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監視カメラなどの画像を鮮明に拡大可能、カメラに知能を持たせた超解像技術 [6:08]

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監視カメラに写った小さな顔やナンバーを拡大していくと、画像がモザイク状になり不鮮明になります。画像を拡大しても、映っているものが判別できるように鮮明にする技術、「超解像」技術をNECは開発しました。その研究開発を行なったのがNEC中央研究所です。映像理解テクノロジーグループに話を聞きました。

(NEC 中央研究所 広明敏彦)
「こちらはNECで画像認識を専門に研究開発を行なっているグループになります。NECは1960年代から文字認識や指紋照合の研究開発に取り組んできました。」
「当時のコンピュータは処理能力が今のパソコンの約1万分の1でしたが、設置スペースは畳10畳分くらいだと聞いています。そのような計算能力のない時代から、手書きの郵便番号の読み取りの自動化システムや指紋照合のシステムを開発していました。」
「それが現在の顔認証や様々な物体の認識の技術にいたっています。」
歴史ある研究室から生み出された最新の超解像技術はどのようなものなのでしょうか。

(NEC 中央研究所 池谷彰彦)
「超解像技術といいますのは、低解像度の粗い画像から、解像度の高い画像を復元するという技術になります。こちらに人物が写っている画像がありますけども、顔が小さく写ってますので、表情がちょっと読み取れないと思います。拡大していみると、どうかというと、このようにモザイクのように粗い画像になってしまいます。この画像に対して、我々の超解像技術を適用すると、このように粗い画像から、解像度の高い画像が復元できると、これが超解像技術になります。」
ちなみに、粗い画像に一般的に使われている画像処理ソフトを使っても、この程度にしか鮮明になりません。NECの超解像技術を使うと、鮮明になる画像。
どのような仕組みなのでしょうか?

(池谷)
「超解像技術では、はじめに辞書を作成します。具体的に申し上げますと、まずこのような顔画像をいっぱい集めてきます。それに対して縮小処理をかけることで、この元画像に対して、粗い画像を作り出します。この両方の画像の同じ場所のパターンを抜き出してセットにして、このように辞書に登録していきます。同様に口の部分に対してもこのようにペアを記録していきます。この処理を顔の他の部分にも適用し、さらに全ての画像にも適用することで、このようにペアが沢山格納されている辞書が出来上がります。この辞書を使って、どのようの超解像が実現できるのかと言いますと、今、ここに低解像度の画像が入ってきたと思ってください。先程と同様にある一部分のパターンを抜き出します。今度はこのパターンに似ている部分を先程の辞書から探します。この場合ですと、このパターンが似ているということなので、その横にある高解像度のパターンを書き出してやります。同様に鼻に対しても今度はこのパターンが似ているということなので、高解像度のパターンを書き出してやります。この処理を顔全体に対して適用することで、このような超解像画像が出来上がります。
「辞書の中には私の顔の情報は一切、入っていません。どういうことかというと、一見私の顔に見える画像は、実は他人の目や鼻や口の寄せ集めなんですね。なので、厳密には私の顔ではないんですが、それでもここまで本人の顔が復元できるというところが、この技術の面白いところでありポイントだと思います。」
超解像技術は、どのような分野で応用が期待されているのでしょうか。

(池谷)
「よくニュースとかですね、監視カメラに写った逃走犯の顔が公開されたりすると思うんですけど、ああいうのは画像が粗過ぎて、分かりませんよね。そういうところでこの技術を使っていただくと、人相が誰なのかというのが分かるという高解像度の画像が復元できるということになります。将来的には顔照合の技術と組み合わせたいと考えていまして、そうすることで、街頭とかスタジアムとか沢山の人が小さく写っているような映像の中から特定の人物を自動的に見つけ出す。そういうことが出来るようになります。
NECの画像認識技術は、認識技術だけにとどまらず、様々な用途を開発しています。

カメラに知能を持たせる画像認識。NECは、長年の経験と実績、ノウハウから様々な利用例を生み出し、その技術を培ってきました。そしてこれからも最先端の技術・サービスで、身近な便利の創造や、ビジネスの強化に貢献。さらにはグローバルレベルで、社会の安全を支えていきます。NECは、より快適で、安心・安全な未来を目指し、人と地球にやさしい情報社会を目指します。

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(2013年1月25日)