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林エバンジェリストが語る 最新技術動向

林エバンジェリストの顔写真

エバンジェリストの林です。

今回は、「画像認識」を取り上げてみます。

センサとしてカメラを利用するというアイデアは昔からありましたが、他のセンサにくらべて、カメラが高額である点や、撮影された映像を認識する(=画像認識)ことが難しいなどの点から、あまり普及しませんでした。

近年、スマートフォンの普及とともに、カメラが標準搭載されるようになり、カメラのコストが劇的に下がったこと、CPUの性能向上や人工知能の進化によって、撮影された映像を解析することも比較的自由に行えるようになってきました。そのため、センサとしてカメラを利用するのが一般的になってきています。

そこで注目が集まっているのが「画像認識」です。「コンピュータ・ビジョン」とも呼ばれ、人間の目と脳の働きを、カメラとコンピュータで実現しようという試みになります。

今回は、この「画像認識」の概要を紹介するとともに、その利用シーンについて解説してみます。

第45回 画像認識

「画像認識」とは、センサとしてカメラを利用し、撮影された映像を解析したり、様々な用途に利用したりするための基本的な技術です。

センサとしてカメラを利用するというアイデアは昔からありましたが、他のセンサにくらべて、カメラが高額である点や、撮影された映像を認識する(=画像認識)ことが難しいなどの点から、あまり普及しませんでした。

近年、スマートフォンの普及とともに、カメラが標準搭載されるようになり、カメラのコストが劇的に下がったこと、CPUの性能向上や人工知能の進化により、撮影された映像を解析することも比較的自由に行えるようになったことにより、センサとしてカメラを利用する方法が一般的になりつつあります。

そこで注目が集まっているのが「画像認識」です。「コンピュータ・ビジョン」とも呼ばれ、人間の目と脳の働きを、カメラとコンピュータで実現しようという試みになります。

古くは、光学式読み取り装置(OCR)などがその代表的な使い方で、郵便番号を自動で読み取り、仕分けする装置などに利用されていました。近年利用されているバーコードやQRコードの読み取りにもカメラが利用できるようになり、ここでも画像認識が利用されています。また、最近では拡張現実(AR:Augmented Reality)と呼ばれる、人間が目で見ている映像とコンピュータが作り出した映像を重ね合わせて表示するといった技術にも利用されています。

「画像認識」を利用する上で、重要になるのがソフトウェア(アルゴリズム)です。基本的にカメラで撮影された映像は、その解像度に合わせたドットの集まりですから、このドットを解析するソフトウェアが必要になります。

従来は、基本的なドットの処理から、物体の認識といった最終目的を達するソフトウェアを作り上げるには、膨大なソフトウェアを作り上げる必要がありました。そこで、画像処理を簡単に行える一連のライブラリが作り出されました。OpenCV(オープンシーヴィ、Open Source Computer Vision Library)と呼ばれるもので、米国のインテル社が開発・公開したオープンソースのコンピュータ・ビジョン向けライブラリです。

OpenCVには、画像処理、構造解析、モーション解析と物体追跡、パターン認識、カメラキャリブレーションと3次元再構成、ユーザインタフェースといった画像認識を実現する上で必要となる、ほぼすべての機能を網羅しています。また機械学習といった最新の人工知能の機能も実装されています。

これらのライブラリを利用することにより、誰でも簡単に画像認識が実現できるようになりました。

NECでは、自動運転分野への画像認識の適用を検討しており、センターラインを越えないように白線検知や、路面に書かれた表示の認識、車の周りの歩行者や自転車の検出、後方車両検知、道路標識の認識などでの適用を検討しています。

これらの認識に関しては、従来様々なセンサを組み合わせて実現していました。しかし、カメラのコストが下がったおかげもあり、近年ではカメラのみで上記のような自動車の周りの状況を把握することができるようになってきています。

また、将来は、ドライバのまばたきの回数や表情の変化をカメラで読み取り、居眠り運転の検出や、疲れによる事故回避を行う目的でも利用できるようになるでしょう。さらに、鏡とカメラを連携させることにより、日々の健康診断に活用したり、体調の変化を本人が意識する前に教えてくれたりといったことも可能となるでしょう。

弊社では、「画像認識」関連技術、ソリューションとして、既に以下のようなものを実用化しており、この分野での高い評価を得ています。

顔認証に代表される認識技術はもちろんのこと、視線推定や不審行動検出、さらには、画像認識の前処理に利用する画質を向上させる超解像技術や、映像可視化鮮明化処理、また、画像から温度の変化を検出する赤外線サーモグラフィといった特殊なカメラまで、様々な技術、ソリューションを実現しています。

「画像認識」技術は、人工知能の進化とともに急速に進歩しており、近い将来、様々な分野で利用することが当たり前になる技術です。今後の進化に期待してください。

*QRコードはデンソーウェーブの登録商標です。


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