシステムを開発した。それらの効果を青森県八戸市の定置網漁業の水揚げの現場で実証した。
〔生活支援〕〔認識・検出〕
○人物行動を手掛かりとした放置物体の置き忘れ検出可能性の検討/元・関西学院大学/田中未来哉/関西学院大学/角所考/滋賀医科大学/小島隆次
物体の置き忘れ時の映像の分析により、その物体を最後に操作してからの経過時間、および放置された物体の個数が置き忘れの検出に有用であることを明らかにすると共に、それらを人物姿勢推定および物体認識処理によって獲得することで、置き忘れを自動検出できる可能性を示した。
■特集：自動外観検査のハードルを下げるデバイス・ソフトウェア②
○「誰でも」「簡単に」画像処理アプリケーション作成/日本エレクトロセンサリデバイス㈱/津守浩之
製品の寸法計測や外観検査の工程で省人化や自動化を検討する場合、汎用画像処理システムが使用されるが、搭載された計測／検査パターンで満足しない場合は特注システムに頼ることとなり、コストや時間とともに、リスクを抱える恐れがある。そこでユーザーでも「簡単に」特注システムと同じようなアプリを作成できるツールを紹介する。
○「だれもが簡単に使える」樹脂製品の製品検査装置/ウシオライティング㈱/酒井隆司
製造工程における製品検査現場から､目視に頼るとヒューマンエラーが生じる､あるいは導入した外観検査装置の操作が複雑で難しいといった声が聞こえてくる｡こういったさまざまな課題を克服するために誕生させたデバイスの､技術､特長､アプリケーションなどについて説明する｡
○非圧縮データ伝送方式の超小型カメラを使った初心者に優しい外観検査/㈱トゥーワン/杉山好視/㈱イチワ/堀尾佳代
本格的な画像検査システムは高額と感じている方や、ちょっとしたポカよけに画像検査システムを導入したいが予算と時間を掛けたくないと言う方を対象としており、LED照明付き外径8.0mmの超小型カメラを搭載し狭い場所等の画像確認や画像による自動検査が可能である。
■話題の製品と技術
○スキャンニング用途に適した新グローバルシャッター２メガセンサ/Teledyne e2v
テレダインe2vは、非常にコンパクトなスキャンニング用CMOSイメージセンサTOPAZをリリースした。2.5umグローバルシャッターを搭載し、ワイドフォーマットの1.5Mと標準Full HD 2Mのバリエーションを持ち、小型、低消費電力、低価格で、ハンディ機器をはじめとした各種用途への応用が可能
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑥/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
〔外観検査〕〔認識・検出〕
○間違いを再学習できる検査画像処理ソフトの自動生成システム/中京大学/鈴木航平・青木公也
検査画像処理システムの自動プログラミング方法である「画像処理ネットワークプログラミング（IPNP）」について紹介する。このシステムでは、検出に失敗した画像を追加するだけで、画像の分析、プログラムの修正を自動で行うため、AIによる自動化の課題である再学習を簡単に行うことが可能である。
〔FA〕〔認識・検出〕
○工場内の台車に取り付けたARマーカ認識システムの提案/中央大学/橘川拓実・高橋正裕・梅田和昇・RITECS Alessandro MORO/㈱日立ハイテクソリューションズ/原田佳周・西川英雄・野口稔・濱谷章史
本研究では、台車にARマーカを取り付けることで台車を認識するシステム提案する。定点カメラで取得した画像に深層学習を用いた物体検出手法でマーカを検出し、切り出し処理と前処理、ブレ除去処理を組み合わせてマーカを認識させる。
○画像処理を用いた鍛造部品の自動カウント/岐阜大学/佐藤惇哉
コンベアで流れてくる鍛造部品の個数を、簡単な画像処理の組み合わせで自動カウントする方法について解説する。今回対象とした生産ラインでは作業員の映り込みが起こるが、その対応もしているため、高精度にカウントが可能である。
〔ロボットビジョン〕〔3D〕
○カラー偏光画像を用いたマルチビューインバースレンダリング/東京工業大学/紋野雄介・趙金雨・奥富正敏
物体表面で反射した光の偏光情報は、物体表面の法線と関連があるため、偏光画像には３次元復元に有用な情報が含まれている。本稿では、筆者らが提案した、多視点カラー偏光画像を入力として高精細な３次元復元を行う手法を紹介する。
〔セキュリティ〕〔認識・検出〕
○顔認証のなりすまし検知に向けたパターンフラッシュ撮影/青山学院大学/綿引凌・金子直史・鷲見和彦
顔認証は広く普及した生体認証技術であるが、他人の顔画像を提示して認証を突破しようとする、なりすまし攻撃の問題も広まりつつある。本稿では、モバイル端末を対象にした顔認証のなりすまし検知手法として、フラッシュの形状を変化させて顔を撮影するパターンフラッシュ撮影を紹介する。
〔セキュリティ〕〔画像処理〕
○身体動揺に含まれる高周波成分の可視化のための映像強調/鳥取大学/我那覇航・西山正志
微小移動の高周波成分は映像でみると非常に小さく、観察が難しいという課題があった。本稿では、高周波成分を容易に観察できるよう映像を強調する手法を紹介する。提案手法では、被写体の見え方そのものにアーチファクトが全く発生しないという利点がある。
〔農林水産業支援〕〔認識・検出〕
○画像センシングを用いた漁獲物選別の自動化・見える化/（国研）水産研究・教育機構水産技術研究所（現・同機構開発調査センター）木宮隆/（地独）青森県産業技術センター食品総合研究所/木村優輝/（地独）青森県産業技術センター工業総合研究所（現・同センター八戸工業研究所）/鈴木翔一/㈱深川商会/深川修一
画像センシングにより漁獲物の魚種・銘柄判定およびサイズ計測を行い、それらに基づき排出制御を行う自動選別システム、さらにそれらデータを見える化するシステムを開発した。それらの効果を青森県八戸市の定置網漁業の水揚げの現場で実証した。
〔生活支援〕〔認識・検出〕
○人物行動を手掛かりとした放置物体の置き忘れ検出可能性の検討/元・関西学院大学/田中未来哉/関西学院大学/角所考/滋賀医科大学/小島隆次
物体の置き忘れ時の映像の分析により、その物体を最後に操作してからの経過時間、および放置された物体の個数が置き忘れの検出に有用であることを明らかにすると共に、それらを人物姿勢推定および物体認識処理によって獲得することで、置き忘れを自動検出できる可能性を示した。
■特集：自動外観検査のハードルを下げるデバイス・ソフトウェア②
○「誰でも」「簡単に」画像処理アプリケーション作成/日本エレクトロセンサリデバイス㈱/津守浩之
製品の寸法計測や外観検査の工程で省人化や自動化を検討する場合、汎用画像処理システムが使用されるが、搭載された計測／検査パターンで満足しない場合は特注システムに頼ることとなり、コストや時間とともに、リスクを抱える恐れがある。そこでユーザーでも「簡単に」特注システムと同じようなアプリを作成できるツールを紹介する。
○「だれもが簡単に使える」樹脂製品の製品検査装置/ウシオライティング㈱/酒井隆司
製造工程における製品検査現場から､目視に頼るとヒューマンエラーが生じる､あるいは導入した外観検査装置の操作が複雑で難しいといった声が聞こえてくる｡こういったさまざまな課題を克服するために誕生させたデバイスの､技術､特長､アプリケーションなどについて説明する｡
○非圧縮データ伝送方式の超小型カメラを使った初心者に優しい外観検査/㈱トゥーワン/杉山好視/㈱イチワ/堀尾佳代
本格的な画像検査システムは高額と感じている方や、ちょっとしたポカよけに画像検査システムを導入したいが予算と時間を掛けたくないと言う方を対象としており、LED照明付き外径8.0mmの超小型カメラを搭載し狭い場所等の画像確認や画像による自動検査が可能である。
■話題の製品と技術
○スキャンニング用途に適した新グローバルシャッター２メガセンサ/Teledyne e2v
テレダインe2vは、非常にコンパクトなスキャンニング用CMOSイメージセンサTOPAZをリリースした。2.5umグローバルシャッターを搭載し、ワイドフォーマットの1.5Mと標準Full HD 2Mのバリエーションを持ち、小型、低消費電力、低価格で、ハンディ機器をはじめとした各種用途への応用が可能
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑥/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
2,200円
―
■解説
〔外観検査〕〔画像処理〕
○カトラリーの外観検査のためのスペックル画像取得・解析システム/長岡技術科学大学/磯部 忠明・瀧本 裕也・原川 良介・岩橋 政宏
カトラリー製造の効率化や後継者の育成のために、外観検査の自動化が求められている。我々は、この要求に応える新しいシステムを開発した。提案システムは、レーザとスクリーンを用いたスペックル画像取得装置とニューラルネットワークに基づく解析エンジンから成り、非接触で正確な外観検査を可能とする。
〔FA〕〔認識・検出〕
○ハイパースペクトルデータを用いためっき液の状態推定/東京工業大学/吉岡 勇人/㈱牧野フライス製作所/鳥居 有沙
二次元画像および波長スペクトル情報が得られるハイパースペクトルカメラを用いためっき液の劣化状態のモニタリングに関して、その検出原理および実験的な評価結果について事例を紹介する。
〔ロボットビジョン〕〔検索〕
○ユーザの意向に適応する画像検索/東京電機大学/和田 成夫
近年、大容量メモリやクラウドに保存されている画像や映像を効率的に探索し活用することが重要になっている。膨大な量の画像・映像情報の中から必要な画像を探し出す手段が画像検索である。本稿は、ユーザの意向に柔軟に適応する画像検索法について解説する。複数の静止画像やクリップ動画像をクエリとして用いると適用範囲が広がり利便性が向上する。また、関連性フィードバック機能を取り入れ検索精度を向上させる。
〔ロボットビジョン〕〔画像処理〕
○RDNを用いた深度画像の超解像度化と評価について/神戸市立工業高等専門学校/藤本 健司・尾山 匡浩・瀬川 侑
近年、単眼RGB画像から深度画像を作成する手法の研究が盛んに行われているが、大きな物体の輪郭はぼやけ、小さな画像はほとんど認識することができないという欠点がある。そこで、本研究では、一般的に深度画像には適用されていなかったRDNと呼ばれる超解像度手法を用いた結果について解説する。
○Multi-view Fractal DataBase：フラクタル幾何学に基づく多視点画像データセット生成/東京電機大学/山田 亮佑・中村 明生/（国研）産業技術総合研究所/鈴木 亮太・片岡 裕雄
本研究の目的は、多視点画像を用いた三次元物体認識手法において、認識精度の向上と学習時間の短縮を目指し、事前学習用の大規模多視点画像データセットの自動構築方法を開発することである。そのために、自然の形成原理であるフラクタルに着目し、数式に基づき三次元フラクタルモデルを自動生成し、多視点から画像に投影することで多視点画像データセットであるMulti-view Fractal DataBase （MV-FractalDB）を構築する。MV-FractalDBは三次元パターンやカテゴリ定義まで自動で完結できるため、三次元データの取得や教師ラベルを付与する両力が不要である。実験より、MV-FractalDBによる事前学習を三次元物体認識に適用することで認識性能が向上し、学習時間が短縮したことを確認した。以上より、本研究では多視点画像を用いた三次元物体認識手法におけるMV-FractalDBの事前学習の有用性を示した。
〔自動車〕〔認識・検出〕
○視線情報による運転者の集中度低下の検出への取り組み/京セラ㈱/西井 裕亮・篠﨑 教志・永原 聡・高松 哲哉・宮崎 淳吾/中部大学/平田 豊
本研究は機械学習を用いて、視線情報から運転者の集中度低下を検出することを目指す。これにより従来のドライバーモニタリングシステムよりも早期に危険状態を警告可能と期待される。本稿では、運転時の光景から集中度別に注視領域を推定する手法と、眼球運動から集中度を識別する手法を提案する。
〔鉄道〕〔認識検出〕
○列車前方画像を用いた木まくらぎ検査システムの開発/（公財）鉄道総合技術研究所/糸井 謙介・坪川 洋友・長峯 望・合田 航/北海道旅客鉄道㈱/加藤 爽
近年、鉄道の設備の中でも膨大な延長を有する軌道については、検査の効率化や省人化が強く求められている。そこで、低コストかつ簡易な撮影方法で列車前方から画像を取得し、主としてローカル線区に多く敷設されている木まくらぎを検査するシステムを開発した。本稿では、本システムの概要、および木まくらぎの劣化度判定精度について解説する。
〔放送・通信〕〔技術別：基礎研究〕
○単一時刻の計測からのターゲットレスなステレオカメラと3D LiDAR間の外部キャリブレーション/NTT人間情報研究所/八尾 泰洋・安藤 慎吾・倉田 夏菜・伊藤 直之・島村 潤/東京大学/石川 涼一・大石 岳史
特定の対象物体を用いず、単一時刻での計測情報からの3D LiDARとステレオカメラの外部キャリブレーションを紹介する。提案手法は「投影コスト」と「背景キャンセル項」の二つの項からなるコストが最小となるようなキャリブレーションパラメータを探索するものであり、ステレオカメラから奥行き推定をせずに画像を直接用いること、画像中に大きな等色の背景領域が存在しても安定してキャリブレーションを実施できるという特徴がある。評価実験により、「背景キャンセル項」の導入によりキャリブレーションの安定性、および精度が向上することを確認した。
■話題の製品と技術
○画像技術と光コムセンサ技術で目視検査を自動化/JUKIオートメーションシステムズ㈱/有働 隆
従来、製造業の現場では目視検査に頼らざるを得なかった複雑な形状の部品検査を自動化するニーズが高まっており、様々な対応力が求められている。JUKIの基板用検査で培ったベースとなる性能・機能と㈱XTIAの光コムセンサを説明し、市場要求に対応したハイブリッド検査機について説明する。
■特集：自動外観検査のハードルを下げるデバイス・ソフトウェア
○「オールインワン＆シンプル操作」AI画像処理/㈱スカイロジック/澤木 佳子
DeepSkyは、PC1台で「画像データ収集→学習→判定」を行うことができる。Windowsソフトを操作する要領で簡単に合否判定ができる検査機に成長していく。3,600万画素レベルの超高画素カメラやマルチカメラ、スマートフォンの画像にも対応する。
○PCベースの画像処理と専門知識不要ディープラーニングとの融合/コグネックス㈱/川田 正之
PCベースの画像処理ソフトウェア最新バージョンVisionPro 10の将来性のある刷新と画期的な最新技術を紹介しつつ、アプリケーション開発のしやすさと、ディープラーニングとのさらなる融合による、複数ラインの識別や分類など、検査自動化ソリューションを説明する。
○「いつもと違う」を教えてくれる外観検査AI/㈱Pros Cons/坂田 昌則
近年浸透しつつあるAI画像検査において、データ収集への労力や、調整に高度な専門性を要することが課題として顕在化してきている。この課題に対する技術の潮流、および少量の学習で高精度を実現する弊社独自技術について紹介する。
○『難しい』ことを『簡単』に。オール・イン・ワンの画像処理ツール/㈱リンクス/佐賀 郁哉
プログラミング一切不要、直感的な操作だけで画像処理システムを構築できる、オール・イン・ワンの画像処理ツールMERLICの特徴およびアプリケーションの作成方法を紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑫（最終回）～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
〔外観検査〕〔画像処理〕
○カトラリーの外観検査のためのスペックル画像取得・解析システム/長岡技術科学大学/磯部 忠明・瀧本 裕也・原川 良介・岩橋 政宏
カトラリー製造の効率化や後継者の育成のために、外観検査の自動化が求められている。我々は、この要求に応える新しいシステムを開発した。提案システムは、レーザとスクリーンを用いたスペックル画像取得装置とニューラルネットワークに基づく解析エンジンから成り、非接触で正確な外観検査を可能とする。
〔FA〕〔認識・検出〕
○ハイパースペクトルデータを用いためっき液の状態推定/東京工業大学/吉岡 勇人/㈱牧野フライス製作所/鳥居 有沙
二次元画像および波長スペクトル情報が得られるハイパースペクトルカメラを用いためっき液の劣化状態のモニタリングに関して、その検出原理および実験的な評価結果について事例を紹介する。
〔ロボットビジョン〕〔検索〕
○ユーザの意向に適応する画像検索/東京電機大学/和田 成夫
近年、大容量メモリやクラウドに保存されている画像や映像を効率的に探索し活用することが重要になっている。膨大な量の画像・映像情報の中から必要な画像を探し出す手段が画像検索である。本稿は、ユーザの意向に柔軟に適応する画像検索法について解説する。複数の静止画像やクリップ動画像をクエリとして用いると適用範囲が広がり利便性が向上する。また、関連性フィードバック機能を取り入れ検索精度を向上させる。
〔ロボットビジョン〕〔画像処理〕
○RDNを用いた深度画像の超解像度化と評価について/神戸市立工業高等専門学校/藤本 健司・尾山 匡浩・瀬川 侑
近年、単眼RGB画像から深度画像を作成する手法の研究が盛んに行われているが、大きな物体の輪郭はぼやけ、小さな画像はほとんど認識することができないという欠点がある。そこで、本研究では、一般的に深度画像には適用されていなかったRDNと呼ばれる超解像度手法を用いた結果について解説する。
○Multi-view Fractal DataBase：フラクタル幾何学に基づく多視点画像データセット生成/東京電機大学/山田 亮佑・中村 明生/（国研）産業技術総合研究所/鈴木 亮太・片岡 裕雄
本研究の目的は、多視点画像を用いた三次元物体認識手法において、認識精度の向上と学習時間の短縮を目指し、事前学習用の大規模多視点画像データセットの自動構築方法を開発することである。そのために、自然の形成原理であるフラクタルに着目し、数式に基づき三次元フラクタルモデルを自動生成し、多視点から画像に投影することで多視点画像データセットであるMulti-view Fractal DataBase （MV-FractalDB）を構築する。MV-FractalDBは三次元パターンやカテゴリ定義まで自動で完結できるため、三次元データの取得や教師ラベルを付与する両力が不要である。実験より、MV-FractalDBによる事前学習を三次元物体認識に適用することで認識性能が向上し、学習時間が短縮したことを確認した。以上より、本研究では多視点画像を用いた三次元物体認識手法におけるMV-FractalDBの事前学習の有用性を示した。
〔自動車〕〔認識・検出〕
○視線情報による運転者の集中度低下の検出への取り組み/京セラ㈱/西井 裕亮・篠﨑 教志・永原 聡・高松 哲哉・宮崎 淳吾/中部大学/平田 豊
本研究は機械学習を用いて、視線情報から運転者の集中度低下を検出することを目指す。これにより従来のドライバーモニタリングシステムよりも早期に危険状態を警告可能と期待される。本稿では、運転時の光景から集中度別に注視領域を推定する手法と、眼球運動から集中度を識別する手法を提案する。
〔鉄道〕〔認識検出〕
○列車前方画像を用いた木まくらぎ検査システムの開発/（公財）鉄道総合技術研究所/糸井 謙介・坪川 洋友・長峯 望・合田 航/北海道旅客鉄道㈱/加藤 爽
近年、鉄道の設備の中でも膨大な延長を有する軌道については、検査の効率化や省人化が強く求められている。そこで、低コストかつ簡易な撮影方法で列車前方から画像を取得し、主としてローカル線区に多く敷設されている木まくらぎを検査するシステムを開発した。本稿では、本システムの概要、および木まくらぎの劣化度判定精度について解説する。
〔放送・通信〕〔技術別：基礎研究〕
○単一時刻の計測からのターゲットレスなステレオカメラと3D LiDAR間の外部キャリブレーション/NTT人間情報研究所/八尾 泰洋・安藤 慎吾・倉田 夏菜・伊藤 直之・島村 潤/東京大学/石川 涼一・大石 岳史
特定の対象物体を用いず、単一時刻での計測情報からの3D LiDARとステレオカメラの外部キャリブレーションを紹介する。提案手法は「投影コスト」と「背景キャンセル項」の二つの項からなるコストが最小となるようなキャリブレーションパラメータを探索するものであり、ステレオカメラから奥行き推定をせずに画像を直接用いること、画像中に大きな等色の背景領域が存在しても安定してキャリブレーションを実施できるという特徴がある。評価実験により、「背景キャンセル項」の導入によりキャリブレーションの安定性、および精度が向上することを確認した。
■話題の製品と技術
○画像技術と光コムセンサ技術で目視検査を自動化/JUKIオートメーションシステムズ㈱/有働 隆
従来、製造業の現場では目視検査に頼らざるを得なかった複雑な形状の部品検査を自動化するニーズが高まっており、様々な対応力が求められている。JUKIの基板用検査で培ったベースとなる性能・機能と㈱XTIAの光コムセンサを説明し、市場要求に対応したハイブリッド検査機について説明する。
■特集：自動外観検査のハードルを下げるデバイス・ソフトウェア
○「オールインワン＆シンプル操作」AI画像処理/㈱スカイロジック/澤木 佳子
DeepSkyは、PC1台で「画像データ収集→学習→判定」を行うことができる。Windowsソフトを操作する要領で簡単に合否判定ができる検査機に成長していく。3,600万画素レベルの超高画素カメラやマルチカメラ、スマートフォンの画像にも対応する。
○PCベースの画像処理と専門知識不要ディープラーニングとの融合/コグネックス㈱/川田 正之
PCベースの画像処理ソフトウェア最新バージョンVisionPro 10の将来性のある刷新と画期的な最新技術を紹介しつつ、アプリケーション開発のしやすさと、ディープラーニングとのさらなる融合による、複数ラインの識別や分類など、検査自動化ソリューションを説明する。
○「いつもと違う」を教えてくれる外観検査AI/㈱Pros Cons/坂田 昌則
近年浸透しつつあるAI画像検査において、データ収集への労力や、調整に高度な専門性を要することが課題として顕在化してきている。この課題に対する技術の潮流、および少量の学習で高精度を実現する弊社独自技術について紹介する。
○『難しい』ことを『簡単』に。オール・イン・ワンの画像処理ツール/㈱リンクス/佐賀 郁哉
プログラミング一切不要、直感的な操作だけで画像処理システムを構築できる、オール・イン・ワンの画像処理ツールMERLICの特徴およびアプリケーションの作成方法を紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑫（最終回）～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
2,200円
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■解説
〔自動車 認識・検出〕
○ニューラルネットワークを用いた路面標識の認識技術/徳島大学/寺田 賢治
車載前方カメラを用いた路面標識認識システムを紹介する。本手法は、時系列画像から得られる路面標識画像からCNNを用いることで、環境変動や日照変動、標識自身のひずみやつぶれの影響を最低限に抑えた上で14種類の道路標示を認識するものである。本手法の有効性を検証するために行ったオンライン及びオフラインの実験により、高精度に路面標識認識できることを示した。
〔外観検査 画像処理〕
○ディープラーニングによるRC柱の損傷度判定/（国研）建築研究所/森田 高市/国土技術政策総合研究所/坂下 雅信
地震後に撮影したRC柱の画像を対象にして、ディープラーニングによる学習を行い、応急危険度判定における評価基準の一つとなるRC柱の損傷度の予測可能性について検討する。
〔インフラ整備 解析・計測
○ステレオカメラを用いた路面性状モニタリングシステム/㈱リコー/伊藤 泉・平井 秀明
全国各地の道路ストック維持管理課題の解決に向けて開発した、路面性状モニタリングシステムについて紹介する。当社独自のステレオカメラを一般車両へ搭載した構成によるシステムの概要と、更なる点検機会拡張を目指した小型撮影装置の開発事例について述べる。
〔外観検査 認識・検出〕
○畳み込みニューラルネットワーク（CNN）･畳み込みオートエンコーダ（CAE）･サポートベクタマシン（SVM）のための設計支援ツールの開発/山口東京理科大学/永田 寅臣/岡山大学/渡辺 桂吾
製造業が抱える目視による品質検査の自動化に関する課題を解決するために、プログラム開発や画像処理の初心者であっても高性能な不良品検出用AIを構築できるようにCNN（Convolutional Neural Network）、SVM（Support VectorMachine）、CAE（Convolutional Auto Encoder）などの設計、訓練および評価を効率的に支援できるアプリケーションの開発を行っているので紹介する。
〔生活支援 解析・計測〕
○表情を読み解くための技術/大阪電気通信大学/小森 政嗣
心理学の領域で開発されたFACS（facial action codingsystem）は、今日顔画像から感情を推定する技術の基礎となっている。FACSの説明および実際の分析事例の紹介を通して感情推定がどのように行われているのかを解説する。
〔生活支援 認識・検出〕
○深層集合マッチングモデルによるファッションコーディネート選択/ZOZO Research/中村 拓磨
ファッションコーディネートの選択を集合マッチング問題として定式化する。集合データの特性である置換不変性や集合同士の相互作用に着目し、これらの性質を利用した推論を深層学習によって実現する。また、実データを用いた実験により提案モデルの有効性を示す。
〔メディカル 3D〕
○深層学習を利用した能動ステレオ法による３次元内視鏡システム/広島市立大学/古川 亮
我々は内視鏡にパターン光源を付加することで、奥行を測定可能なシステムを開発中である。生体組織の表面下散乱やカメラの画質の制約がある状況で、パターン抽出、対応点探索を安定して実行するために、深層学習を利用している。本稿では、そうした取り組みについて紹介する。
〔その他 AR・VR〕
○頭部搭載型プロジェクタを用いたウェアラブル拡張現実感システム/埼玉大学/飯盛 正慶・小室 孝
場所の制約なく使用できるウェアラブル拡張現実感システムを提案する。提案するシステムはプロジェクタとカメラを搭載しており、ユーザーは投影される仮想物体が実空間に固定されているような映像を見ることができる。また、プロジェクタと視点の位置を近づけることで、投影面の形状に依存しない映像投影を可能にしている。
■特集：ロボットビジョン＆ばら積みピッキング 最前線②
○ロボットピッキングにおける高難度問題への取り組み/（国研）産業技術総合研究所/花井 亮・牧原 昂志・堂前 幸康
ロボットによる物体操作、ピッキングは実用的な成果が出始めている一方、未だ研究課題も多い。本稿ではセンシングや操作の繊細さの面で課題が残る対象物に対応できる可能性を持つ萌芽技術として、視触覚による把持物体認識技術と、見えと柔らかさの関係学習に基づく柔軟物操作を紹介する。
○深層学習によるバラ積み食材のピッキング/電気通信大学/工藤 俊亮
バラ積みされた食材のピッキングを行う手法を紹介する。本手法では、どの位置にどのような向きでハンドがアプローチすべきかを深層学習を用いて判断することで、食材のピッキングを実現した。
○「ロボットビジョン」学習に基づくバラ積みからのピッキング/大阪大学/原田 研介/（国研）産業技術総合研究所/堂前 幸康
箱にバラ積みされた対象物をロボットがピッキングする問題に対して、機械学習を用いたアプローチを紹介する。シミュレータを用いて訓練データを獲得したり、部品同士の絡みを考慮したピッキングの事例などを紹介する。
○製造自動化に向けた部品把持のためのビジョン技術/信州大学/山崎 公俊
電化製品組み立てなどの作業で生じる部品の掴み上げを対象に据え、そこで求められるロボットビジョン技術として、部品の検出および姿勢推定、またビジュアルサーボに関する研究事例を紹介する。
○物流におけるBasler Time-of-Flightカメラの活用/Basler AG/Sanna Leinius
被写体と背景の３次元情報を取得する機器として、幅広い用途に活用されているTime-of-Flight（ToF）カメラ。物流業界においても、このような3Dカメラの導入が進んでいるが、貨物のサイズ測定・分類・位置特定などの作業を効率化し、物流全般のコスト削減や自動化を実現するには、耐久性・精度・速度の３拍子が揃ったBasler ToFカメラblazeが最適であるといえる。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑤/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
〔自動車 認識・検出〕
○ニューラルネットワークを用いた路面標識の認識技術/徳島大学/寺田 賢治
車載前方カメラを用いた路面標識認識システムを紹介する。本手法は、時系列画像から得られる路面標識画像からCNNを用いることで、環境変動や日照変動、標識自身のひずみやつぶれの影響を最低限に抑えた上で14種類の道路標示を認識するものである。本手法の有効性を検証するために行ったオンライン及びオフラインの実験により、高精度に路面標識認識できることを示した。
〔外観検査 画像処理〕
○ディープラーニングによるRC柱の損傷度判定/（国研）建築研究所/森田 高市/国土技術政策総合研究所/坂下 雅信
地震後に撮影したRC柱の画像を対象にして、ディープラーニングによる学習を行い、応急危険度判定における評価基準の一つとなるRC柱の損傷度の予測可能性について検討する。
〔インフラ整備 解析・計測
○ステレオカメラを用いた路面性状モニタリングシステム/㈱リコー/伊藤 泉・平井 秀明
全国各地の道路ストック維持管理課題の解決に向けて開発した、路面性状モニタリングシステムについて紹介する。当社独自のステレオカメラを一般車両へ搭載した構成によるシステムの概要と、更なる点検機会拡張を目指した小型撮影装置の開発事例について述べる。
〔外観検査 認識・検出〕
○畳み込みニューラルネットワーク（CNN）･畳み込みオートエンコーダ（CAE）･サポートベクタマシン（SVM）のための設計支援ツールの開発/山口東京理科大学/永田 寅臣/岡山大学/渡辺 桂吾
製造業が抱える目視による品質検査の自動化に関する課題を解決するために、プログラム開発や画像処理の初心者であっても高性能な不良品検出用AIを構築できるようにCNN（Convolutional Neural Network）、SVM（Support VectorMachine）、CAE（Convolutional Auto Encoder）などの設計、訓練および評価を効率的に支援できるアプリケーションの開発を行っているので紹介する。
〔生活支援 解析・計測〕
○表情を読み解くための技術/大阪電気通信大学/小森 政嗣
心理学の領域で開発されたFACS（facial action codingsystem）は、今日顔画像から感情を推定する技術の基礎となっている。FACSの説明および実際の分析事例の紹介を通して感情推定がどのように行われているのかを解説する。
〔生活支援 認識・検出〕
○深層集合マッチングモデルによるファッションコーディネート選択/ZOZO Research/中村 拓磨
ファッションコーディネートの選択を集合マッチング問題として定式化する。集合データの特性である置換不変性や集合同士の相互作用に着目し、これらの性質を利用した推論を深層学習によって実現する。また、実データを用いた実験により提案モデルの有効性を示す。
〔メディカル 3D〕
○深層学習を利用した能動ステレオ法による３次元内視鏡システム/広島市立大学/古川 亮
我々は内視鏡にパターン光源を付加することで、奥行を測定可能なシステムを開発中である。生体組織の表面下散乱やカメラの画質の制約がある状況で、パターン抽出、対応点探索を安定して実行するために、深層学習を利用している。本稿では、そうした取り組みについて紹介する。
〔その他 AR・VR〕
○頭部搭載型プロジェクタを用いたウェアラブル拡張現実感システム/埼玉大学/飯盛 正慶・小室 孝
場所の制約なく使用できるウェアラブル拡張現実感システムを提案する。提案するシステムはプロジェクタとカメラを搭載しており、ユーザーは投影される仮想物体が実空間に固定されているような映像を見ることができる。また、プロジェクタと視点の位置を近づけることで、投影面の形状に依存しない映像投影を可能にしている。
■特集：ロボットビジョン＆ばら積みピッキング 最前線②
○ロボットピッキングにおける高難度問題への取り組み/（国研）産業技術総合研究所/花井 亮・牧原 昂志・堂前 幸康
ロボットによる物体操作、ピッキングは実用的な成果が出始めている一方、未だ研究課題も多い。本稿ではセンシングや操作の繊細さの面で課題が残る対象物に対応できる可能性を持つ萌芽技術として、視触覚による把持物体認識技術と、見えと柔らかさの関係学習に基づく柔軟物操作を紹介する。
○深層学習によるバラ積み食材のピッキング/電気通信大学/工藤 俊亮
バラ積みされた食材のピッキングを行う手法を紹介する。本手法では、どの位置にどのような向きでハンドがアプローチすべきかを深層学習を用いて判断することで、食材のピッキングを実現した。
○「ロボットビジョン」学習に基づくバラ積みからのピッキング/大阪大学/原田 研介/（国研）産業技術総合研究所/堂前 幸康
箱にバラ積みされた対象物をロボットがピッキングする問題に対して、機械学習を用いたアプローチを紹介する。シミュレータを用いて訓練データを獲得したり、部品同士の絡みを考慮したピッキングの事例などを紹介する。
○製造自動化に向けた部品把持のためのビジョン技術/信州大学/山崎 公俊
電化製品組み立てなどの作業で生じる部品の掴み上げを対象に据え、そこで求められるロボットビジョン技術として、部品の検出および姿勢推定、またビジュアルサーボに関する研究事例を紹介する。
○物流におけるBasler Time-of-Flightカメラの活用/Basler AG/Sanna Leinius
被写体と背景の３次元情報を取得する機器として、幅広い用途に活用されているTime-of-Flight（ToF）カメラ。物流業界においても、このような3Dカメラの導入が進んでいるが、貨物のサイズ測定・分類・位置特定などの作業を効率化し、物流全般のコスト削減や自動化を実現するには、耐久性・精度・速度の３拍子が揃ったBasler ToFカメラblazeが最適であるといえる。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド⑤/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
2,200円
―
■解説
〔インフラ整備 AR・VR〕
○街路空間評価におけるCGとVRの適用性 名城大学 中村 一樹
都市計画では、空間デザインはインフラの改変を伴うため、現実空間での社会実験は容易ではなく、仮想空間の活用が期待されている。そこで本稿では、一般的に利用可能なCG とVRのツールについて街路空間評価への適用例を紹介する。
〔生態系調査 解析・計測〕
○カメラや画像処理技術を活かした生態系モニタリング 石川県立大学 上野 裕介
社会やビジネスの世界でも“生物多様性”や“生態系”が無視できないキーワードとなる中、それら生態系のモニタリングに、カメラや画像解析技術がどのように活用され、またどのような新技術が求められているのかについて紹介する。
〔ディスプレイ 3D〕
○テーブル型3Dディスプレイを実現するためのプロジェクタアレイの仮想化/京都橘大学 吉田 俊介
3Dディスプレイ「fVisiOn」では、何もないテーブルの中央に人数を問わず裸眼で全周360°から3Dの再生像を観察できるが、大量のプロジェクタを要することが課題であった。本稿ではこれを解消する、台数を仮想的に増加したプロジェクタアレイを構成する新手法について解説する。
〔基礎研究〕
○超高解像度撮像技術/キヤノン㈱/小川 勝久・森 健太朗
カメラ高解像度化のキーテクノロジーである超高解像度撮像コンポーネント（イメージセンサ、レンズ）を開発、8K カメラの４倍以上の解像度を有する2.5億画素・19Kカメラを試作した。その全容と評価結果を紹介する。
■特集１：ロボットビジョン＆ばら積みピッキング 最前線1
○深層学習を利用した新たなバラ積みピッキングソリューション/㈱安川電機/熊谷 弘
MotoSight AI Pickingは深層学習を利用したバラ積みピッキングソリューションである。本稿では、MotoSight AI Pickingの特長を紹介する。
○ロボットビジョン カメラ最新インターフェース/㈱Cominix/木村 昌弘
ロボットビジョンに求められるインターフェースとして、最新、最速のCoaxPressの現状を解説。最新技術を実装したEuresys（ベルギー）と博衆精工（中国）の特徴の他、ユーザビリティに適した機能を紹介する。
○ピッキング用ロボットビジョンカメラ/㈱マイクロ・テクニカ/原田 恭嗣
当社は海外からも先進的なロボットビジョン用の3Dカメラを輸入、販売することによりその応用範囲を広げてきた。そして2021年から新たにMech-Mind社の3Dカメラ、ソフトウエアの代理店となり、商品ラインアップの拡張とより広い分野へのロボットビジョンの提案を進めていく。本稿では、当社が代理店として取り扱っているロボットビジョン用カメラとそれらの特徴を紹介する。
○ロボットビジョンの可能性を拡げるレーザー縞投影スキャナ/㈱リンクス/江良 和人
近年ニーズが高まる3Dロボットビジョンに最適なカメラとして、リンクスが2018年から取り扱いを始めたPhotoneo社（スロバキア）の3Dカメラ「PhoXi Scanner」を紹介する。
■特集２：色見の検査・照合・判別2
○外観検査のための色彩処理と画像処理の技術/新潟県工業技術総合研究所/阿部 淑人
製造DX推進に向けた取り組みが本格化し、外観検査の自動化もこれまで以上に必要性が高まってきている。深層機械学習の発達により、これまで困難であった官能的判断に近い自動検査の実用化も進みつつある。外観検査では、擦り傷や打痕などの欠陥検出のほかに、色ムラや位置ずれや汚れの検出、あるいは混入の弁別など、撮像した画像から何らかの非定常性を抽出して異常を判断する。本稿では、こらら外観検査の異常検知に適用する色彩処理と画像処理の基本技術について述べる。
○機械学習で価格と精度を両立 現場で使える小型分光測色計/ケイエルブイ㈱/平林 京介
測色を行う現場では、“小型”、“安価”、“簡単”な手法が求められている。工夫されたデバイスと機械学習を用いた校正を組み合わせにより、“小型”、“安価”ながら、“正確” な測色を“簡単”に行える分光測色計「Spectro1 Pro」に関して、機能や精度を紹介する。
○食品選別プロセスを最適化するイメージング技術/Teledyne DALSA/Glen Ahearn/テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
本稿では、食品の品質管理に必要な選別の重要性とカラー画像処理システムの有用性について解説する。そして、そのようなシステムに活用できる、低コストで高いパフォーマンスを誇るTeledyne DALSAのカラーラインカメラやマルチスペクトラルカメラ技術について紹介する。
○基準色との違いを定量化する色・質感検査装置/㈱パパラボ/加藤 誠・小澤 治
多くの業界では、材料や塗装色の技術開発が進む一方でその色検査は目視で行われている。静岡大学の技術から生まれ、人の眼の全色域を捉えることができる２次元色彩計であれば、広い範囲の色データを解析し、質感を含めた色を定量化・判別することが可能である。
○RGB汎用入力機器による高精度色評価技術/㈱プロスパークリエイティブ/木島 明良
RGB汎用入力機器を利用し、絵柄色の違いを数値で表す「色のモノサシ」を実現する色評価エンジンの新技術の紹介と遠隔地間で正確な色のコミュニケーションを実現した『ネット色校正・グランカラー』への活用と、様々な業界での活用の可能性について紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑪（最終回-1）～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
〔インフラ整備 AR・VR〕
○街路空間評価におけるCGとVRの適用性 名城大学 中村 一樹
都市計画では、空間デザインはインフラの改変を伴うため、現実空間での社会実験は容易ではなく、仮想空間の活用が期待されている。そこで本稿では、一般的に利用可能なCG とVRのツールについて街路空間評価への適用例を紹介する。
〔生態系調査 解析・計測〕
○カメラや画像処理技術を活かした生態系モニタリング 石川県立大学 上野 裕介
社会やビジネスの世界でも“生物多様性”や“生態系”が無視できないキーワードとなる中、それら生態系のモニタリングに、カメラや画像解析技術がどのように活用され、またどのような新技術が求められているのかについて紹介する。
〔ディスプレイ 3D〕
○テーブル型3Dディスプレイを実現するためのプロジェクタアレイの仮想化/京都橘大学 吉田 俊介
3Dディスプレイ「fVisiOn」では、何もないテーブルの中央に人数を問わず裸眼で全周360°から3Dの再生像を観察できるが、大量のプロジェクタを要することが課題であった。本稿ではこれを解消する、台数を仮想的に増加したプロジェクタアレイを構成する新手法について解説する。
〔基礎研究〕
○超高解像度撮像技術/キヤノン㈱/小川 勝久・森 健太朗
カメラ高解像度化のキーテクノロジーである超高解像度撮像コンポーネント（イメージセンサ、レンズ）を開発、8K カメラの４倍以上の解像度を有する2.5億画素・19Kカメラを試作した。その全容と評価結果を紹介する。
■特集１：ロボットビジョン＆ばら積みピッキング 最前線1
○深層学習を利用した新たなバラ積みピッキングソリューション/㈱安川電機/熊谷 弘
MotoSight AI Pickingは深層学習を利用したバラ積みピッキングソリューションである。本稿では、MotoSight AI Pickingの特長を紹介する。
○ロボットビジョン カメラ最新インターフェース/㈱Cominix/木村 昌弘
ロボットビジョンに求められるインターフェースとして、最新、最速のCoaxPressの現状を解説。最新技術を実装したEuresys（ベルギー）と博衆精工（中国）の特徴の他、ユーザビリティに適した機能を紹介する。
○ピッキング用ロボットビジョンカメラ/㈱マイクロ・テクニカ/原田 恭嗣
当社は海外からも先進的なロボットビジョン用の3Dカメラを輸入、販売することによりその応用範囲を広げてきた。そして2021年から新たにMech-Mind社の3Dカメラ、ソフトウエアの代理店となり、商品ラインアップの拡張とより広い分野へのロボットビジョンの提案を進めていく。本稿では、当社が代理店として取り扱っているロボットビジョン用カメラとそれらの特徴を紹介する。
○ロボットビジョンの可能性を拡げるレーザー縞投影スキャナ/㈱リンクス/江良 和人
近年ニーズが高まる3Dロボットビジョンに最適なカメラとして、リンクスが2018年から取り扱いを始めたPhotoneo社（スロバキア）の3Dカメラ「PhoXi Scanner」を紹介する。
■特集２：色見の検査・照合・判別2
○外観検査のための色彩処理と画像処理の技術/新潟県工業技術総合研究所/阿部 淑人
製造DX推進に向けた取り組みが本格化し、外観検査の自動化もこれまで以上に必要性が高まってきている。深層機械学習の発達により、これまで困難であった官能的判断に近い自動検査の実用化も進みつつある。外観検査では、擦り傷や打痕などの欠陥検出のほかに、色ムラや位置ずれや汚れの検出、あるいは混入の弁別など、撮像した画像から何らかの非定常性を抽出して異常を判断する。本稿では、こらら外観検査の異常検知に適用する色彩処理と画像処理の基本技術について述べる。
○機械学習で価格と精度を両立 現場で使える小型分光測色計/ケイエルブイ㈱/平林 京介
測色を行う現場では、“小型”、“安価”、“簡単”な手法が求められている。工夫されたデバイスと機械学習を用いた校正を組み合わせにより、“小型”、“安価”ながら、“正確” な測色を“簡単”に行える分光測色計「Spectro1 Pro」に関して、機能や精度を紹介する。
○食品選別プロセスを最適化するイメージング技術/Teledyne DALSA/Glen Ahearn/テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
本稿では、食品の品質管理に必要な選別の重要性とカラー画像処理システムの有用性について解説する。そして、そのようなシステムに活用できる、低コストで高いパフォーマンスを誇るTeledyne DALSAのカラーラインカメラやマルチスペクトラルカメラ技術について紹介する。
○基準色との違いを定量化する色・質感検査装置/㈱パパラボ/加藤 誠・小澤 治
多くの業界では、材料や塗装色の技術開発が進む一方でその色検査は目視で行われている。静岡大学の技術から生まれ、人の眼の全色域を捉えることができる２次元色彩計であれば、広い範囲の色データを解析し、質感を含めた色を定量化・判別することが可能である。
○RGB汎用入力機器による高精度色評価技術/㈱プロスパークリエイティブ/木島 明良
RGB汎用入力機器を利用し、絵柄色の違いを数値で表す「色のモノサシ」を実現する色評価エンジンの新技術の紹介と遠隔地間で正確な色のコミュニケーションを実現した『ネット色校正・グランカラー』への活用と、様々な業界での活用の可能性について紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑪（最終回-1）～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
2,200円
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■解説
〔外観検査 画像処理〕
○多重解像度マップを持つ補集合GANを用いた正常データのみの学習による外観検査法/パナソニック㈱/中塚 俊介/岐阜大学/加藤 邦人
深層学習を用いた自動外観検査では、良品と不良品を分類するために大量の良品と不良品サンプルが必要であるが、実際の外観検査において大量の不良品を確保することは困難である。本研究では良品のみから正常分布とその補集合分布を生成し、多重解像度的に識別する手法を提案する。
〔ロボットビジョン AR・VR〕
○映像機器と力触覚装置の連携により情報を拡張する遠隔操作システム/（地独）神奈川県立産業技術総合研究所 松永 卓也/横浜国立大学/下野 誠通/慶應義塾大学/大西 公平
人間の判断力や技能を要する作業において、マスタ・スレーブ型遠隔操作ロボットによる人間支援が期待されている。本稿では、映像機器で提示される視覚情報とバイラテラル制御で伝達される力触覚情報の連携による情報拡張により操作者を支援する遠隔操作システムについて紹介する。
〔非破壊検査 認識・検出〕
○非破壊検査のDX/東亜非破壊検査㈱/山本 駿介・芳賀 勝己・花田 和彦/摂南大学/塚田 義典
当社では、社会の安全・安心を支える100年企業を目指し、産学連携の研究体制のもと、AIやIoTを活用した「非破壊検査のDX」を推進している。これまでに、自動検査機器の開発や顧客ニーズに即応した検査手法の研究開発等で着実な成果を得てきた。近年では、技術革新の顕著な画像認識AIを用いた非定型作業の高精度化及び効率化に注力している。本稿では、放射線透過試験（RT）と渦電流探傷試験（ET）へのAI適用の試みを中心に、当社で研究開発中の非破壊検査システムについて紹介する。
〔解析・計測 メディカル〕
○内視鏡手術トレーニングのための手術器具と臓器の術中インタラクションの画像解析/大阪大学/西川 敦/信州大学/岩本 憲泰/大阪工業大学/河合 俊和/中央大学/鈴木 寿/立川病院 片井 均
内視鏡手術において、カウンタートラクションと呼ばれる手術器具で臓器を牽引し組織に緊張をかける手技がある。本稿では、画像合成と画像処理に基づいて手術器具で臓器を牽引する際の器具先端荷重を推定するシステムについて概説する。
〔教育 解析・計測〕
○機械学習を用いた「子どもの育ち」の可視化/玉川大学/宮田 真宏・山田 徹志・大森 隆司
従来の機械学習では、映像から直接「子どもの育ち」を可視化することは困難であった。この問題に対して我々は、映像中の子どもの位置・向き情報に着目し、これに対して機械学習を適用し関心特性を推定することで、人手による推定結果と同様の傾向を示す結果を得た。
〔農林水産業支援 解析・計測〕
○立体フレームを用いたステレオカメラの自動的なキャリブレーションと画像認識技術を応用した魚体計測/北海道大学/米山 和良・古田 直哉
ステレオ画像上の立体構造物に付した特徴点をOCRで自動的に認識し、ステレオマッチングすることで、立体構造物を用いたカメラキャリブレーションの自動化を図った。深層学習による画像認識技術の適用で水槽を遊泳するキンギョの魚体計測の自動化を実現した。
■特集：色味の検査・照合・判別
○見たとおり（測色的）に色を再現する画像システムとその標準化/静岡大学/久武 雄三・鈴木 均・小澤 治・下平 美文
実物と同じ色に見える映像出力、つまり測色的に色を再現する高忠実度色再現システム、その測定正確度の計測方法、それらの標準化について述べる。このスシテムは、工場の品質検査、医療分野や電子商取引などの忠実な色再現が必要な分野での活用が期待される。
○最先端のディスプレイ技術を支える小型・高精度 色彩輝度計/㈱ティー・イー・エム/眞喜屋 明
ディスプレイ業界では近年、有機ELを使用したディスプレイが存在感を増している。有機ELディスプレイは黒をより黒く表示され、これによりコントラスト比の高い鮮明な映像を表現できるが、そのディスプレイの開発・製造には、光や色の再現性が評価できる優れた色彩輝度計が必要不可欠だ。Admesy社のHyperionと新シリーズのPrometheusを比較してその優位性を紹介する。
○インラインでの測色に適したカラーラインスキャンカメラ/㈱リンクス/富田 康幸
当社では、2017年10月からChromasens社の製品の取り扱いを開始した。同社が提供する製品のベースとなるのが、カラーラインセンサ「allPIXA」シリーズである。本稿では、様々な市場のニーズから新たに開発したカメラ「ChromaPIXA」が、いかにインラインでの測色に適したカメラかを紹介する。
○測色計を使ったCG用マテリアル・データの作成と色管理/エックスライト社/福原 宏之
CGのクオリティを左右するマテリアル・データ、色を数値化する測色機を使って作成する方法、またカラーマネージメントへの応用について解説する。
■話題の製品と技術
○ローコスト高機能GigEラインスキャンカメラ/㈱エーディーエステック/前嶋 素生
ラインスキャンカメラの特徴や代表的なアプリケーションについて紹介した後、Teledyne DALSAより新たにリリースされた高機能でコストパフォーマンスに優れたGigEラインスキャンカメラ、Linea Liteを例に、最新の機能や特徴を紹介する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド4/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
■製品ガイド：最新！ハイパースペクトルカメラ・マルチスペクトルカメラ
㈱アイ・アール・システム/㈱アド・サイエンス/㈱アバールデータ/㈱アプロリンク/㈱アルゴ/英弘精機㈱/ケイエルブイ㈱/デルフトハイテック㈱/㈱東京インスツルメンツ/㈱ビュープラス/フォトテクニカ㈱/㈱リンクス
〔外観検査 画像処理〕
○多重解像度マップを持つ補集合GANを用いた正常データのみの学習による外観検査法/パナソニック㈱/中塚 俊介/岐阜大学/加藤 邦人
深層学習を用いた自動外観検査では、良品と不良品を分類するために大量の良品と不良品サンプルが必要であるが、実際の外観検査において大量の不良品を確保することは困難である。本研究では良品のみから正常分布とその補集合分布を生成し、多重解像度的に識別する手法を提案する。
〔ロボットビジョン AR・VR〕
○映像機器と力触覚装置の連携により情報を拡張する遠隔操作システム/（地独）神奈川県立産業技術総合研究所 松永 卓也/横浜国立大学/下野 誠通/慶應義塾大学/大西 公平
人間の判断力や技能を要する作業において、マスタ・スレーブ型遠隔操作ロボットによる人間支援が期待されている。本稿では、映像機器で提示される視覚情報とバイラテラル制御で伝達される力触覚情報の連携による情報拡張により操作者を支援する遠隔操作システムについて紹介する。
〔非破壊検査 認識・検出〕
○非破壊検査のDX/東亜非破壊検査㈱/山本 駿介・芳賀 勝己・花田 和彦/摂南大学/塚田 義典
当社では、社会の安全・安心を支える100年企業を目指し、産学連携の研究体制のもと、AIやIoTを活用した「非破壊検査のDX」を推進している。これまでに、自動検査機器の開発や顧客ニーズに即応した検査手法の研究開発等で着実な成果を得てきた。近年では、技術革新の顕著な画像認識AIを用いた非定型作業の高精度化及び効率化に注力している。本稿では、放射線透過試験（RT）と渦電流探傷試験（ET）へのAI適用の試みを中心に、当社で研究開発中の非破壊検査システムについて紹介する。
〔解析・計測 メディカル〕
○内視鏡手術トレーニングのための手術器具と臓器の術中インタラクションの画像解析/大阪大学/西川 敦/信州大学/岩本 憲泰/大阪工業大学/河合 俊和/中央大学/鈴木 寿/立川病院 片井 均
内視鏡手術において、カウンタートラクションと呼ばれる手術器具で臓器を牽引し組織に緊張をかける手技がある。本稿では、画像合成と画像処理に基づいて手術器具で臓器を牽引する際の器具先端荷重を推定するシステムについて概説する。
〔教育 解析・計測〕
○機械学習を用いた「子どもの育ち」の可視化/玉川大学/宮田 真宏・山田 徹志・大森 隆司
従来の機械学習では、映像から直接「子どもの育ち」を可視化することは困難であった。この問題に対して我々は、映像中の子どもの位置・向き情報に着目し、これに対して機械学習を適用し関心特性を推定することで、人手による推定結果と同様の傾向を示す結果を得た。
〔農林水産業支援 解析・計測〕
○立体フレームを用いたステレオカメラの自動的なキャリブレーションと画像認識技術を応用した魚体計測/北海道大学/米山 和良・古田 直哉
ステレオ画像上の立体構造物に付した特徴点をOCRで自動的に認識し、ステレオマッチングすることで、立体構造物を用いたカメラキャリブレーションの自動化を図った。深層学習による画像認識技術の適用で水槽を遊泳するキンギョの魚体計測の自動化を実現した。
■特集：色味の検査・照合・判別
○見たとおり（測色的）に色を再現する画像システムとその標準化/静岡大学/久武 雄三・鈴木 均・小澤 治・下平 美文
実物と同じ色に見える映像出力、つまり測色的に色を再現する高忠実度色再現システム、その測定正確度の計測方法、それらの標準化について述べる。このスシテムは、工場の品質検査、医療分野や電子商取引などの忠実な色再現が必要な分野での活用が期待される。
○最先端のディスプレイ技術を支える小型・高精度 色彩輝度計/㈱ティー・イー・エム/眞喜屋 明
ディスプレイ業界では近年、有機ELを使用したディスプレイが存在感を増している。有機ELディスプレイは黒をより黒く表示され、これによりコントラスト比の高い鮮明な映像を表現できるが、そのディスプレイの開発・製造には、光や色の再現性が評価できる優れた色彩輝度計が必要不可欠だ。Admesy社のHyperionと新シリーズのPrometheusを比較してその優位性を紹介する。
○インラインでの測色に適したカラーラインスキャンカメラ/㈱リンクス/富田 康幸
当社では、2017年10月からChromasens社の製品の取り扱いを開始した。同社が提供する製品のベースとなるのが、カラーラインセンサ「allPIXA」シリーズである。本稿では、様々な市場のニーズから新たに開発したカメラ「ChromaPIXA」が、いかにインラインでの測色に適したカメラかを紹介する。
○測色計を使ったCG用マテリアル・データの作成と色管理/エックスライト社/福原 宏之
CGのクオリティを左右するマテリアル・データ、色を数値化する測色機を使って作成する方法、またカラーマネージメントへの応用について解説する。
■話題の製品と技術
○ローコスト高機能GigEラインスキャンカメラ/㈱エーディーエステック/前嶋 素生
ラインスキャンカメラの特徴や代表的なアプリケーションについて紹介した後、Teledyne DALSAより新たにリリースされた高機能でコストパフォーマンスに優れたGigEラインスキャンカメラ、Linea Liteを例に、最新の機能や特徴を紹介する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド4/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
ユーザーのアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
■製品ガイド：最新！ハイパースペクトルカメラ・マルチスペクトルカメラ
㈱アイ・アール・システム/㈱アド・サイエンス/㈱アバールデータ/㈱アプロリンク/㈱アルゴ/英弘精機㈱/ケイエルブイ㈱/デルフトハイテック㈱/㈱東京インスツルメンツ/㈱ビュープラス/フォトテクニカ㈱/㈱リンクス
2,200円
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■解説
〔ロボットビジョン 認識・検出〕
○物体認識と視線解析に基づく視覚的顕著性推定 慶應義塾大学/石川 智貴・矢向 高弘
画像中の人間の視覚的注意を予測することは顕著性予測と呼ばれ、神経科学やコンピュータビジョンの分野で活発に行われている研究領域である。本稿では、個人の視線運動の個性を考慮した顕著性予測手法を紹介する。実験を通じて、推定した顕著性マップに被験者毎の個性が反映されていることを定性的かつ定量的に確認している。
〔インフラ整備 認識・検出〕
○顔認証技術をめぐる法的規制の現状と課題 杏林大学/尾崎 愛美
顔認証技術は、商業目的のみならず、公的な場面でも幅広く利用されている。本稿では、米国やEUの立法状況を参考に、わが国において顔認証技術の適正な利用を進めるにあたって必要となると思われる視点やフレームワークのあり方について検討する。
〔セキュリティ 認識・検出〕
○単一画像による歩容認証/大阪大学/槇原 靖・徐 遅・李 想・八木 康史/南京理工大学/Jianfeng Lu
たった１枚の歩行画像から１歩行周期（左右計２歩分）の歩行映像を復元する深層学習モデルを設計し、単一画像による歩容認証を実現。
〔3D エンタテインメント〕
○再帰透過光学系を用いた広視域な立体空中像提示手法 電気通信大学/橋本 直己
近年、空中像の研究が盛んに行われ、再帰透過光学系による簡易な空中像の多様な応用が期待される一方で、提示される像の立体感や視域が十分に実現されていない。そこで本稿では、複数の立体ディスプレイと対称ミラーを用いて、広視野角な立体空中像を提示する手法について解説する。
■特集１：自動車衝突試験と画像解析技術 各社の取り組み
○自動車アセスメントにおける衝突試験について/（独）自動車事故対策機構（NASVA）/佐藤 健二
国土交通省と（独）自動車事故対策機構が実施している自動車アセスメントでの衝突試験の概要を紹介する。乗員保護性能を評価する４試験、歩行者保護性能を評価する２試験の概要等を説明する。また、今後の衝突試験の見直し予定について触れる。
○Vision Research社ハイスピードカメラによる自動車衝突試験とCoaXPressカメラによる長時間映像記録の実現/AIC-VISION㈱/吉川 茂男
Vision Research社製Phantomブランドのハイスピードカメラの、車両衝突実験における実績と新たにCoaxPressインタフェースの採用で、高速伝送が実現したことによる、インフラ検査、マシンビジョン用途に活用できるストリーミングカメラを使った長時間映像記録システムを提案する。
○衝突試験における新画像解析手法の提案/㈱ナックイメージテクノロジー/小林 昭博・小室 敦
当社はハイスピードカメラメーカーとして、長年に渡り衝突試験分野に対してシステム提案を行い数多くの実績を有している。最新の衝突試験分野への取り組みとして、衝突時の乗員の動き計測・エアバッグ解析・3D歪み解析・衝突試験装置を紹介する。
○ハイスピードイメージングソリューションの紹介/㈱フォトロン/内野 真喜
自動車開発現場では、ハイスピードカメラでの観察およびその画像を使った画像解析が必要不可欠である。近年、複雑・高度化する開発環境の中で、より高精度で、より効率的な計測ができるシステムが求められており、撮影速度や解像度といった基本的な撮影性能の充実に加え、より使いやすい機能や試験効率が上がる機能がハイスピードカメラにも加わっている。本稿では、多様な撮影システムの概要を紹介する。
■特集２：赤外イメージングの進化とアプリケーション2
○遠赤外線カメラとAI画像解析を用いた接触災害防止システム/戸田建設㈱/本木 章平
建設現場の安全性向上を目的として、夜間や粉塵が多く薄暗いトンネル坑内環境下などの建設現場特有の環境下において、高精度かつ遠距離の人物検出が可能な「遠赤外線カメラとAI画像解析を用いた接触災害防止システム」を開発した。
○量産市場アプリケーション向けCMOS長波赤外線（LWIR）カメラモジュール/㈱アプロリンク/矢向 博
本稿では、MERIDIAN InnovationのCMOS互換熱センサーアレイであるSenXor.技術をもとに作られたMI0801 CMOS LWIRカメラモジュールについて解説する。
○CQDセンサー搭載の短波長近赤外線（SWIR）カメラ/㈱アルゴ/中山 達哉
SWIR Vision Systems社によりInGaAsセンサーに変わるSWIR用のセンサーとしてCQD（コロイド量子ドット）を利用したSWIRセンサー、カメラが開発された。量子効率はInGaAsセンサーに劣るものの、少しずつマシンビジョンにも使われ始めている。高解像度化、低価格化が期待できるCQDを利用したカメラについて紹介する。
○非冷却型サーモグラフィによるガス漏れ検知/フリアーシステムズジャパン㈱/植村 英幸
Teledyne FLIR社では、ガス検知用赤外線カメラとして、GF（Gas Finder）シリーズという製品にて長年冷却型サーモグラフィを市場に供給してきた。現在では非冷却型サーモグラフィにおいても製品供給している。本稿では、非冷却型サーモグラフィでのガス漏れ検知についてその特徴等について紹介する。
○遠赤外線カメラによる異常温度監視システムの導入事例/㈱エーディーエステック/白井 玲斗
昨今、遠赤外線サーモグラフィカメラを用いた異常温度監視システムの需要が、今まで以上に増してきており、その一つとして、バイオマス発電所での活用も増加傾向にある。本稿では、バイオマス発電所での実際の導入事例を、システムの特徴やメリットと共に紹介する。
■話題の製品と技術
○高速、高解像度でのリアルタイム計測を実現！/IDTジャパン㈱/山口 明博
高速撮影、高解像度、長時間記録を同時に実現した米国IDT社の超小型ハイスピードストリーミングカメラを紹介する。マシンビジョン検査に対応したリアルタイムでの入力や製造ラインでの監視等広い応用を可能としている。
○マシンビジョンが実現するリチウムイオン電池の未来/Teledyne DALSA/Christian Loeb/テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
急激に需要が高まっているリチウムイオン電池。その製造工程において、品質保証や効率化を合理的に進めるため、ラインスキャンカメラや機械学習などで構成されるマシンビジョンシステムの重要な役割について述べる。
〔ロボットビジョン 認識・検出〕
○物体認識と視線解析に基づく視覚的顕著性推定 慶應義塾大学/石川 智貴・矢向 高弘
画像中の人間の視覚的注意を予測することは顕著性予測と呼ばれ、神経科学やコンピュータビジョンの分野で活発に行われている研究領域である。本稿では、個人の視線運動の個性を考慮した顕著性予測手法を紹介する。実験を通じて、推定した顕著性マップに被験者毎の個性が反映されていることを定性的かつ定量的に確認している。
〔インフラ整備 認識・検出〕
○顔認証技術をめぐる法的規制の現状と課題 杏林大学/尾崎 愛美
顔認証技術は、商業目的のみならず、公的な場面でも幅広く利用されている。本稿では、米国やEUの立法状況を参考に、わが国において顔認証技術の適正な利用を進めるにあたって必要となると思われる視点やフレームワークのあり方について検討する。
〔セキュリティ 認識・検出〕
○単一画像による歩容認証/大阪大学/槇原 靖・徐 遅・李 想・八木 康史/南京理工大学/Jianfeng Lu
たった１枚の歩行画像から１歩行周期（左右計２歩分）の歩行映像を復元する深層学習モデルを設計し、単一画像による歩容認証を実現。
〔3D エンタテインメント〕
○再帰透過光学系を用いた広視域な立体空中像提示手法 電気通信大学/橋本 直己
近年、空中像の研究が盛んに行われ、再帰透過光学系による簡易な空中像の多様な応用が期待される一方で、提示される像の立体感や視域が十分に実現されていない。そこで本稿では、複数の立体ディスプレイと対称ミラーを用いて、広視野角な立体空中像を提示する手法について解説する。
■特集１：自動車衝突試験と画像解析技術 各社の取り組み
○自動車アセスメントにおける衝突試験について/（独）自動車事故対策機構（NASVA）/佐藤 健二
国土交通省と（独）自動車事故対策機構が実施している自動車アセスメントでの衝突試験の概要を紹介する。乗員保護性能を評価する４試験、歩行者保護性能を評価する２試験の概要等を説明する。また、今後の衝突試験の見直し予定について触れる。
○Vision Research社ハイスピードカメラによる自動車衝突試験とCoaXPressカメラによる長時間映像記録の実現/AIC-VISION㈱/吉川 茂男
Vision Research社製Phantomブランドのハイスピードカメラの、車両衝突実験における実績と新たにCoaxPressインタフェースの採用で、高速伝送が実現したことによる、インフラ検査、マシンビジョン用途に活用できるストリーミングカメラを使った長時間映像記録システムを提案する。
○衝突試験における新画像解析手法の提案/㈱ナックイメージテクノロジー/小林 昭博・小室 敦
当社はハイスピードカメラメーカーとして、長年に渡り衝突試験分野に対してシステム提案を行い数多くの実績を有している。最新の衝突試験分野への取り組みとして、衝突時の乗員の動き計測・エアバッグ解析・3D歪み解析・衝突試験装置を紹介する。
○ハイスピードイメージングソリューションの紹介/㈱フォトロン/内野 真喜
自動車開発現場では、ハイスピードカメラでの観察およびその画像を使った画像解析が必要不可欠である。近年、複雑・高度化する開発環境の中で、より高精度で、より効率的な計測ができるシステムが求められており、撮影速度や解像度といった基本的な撮影性能の充実に加え、より使いやすい機能や試験効率が上がる機能がハイスピードカメラにも加わっている。本稿では、多様な撮影システムの概要を紹介する。
■特集２：赤外イメージングの進化とアプリケーション2
○遠赤外線カメラとAI画像解析を用いた接触災害防止システム/戸田建設㈱/本木 章平
建設現場の安全性向上を目的として、夜間や粉塵が多く薄暗いトンネル坑内環境下などの建設現場特有の環境下において、高精度かつ遠距離の人物検出が可能な「遠赤外線カメラとAI画像解析を用いた接触災害防止システム」を開発した。
○量産市場アプリケーション向けCMOS長波赤外線（LWIR）カメラモジュール/㈱アプロリンク/矢向 博
本稿では、MERIDIAN InnovationのCMOS互換熱センサーアレイであるSenXor.技術をもとに作られたMI0801 CMOS LWIRカメラモジュールについて解説する。
○CQDセンサー搭載の短波長近赤外線（SWIR）カメラ/㈱アルゴ/中山 達哉
SWIR Vision Systems社によりInGaAsセンサーに変わるSWIR用のセンサーとしてCQD（コロイド量子ドット）を利用したSWIRセンサー、カメラが開発された。量子効率はInGaAsセンサーに劣るものの、少しずつマシンビジョンにも使われ始めている。高解像度化、低価格化が期待できるCQDを利用したカメラについて紹介する。
○非冷却型サーモグラフィによるガス漏れ検知/フリアーシステムズジャパン㈱/植村 英幸
Teledyne FLIR社では、ガス検知用赤外線カメラとして、GF（Gas Finder）シリーズという製品にて長年冷却型サーモグラフィを市場に供給してきた。現在では非冷却型サーモグラフィにおいても製品供給している。本稿では、非冷却型サーモグラフィでのガス漏れ検知についてその特徴等について紹介する。
○遠赤外線カメラによる異常温度監視システムの導入事例/㈱エーディーエステック/白井 玲斗
昨今、遠赤外線サーモグラフィカメラを用いた異常温度監視システムの需要が、今まで以上に増してきており、その一つとして、バイオマス発電所での活用も増加傾向にある。本稿では、バイオマス発電所での実際の導入事例を、システムの特徴やメリットと共に紹介する。
■話題の製品と技術
○高速、高解像度でのリアルタイム計測を実現！/IDTジャパン㈱/山口 明博
高速撮影、高解像度、長時間記録を同時に実現した米国IDT社の超小型ハイスピードストリーミングカメラを紹介する。マシンビジョン検査に対応したリアルタイムでの入力や製造ラインでの監視等広い応用を可能としている。
○マシンビジョンが実現するリチウムイオン電池の未来/Teledyne DALSA/Christian Loeb/テレダイン・ジャパン㈱/岩田 隆之
急激に需要が高まっているリチウムイオン電池。その製造工程において、品質保証や効率化を合理的に進めるため、ラインスキャンカメラや機械学習などで構成されるマシンビジョンシステムの重要な役割について述べる。
2,200円
―
■解説
〔ロボットビジョン 画像処理〕
○メタ学習を用いた単一画像の写り込み除去/九州工業大学/石山 信・陸 慧敏
写真や動画を撮影する際、窓・ガラス等からの反射による写り込み原因と対策、単一画像を用いた写り込み除去技術について解説する。
〔その他 実装技術〕
○Verilog HDLによるカメラ信号からの畳み込み層処理の設計とレイテンシー時間/高知工科大学/星野 孝総
畳み込みニューラルネットワーク（CNN）は、人工知能を支える重要な技術あり、様々な分野に応用され始めている。本解説では、そのアプローチの一つとして使用されるFPGAに焦点を当て、FPGAデバイスを使用したカメラ信号同期CNNについて説明する。
〔生活支援 インターフェース〕
○遠隔操作型移動ロボット用の簡易な奥行き認知手法/国立障害者リハビリテーションセンター研究所/河村 拓実
新たに提案したターゲット位置と自己位置との奥行き位置関係の認知難易度を低下させる認知インターフェースの概要を述べる。簡易な構成のインターフェースは、遠隔操作型移動ロボットのユーザビリティおよび感性的品質の課題の解消に寄与し得る。
〔放送・通信 画像処理〕
○擬似的不規則画素配置を用いた超解像処理とその評価 金沢大学/秋田 純一/熊本大学/戸田 真志
ニューラルネットワークを用いる学習型の超解像処理（SRCNN）に対して、著者らが提案している画素内のサンプリング点の位置を擬似的に不規則とすることで等価的な空間サンプリング周波数を高める手法を適用する方法とその画質改善効果について述べる。
〔FA 認識・検出〕
○製造物一つ一つを識別する物体指紋認証技術とその応用展開/㈱GAZIRU/高橋 徹/NECデータサイエンス研究所/石山 塁
人工物の個体差をカメラで捉え、画像認識によって個々を見分ける物体指紋認証技術について概説する。人工物表面の微細な紋様（物体指紋）の撮像方式やその画像照合手法について述べるとともに、製造業、流通業への応用事例や取り組みを紹介する。
〔教育 認識・検出〕
○会場外オンライン試験における不正行為対策と画像処理技術 成蹊大学/小方 博之
COVID-19感染流行によって自宅等の会場外で行うオンライン試験が注目されている。筆者らは十年来会場外オンライン試験における不正行為対策の研究を行ってきた。本稿では、その中で画像分野に関係したものをいくつか紹介する。
■特集１：赤外イメージングの進化とアプリケーション1
○赤外線カメラによる排水管漏水検知に対する機械学習の適用/東京都市大学/白旗 弘実・加藤 健太・中村 匠吾
構造物の維持管理として腐食対策が重要であるが、腐食を防ぐには適切な排水が重要である。赤外線カメラ画像を利用して排水管の漏水を機械学習により検出した。ランダムフォレストおよび畳み込みニューラルネットワークを適用し、F値0.80を上回る結果が得られた。
○近赤外線カメラを使った「火炎検出システム」への応用/㈱アートレイ/小森 活美
非破壊検査などのニーズやあらゆる波長域に対応するカメラを製品化してきたアートレイが開発、販売を行っている近赤外線カメラを応用した火炎検出カメラシステムの紹介と近赤外線カメラのラインナップ紹介。
○Xenics社製 近赤外エリアスキャンカメラとそのアプリケーション/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔
Xenics社の最新の近赤外エリアスキャンカメラXevaシリーズおよびCheetahの性能とVis-NIRモデルの原理を解説し、アプリケーション例として半導体検査を紹介する。
○新たなInGaAsイメージセンサーの登場による近赤外線カメラ市場の動向と当社のソリューション提案/㈱アバールデータ/小倉 孝広
ソニー製InGaAsイメージセンサーの登場により、近赤外線カメラ市場のさらなる拡大が期待できることから、当社の取り組みを交えたソリューション提案を紹介する。
■特集２：スマートカメラ・インテリジェントカメラ/各社の取り組み2
○人工認知技術が拡げるスモールモビリティの世界/ITD Lab㈱/紫垣 卓男
ステレオカメラ＋AI＋SLAMのパッケージで構築した３次元空間認知システムが、現在のスモールモビリティ分野が直面している課題の多くを解決することを紹介。更に、このパッケージの入り口となるステレオカメラに要求される幾つかの技術要件についても詳しく紹介する。
○目視検査を簡単に自動化！AIプロセッサ搭載産業用スマートカメラ/HMS㈱
これまで自動化やシステム化が困難とされてきた、人が行う作業、巡視点検や目視による外観検査など、視認と認識への対応として、高精度な画像センシングと飛躍的向上を見せるAI技術により、デジタルトランスフォーメーション（DX）化に拍車がかけられている。本稿では、そうした様々な用途目的に対し、画像センシングとAI技術を簡単に利用できる新世代プラットフォームとなる、AIプロセッサ搭載の産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY（シングレイ）」を紹介する。
○多様化する画像検査ニーズに柔軟に対応可能なスマートカメラ/オムロン㈱/梅沢 誠・柴田 侑・山岡 修一・山内 佑二
カメラと照明、画像処理機能を一体化した高速外観検査用途のスマートカメラ「FHV7」シリーズ、および簡易判別検査用途のスマートカメラ「F430-F/F420-F」シリーズのそれぞれの特徴について、代表的なアプリケーション例を交えて紹介する。
○画像センシングにおける外乱光課題への対応/㈱シキノハイテック/田中 健次
画像センシングにおける外乱光への課題（白飛び・黒潰れ）などへの対応として当社独自の露光制御技術（ASS）を開発した。ASSは時分割に複数の露光制御を同時実行可能としたものでありASSを中心に画像センシングに対する当社取り組みを紹介する。
○顔認証インテリジェントカメラの展望/㈱データスコープ
当社は、顔認証AI技術を搭載したカメラ～顔認証インテリジェントカメラ～を販売するとともに、外部機器・システムとの連携ソリューションを提供している。この記事では、その特長と事例を紹介する。
■話題の製品と技術
○2D/3Dアプリケーションの成長を加速する高量子効率イメージセンサープラットフォーム/ams Osram/Peter Vandersteegen
MIRAは、ams Osramが新たに開発した高量子効率イメージセンサープラットフォームであり、940nmの近赤外線領域においても36 ～ 40％の量子効率を実現している。必要とされる解像度を最小のフットプリントで実現すると同時に、電力効率にも優れた光モジュールの構築を可能にする。本稿では、最先端CMOSイメージセンサの技術動向が、どのようにしてMIRAプラットフォームの開発を可能にしたのかを説明する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド③/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
お客様のアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
〔ロボットビジョン 画像処理〕
○メタ学習を用いた単一画像の写り込み除去/九州工業大学/石山 信・陸 慧敏
写真や動画を撮影する際、窓・ガラス等からの反射による写り込み原因と対策、単一画像を用いた写り込み除去技術について解説する。
〔その他 実装技術〕
○Verilog HDLによるカメラ信号からの畳み込み層処理の設計とレイテンシー時間/高知工科大学/星野 孝総
畳み込みニューラルネットワーク（CNN）は、人工知能を支える重要な技術あり、様々な分野に応用され始めている。本解説では、そのアプローチの一つとして使用されるFPGAに焦点を当て、FPGAデバイスを使用したカメラ信号同期CNNについて説明する。
〔生活支援 インターフェース〕
○遠隔操作型移動ロボット用の簡易な奥行き認知手法/国立障害者リハビリテーションセンター研究所/河村 拓実
新たに提案したターゲット位置と自己位置との奥行き位置関係の認知難易度を低下させる認知インターフェースの概要を述べる。簡易な構成のインターフェースは、遠隔操作型移動ロボットのユーザビリティおよび感性的品質の課題の解消に寄与し得る。
〔放送・通信 画像処理〕
○擬似的不規則画素配置を用いた超解像処理とその評価 金沢大学/秋田 純一/熊本大学/戸田 真志
ニューラルネットワークを用いる学習型の超解像処理（SRCNN）に対して、著者らが提案している画素内のサンプリング点の位置を擬似的に不規則とすることで等価的な空間サンプリング周波数を高める手法を適用する方法とその画質改善効果について述べる。
〔FA 認識・検出〕
○製造物一つ一つを識別する物体指紋認証技術とその応用展開/㈱GAZIRU/高橋 徹/NECデータサイエンス研究所/石山 塁
人工物の個体差をカメラで捉え、画像認識によって個々を見分ける物体指紋認証技術について概説する。人工物表面の微細な紋様（物体指紋）の撮像方式やその画像照合手法について述べるとともに、製造業、流通業への応用事例や取り組みを紹介する。
〔教育 認識・検出〕
○会場外オンライン試験における不正行為対策と画像処理技術 成蹊大学/小方 博之
COVID-19感染流行によって自宅等の会場外で行うオンライン試験が注目されている。筆者らは十年来会場外オンライン試験における不正行為対策の研究を行ってきた。本稿では、その中で画像分野に関係したものをいくつか紹介する。
■特集１：赤外イメージングの進化とアプリケーション1
○赤外線カメラによる排水管漏水検知に対する機械学習の適用/東京都市大学/白旗 弘実・加藤 健太・中村 匠吾
構造物の維持管理として腐食対策が重要であるが、腐食を防ぐには適切な排水が重要である。赤外線カメラ画像を利用して排水管の漏水を機械学習により検出した。ランダムフォレストおよび畳み込みニューラルネットワークを適用し、F値0.80を上回る結果が得られた。
○近赤外線カメラを使った「火炎検出システム」への応用/㈱アートレイ/小森 活美
非破壊検査などのニーズやあらゆる波長域に対応するカメラを製品化してきたアートレイが開発、販売を行っている近赤外線カメラを応用した火炎検出カメラシステムの紹介と近赤外線カメラのラインナップ紹介。
○Xenics社製 近赤外エリアスキャンカメラとそのアプリケーション/㈱アド・サイエンス/岸 祐輔
Xenics社の最新の近赤外エリアスキャンカメラXevaシリーズおよびCheetahの性能とVis-NIRモデルの原理を解説し、アプリケーション例として半導体検査を紹介する。
○新たなInGaAsイメージセンサーの登場による近赤外線カメラ市場の動向と当社のソリューション提案/㈱アバールデータ/小倉 孝広
ソニー製InGaAsイメージセンサーの登場により、近赤外線カメラ市場のさらなる拡大が期待できることから、当社の取り組みを交えたソリューション提案を紹介する。
■特集２：スマートカメラ・インテリジェントカメラ/各社の取り組み2
○人工認知技術が拡げるスモールモビリティの世界/ITD Lab㈱/紫垣 卓男
ステレオカメラ＋AI＋SLAMのパッケージで構築した３次元空間認知システムが、現在のスモールモビリティ分野が直面している課題の多くを解決することを紹介。更に、このパッケージの入り口となるステレオカメラに要求される幾つかの技術要件についても詳しく紹介する。
○目視検査を簡単に自動化！AIプロセッサ搭載産業用スマートカメラ/HMS㈱
これまで自動化やシステム化が困難とされてきた、人が行う作業、巡視点検や目視による外観検査など、視認と認識への対応として、高精度な画像センシングと飛躍的向上を見せるAI技術により、デジタルトランスフォーメーション（DX）化に拍車がかけられている。本稿では、そうした様々な用途目的に対し、画像センシングとAI技術を簡単に利用できる新世代プラットフォームとなる、AIプロセッサ搭載の産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY（シングレイ）」を紹介する。
○多様化する画像検査ニーズに柔軟に対応可能なスマートカメラ/オムロン㈱/梅沢 誠・柴田 侑・山岡 修一・山内 佑二
カメラと照明、画像処理機能を一体化した高速外観検査用途のスマートカメラ「FHV7」シリーズ、および簡易判別検査用途のスマートカメラ「F430-F/F420-F」シリーズのそれぞれの特徴について、代表的なアプリケーション例を交えて紹介する。
○画像センシングにおける外乱光課題への対応/㈱シキノハイテック/田中 健次
画像センシングにおける外乱光への課題（白飛び・黒潰れ）などへの対応として当社独自の露光制御技術（ASS）を開発した。ASSは時分割に複数の露光制御を同時実行可能としたものでありASSを中心に画像センシングに対する当社取り組みを紹介する。
○顔認証インテリジェントカメラの展望/㈱データスコープ
当社は、顔認証AI技術を搭載したカメラ～顔認証インテリジェントカメラ～を販売するとともに、外部機器・システムとの連携ソリューションを提供している。この記事では、その特長と事例を紹介する。
■話題の製品と技術
○2D/3Dアプリケーションの成長を加速する高量子効率イメージセンサープラットフォーム/ams Osram/Peter Vandersteegen
MIRAは、ams Osramが新たに開発した高量子効率イメージセンサープラットフォームであり、940nmの近赤外線領域においても36 ～ 40％の量子効率を実現している。必要とされる解像度を最小のフットプリントで実現すると同時に、電力効率にも優れた光モジュールの構築を可能にする。本稿では、最先端CMOSイメージセンサの技術動向が、どのようにしてMIRAプラットフォームの開発を可能にしたのかを説明する。
■シリーズ
○イメージングリソースガイド③/エドモンド・オプティクス・ジャパン㈱
お客様のアプリケーションがマシンビジョン、ライフサイエンス、セキュリティ、或いはITSシステムにかかわらず、イメージング技術の基本を理解しておくことは、洗練されたイメージングシステムの開発や導入に欠かせない。センサーや照明技術の進歩がシステム対応力に無限の可能性を秘める一方、これらの技術のデザインや製造には物理的限界があるのも事実である。光学部品もこの例外ではなく、オプティクスがシステム性能の制限因子になることもしばしある。本連載は、読者がイメージングシステムの特定やシステム性能の最大化を行い、かつ投資コストを最小化するのをサポートする目的でデザインされている。
2,200円
―
■解説
〔外観検査 認識・検出〕
○畳み込みニューラルネットワークを用いた鋼橋の腐食検出/日本大学/中村 和樹
畳み込みニューラルネットワークを適用した鋼橋の腐食検出器となる学習モデルを構築し、構築される学習モデルによる腐食検出精度を評価した。その結果、学習モデルはコーエンのκ係数による一致率の検定結果から実用上の分類精度を有することが判明した。
○深層学習を用いたコンクリート構造物のひび割れ自動抽出/山口大学/藤田 悠介・小林 圭太・田坂 祐紀
筆者らは、コンクリート構造物のひび割れ評価のために、深層学習の分類モデルと領域分割モデルを用いた二段階のひび割れ自動抽出法を開発している。本稿では、提案法の概要について解説し、高性能なひび割れ検出モデルを構築するための効果的なひび割れクラスの定義法とその有効性を確認した実験について紹介する。
〔インフラ整備 解析・計測〕
○ディジタル画像のハフ変換を利用した切梁式鋼矢板護岸の座屈破壊検出/新潟大学/鈴木 哲也/（国研）土木研究所/萩原 大生/北里大学/島本 由麻
本稿では、農業用切梁式鋼矢板水路を対象に画像解析手法の一つであるハフ変換を用いて、鋼矢板護岸の座屈破壊に伴う傾斜角度の非破壊推定を試みた結果を報告する。解析的検討の結果、鋼矢板の直線形状に対して、ハフ変換より推定した鋼矢板護岸の傾斜角度と実測角度は、ばらつきを有するものの概ね一致することが確認された。
〔農林水産業支援 画像処理〕
○動画データによる作業道の三次元点群データの構築/（国研）森林研究・整備機構 森林総合研究所/瀧 誠志郎・中澤 昌彦・鈴木 秀典・吉田 智佳史/岩手大学/斎藤 仁志/アジア航測㈱/大野 勝正/島根県中山間地域研究センター/千原 敬也/富山県農林水産総合技術センター/図子 光太郎
一般的にSfMによる三次元モデルの構築には、多視点から撮影された複数枚の静止画像が必要である。しかし静止画撮影作業が煩雑で細心の注意と時間を要する作業であった。そこで歩きながら撮影した動画から詳細な三次元モデルを再現する手法を紹介する。
〔放送・通信 認識・検出〕
○スポーツ番組における画像認識AIを用いたコンテンツ解析と制作/日本テレビ放送網㈱/篠田 貴之
スポーツ中継において、画像認識AIによるコンテンツ解析と、番組活用を行った。選手の走行スピードや選手間距離差表示等といった番組演出としての活用のみならず、選手紹介CGオペレーションの自動化等、業務効率化としても活用できるシステムを開発・運用した。
〔セキュリティ 認識・検出〕
○深層代替学習による人物動作の３次元自由視点認識の研究/琉球大学/長山 格
人物の動作を様々な視点から認識・識別するため深層代替学習（Deep Alternative Learning）を考案･適用した結果について記述する。すなわち、機械学習に必須の多様な視点から撮影された膨大な学習データをCGで自動生成することにより、動作認識を実現できることを示す。実写動画による検証実験を実施し、92.22%の精度で異なる全身モーションを高精度に識別することが可能である。本研究の成果を活用し、次世代型知的防犯カメラ開発および高性能化を図る。
〔エンタテインメント 画像処理〕
○モーションシャープニング現象を模擬する画像強調手法/山口大学/長 篤志/広島商船高等専門学校/大高 洸輝
視覚が持つ鮮鋭化処理の一つの現れとして、動いている対象を観測した方が止まっているときよりも鮮明に観測されるといモーションシャープニング現象がある。本稿では、その現象をもたらすとされる視覚の時間応答特性を応用して開発した画像強調処理手法について解説する。
■特集：スマートカメラ・インテリジェントカメラ 各社の取り組み①
○AIスマートカメラを活用したロボットの危険防止ソリューション/ADLINKジャパン㈱
近年、世界中の工場で稼働している産業用ロボットの数は、史上最高レベルに達しており、ロボットの導入が進む中、避けられない課題がつきものだ。本ページでは産業用ロボット向けの従来の危険防止ソリューションの課題とAIスマートカメラを活用したソリューションについて紹介する。
○Opto社オールインワン・インテリジェントデジタルマイクロスコープ/AIC-VISION㈱/吉川 茂男
Opto社のデジタルマイクロスコープは、これまでにない使い勝手の良さが特長で、コンパクトなイメージングモジュールで、空間周波数（分解能）も最高555LP/mmの高精細を実現。医療用やバイオメディカル用途だけではなく、マシンビジョン検査アプリケーションへの活用も期待できる。
○新世代マシンビジョンプラットフォーム世界初！CNN対応AIプロセッサ搭載スマートカメラ/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
様々な業界業種で活用できるAIプラットフォーム、従来型のルールベース画像処理から先進の画像AIまで実行可能なAIプロセッサを搭載したHMS社製産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY」を紹介する。
○一体型で3D画像処理・ディープラーニング搭載/コグネックス㈱
製造業におけるインラインでの外観検査に、三次元画像検査やディープラーニングを用いた外観検査の導入促進を図るため、ユーザーが抱える課題を解決した、オールインワンパッケージかつ誰でも使える開発環境を実現したスマートカメラの特徴と適用例を紹介する。
○世界初AI処理機能搭載、インテリジェントビジョンセンサーの最新状況/ソニーセミコンダクタソリューションズ㈱/岡 美帆里
昨年５月に当社が世界で初めて商品化した「AI処理機能を搭載したイメージセンサー、インテリジェントビジョンセンサー（IMX500/IMX501）」について、その特長（高速処理、プライバシーへの配慮、通信コストの削減、消費電力の削減、用途の柔軟性）や、具体的な活用事例（リテール、スマートシティ）を紹介する。
○スマートカメラの進化と革命/Vision Components GmbH/Jan-Erik Schmitt
スマートカメラ開発25年の歴史を持つVision ComponentsGmbHは切手サイズの超小型基板にイメージセンサー、CPU、メモリー等の画像処理に必要な部品すべてを搭載させた世界最小クラスのスマートカメラの開発に成功した。
○スマートカメラが切り拓く新たな可能性/㈱マイクロ・テクニカ/岩田 節子
○AMV-AIが魅せる、ディープラーニングの“真の「スマート」化”/㈱リンクス/南 翔汰
スマートカメラ、インテリジェントカメラが台頭してきている中で、何をターゲットにスマートカメラ、インテリジェントカメラを選んでいけばよいのか。その視点をもって、本稿では、画像検査装置のメーカーである当社が開発したスマートカメラ“SimPrun-200”を紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑨～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
当社では、INSPEKTO社（イスラエル）のAI画像検査装置「Inspekto S70」の国内総代理店として、2021年４月より国内販売を開始した。本製品は、スマートカメラの「手軽さ」と、汎用画像処理装置が持つ「課題解決力」の両メリットを兼ね備える装置として、「自律型マシンビジョン」という新たな市場を創出し、これまで時間的・技術的制約によって叶わなかった課題を解決する可能性を秘めている。本稿では製品の特長と海外での採用事例を紹介する。
〔外観検査 認識・検出〕
○畳み込みニューラルネットワークを用いた鋼橋の腐食検出/日本大学/中村 和樹
畳み込みニューラルネットワークを適用した鋼橋の腐食検出器となる学習モデルを構築し、構築される学習モデルによる腐食検出精度を評価した。その結果、学習モデルはコーエンのκ係数による一致率の検定結果から実用上の分類精度を有することが判明した。
○深層学習を用いたコンクリート構造物のひび割れ自動抽出/山口大学/藤田 悠介・小林 圭太・田坂 祐紀
筆者らは、コンクリート構造物のひび割れ評価のために、深層学習の分類モデルと領域分割モデルを用いた二段階のひび割れ自動抽出法を開発している。本稿では、提案法の概要について解説し、高性能なひび割れ検出モデルを構築するための効果的なひび割れクラスの定義法とその有効性を確認した実験について紹介する。
〔インフラ整備 解析・計測〕
○ディジタル画像のハフ変換を利用した切梁式鋼矢板護岸の座屈破壊検出/新潟大学/鈴木 哲也/（国研）土木研究所/萩原 大生/北里大学/島本 由麻
本稿では、農業用切梁式鋼矢板水路を対象に画像解析手法の一つであるハフ変換を用いて、鋼矢板護岸の座屈破壊に伴う傾斜角度の非破壊推定を試みた結果を報告する。解析的検討の結果、鋼矢板の直線形状に対して、ハフ変換より推定した鋼矢板護岸の傾斜角度と実測角度は、ばらつきを有するものの概ね一致することが確認された。
〔農林水産業支援 画像処理〕
○動画データによる作業道の三次元点群データの構築/（国研）森林研究・整備機構 森林総合研究所/瀧 誠志郎・中澤 昌彦・鈴木 秀典・吉田 智佳史/岩手大学/斎藤 仁志/アジア航測㈱/大野 勝正/島根県中山間地域研究センター/千原 敬也/富山県農林水産総合技術センター/図子 光太郎
一般的にSfMによる三次元モデルの構築には、多視点から撮影された複数枚の静止画像が必要である。しかし静止画撮影作業が煩雑で細心の注意と時間を要する作業であった。そこで歩きながら撮影した動画から詳細な三次元モデルを再現する手法を紹介する。
〔放送・通信 認識・検出〕
○スポーツ番組における画像認識AIを用いたコンテンツ解析と制作/日本テレビ放送網㈱/篠田 貴之
スポーツ中継において、画像認識AIによるコンテンツ解析と、番組活用を行った。選手の走行スピードや選手間距離差表示等といった番組演出としての活用のみならず、選手紹介CGオペレーションの自動化等、業務効率化としても活用できるシステムを開発・運用した。
〔セキュリティ 認識・検出〕
○深層代替学習による人物動作の３次元自由視点認識の研究/琉球大学/長山 格
人物の動作を様々な視点から認識・識別するため深層代替学習（Deep Alternative Learning）を考案･適用した結果について記述する。すなわち、機械学習に必須の多様な視点から撮影された膨大な学習データをCGで自動生成することにより、動作認識を実現できることを示す。実写動画による検証実験を実施し、92.22%の精度で異なる全身モーションを高精度に識別することが可能である。本研究の成果を活用し、次世代型知的防犯カメラ開発および高性能化を図る。
〔エンタテインメント 画像処理〕
○モーションシャープニング現象を模擬する画像強調手法/山口大学/長 篤志/広島商船高等専門学校/大高 洸輝
視覚が持つ鮮鋭化処理の一つの現れとして、動いている対象を観測した方が止まっているときよりも鮮明に観測されるといモーションシャープニング現象がある。本稿では、その現象をもたらすとされる視覚の時間応答特性を応用して開発した画像強調処理手法について解説する。
■特集：スマートカメラ・インテリジェントカメラ 各社の取り組み①
○AIスマートカメラを活用したロボットの危険防止ソリューション/ADLINKジャパン㈱
近年、世界中の工場で稼働している産業用ロボットの数は、史上最高レベルに達しており、ロボットの導入が進む中、避けられない課題がつきものだ。本ページでは産業用ロボット向けの従来の危険防止ソリューションの課題とAIスマートカメラを活用したソリューションについて紹介する。
○Opto社オールインワン・インテリジェントデジタルマイクロスコープ/AIC-VISION㈱/吉川 茂男
Opto社のデジタルマイクロスコープは、これまでにない使い勝手の良さが特長で、コンパクトなイメージングモジュールで、空間周波数（分解能）も最高555LP/mmの高精細を実現。医療用やバイオメディカル用途だけではなく、マシンビジョン検査アプリケーションへの活用も期待できる。
○新世代マシンビジョンプラットフォーム世界初！CNN対応AIプロセッサ搭載スマートカメラ/キヤノンITソリューションズ㈱/稲山 一幸
様々な業界業種で活用できるAIプラットフォーム、従来型のルールベース画像処理から先進の画像AIまで実行可能なAIプロセッサを搭載したHMS社製産業用AIスマートカメラ「SiNGRAY」を紹介する。
○一体型で3D画像処理・ディープラーニング搭載/コグネックス㈱
製造業におけるインラインでの外観検査に、三次元画像検査やディープラーニングを用いた外観検査の導入促進を図るため、ユーザーが抱える課題を解決した、オールインワンパッケージかつ誰でも使える開発環境を実現したスマートカメラの特徴と適用例を紹介する。
○世界初AI処理機能搭載、インテリジェントビジョンセンサーの最新状況/ソニーセミコンダクタソリューションズ㈱/岡 美帆里
昨年５月に当社が世界で初めて商品化した「AI処理機能を搭載したイメージセンサー、インテリジェントビジョンセンサー（IMX500/IMX501）」について、その特長（高速処理、プライバシーへの配慮、通信コストの削減、消費電力の削減、用途の柔軟性）や、具体的な活用事例（リテール、スマートシティ）を紹介する。
○スマートカメラの進化と革命/Vision Components GmbH/Jan-Erik Schmitt
スマートカメラ開発25年の歴史を持つVision ComponentsGmbHは切手サイズの超小型基板にイメージセンサー、CPU、メモリー等の画像処理に必要な部品すべてを搭載させた世界最小クラスのスマートカメラの開発に成功した。
○スマートカメラが切り拓く新たな可能性/㈱マイクロ・テクニカ/岩田 節子
○AMV-AIが魅せる、ディープラーニングの“真の「スマート」化”/㈱リンクス/南 翔汰
スマートカメラ、インテリジェントカメラが台頭してきている中で、何をターゲットにスマートカメラ、インテリジェントカメラを選んでいけばよいのか。その視点をもって、本稿では、画像検査装置のメーカーである当社が開発したスマートカメラ“SimPrun-200”を紹介する。
■シリーズ
○V-ISARイメージング⑨～映像情報の新時代を拓く～/マシンビジョンライティング㈱/増村 茂樹
当社では、INSPEKTO社（イスラエル）のAI画像検査装置「Inspekto S70」の国内総代理店として、2021年４月より国内販売を開始した。本製品は、スマートカメラの「手軽さ」と、汎用画像処理装置が持つ「課題解決力」の両メリットを兼ね備える装置として、「自律型マシンビジョン」という新たな市場を創出し、これまで時間的・技術的制約によって叶わなかった課題を解決する可能性を秘めている。本稿では製品の特長と海外での採用事例を紹介する。
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