JP7216162B2 - Turf health condition determination system for golf course, lawn health condition determination method and program for golf course - Google Patents
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Description
本発明は、ゴルフ場における芝健康状態判定システム、ゴルフ場における芝健康状態判定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a turf health condition determination system for a golf course, a turf health condition determination method and program for a golf course.
特許文献1には、センサカメラが撮像する作物の画像に基づいて、当該作物の生育指標を算出する生育管理システムが記載されている。 Patent Literature 1 describes a growth management system that calculates a growth index of a crop based on an image of the crop captured by a sensor camera.
特許文献1に記載の技術は、例えば、ゴルフ場においてフェアウェイやグリーンなどの芝の健康状態を判定する場面でも活用できるものと思われる。 The technique described in Patent Document 1 can be used, for example, in determining the health condition of turf such as fairways and greens in golf courses.
しかし、ゴルフ場では、不健康な芝をできるだけ早くメンテナンスするために、例えば毎日のような高頻度で、不健康な芝が存在する領域をピンポイントに高速で特定する必要があるが、作物の生育に係る特許文献1に記載の技術ではこのようなことができない。 However, in a golf course, it is necessary to pinpoint and quickly identify areas where unhealthy turf exists at high frequency, such as every day, in order to maintain unhealthy turf as soon as possible. The technology described in Patent Document 1 cannot do such a thing.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的の1つは、ゴルフ場において不健康な芝が存在する領域をピンポイントに高速で特定できるゴルフ場における芝健康状態判定システム、ゴルフ場における芝健康状態判定方法及びプログラムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and one of its objects is to provide a turf health condition determination system for a golf course that can pinpoint and pinpoint at high speed an area where unhealthy turf exists on a golf course. An object of the present invention is to provide a lawn health condition determination method and program in a field.
本発明に係るゴルフ場における芝健康状態判定システムは、ゴルフ場を撮影したゴルフ場画像を取得するゴルフ場画像取得手段と、前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出する芝領域抽出手段と、前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する第1判定手段と、写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する第2判定手段と、を含む。 A turf health condition determination system for a golf course according to the present invention comprises: golf course image acquisition means for acquiring a golf course image of the golf course; a lawn area extracting means for extracting an area; and a first judgment for judging the health condition of the lawn reflected in the first judgment object image based on the first judgment object image which is an image of at least a part of the lawn area. means for each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, and including the first determination target image in which the grass in the image is determined to be unhealthy in the second determination target image; and a second determination means for determining the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on variations in pixel values of the pixels.
本発明の一態様では、前記第1判定手段は、前記芝領域の画像を分割した複数の前記第1判定対象画像のそれぞれについて、当該第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。 In one aspect of the present invention, the first determination means determines, for each of the plurality of first determination target images obtained by dividing the image of the grass area, the first determination target image based on the first determination target image. Determine the health condition of the grass reflected in the image.
また、本発明の一態様では、前記第1判定手段は、所定画素数である前記第1判定対象画像を学習済モデルに入力した際の当該学習済モデルからの出力に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。 Further, in one aspect of the present invention, the first determination means, when the first determination target image having a predetermined number of pixels is input to the trained model, determines the first image based on the output from the trained model. The health condition of the lawn reflected in the determination target image is determined.
また、本発明の一態様では、前記第2判定手段は、前記第2判定対象画像に含まれる画素の画素値の標準偏差又は分散の小ささに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。 Further, in one aspect of the present invention, the second determination means determines whether the grass reflected in the second determination target image is based on a small standard deviation or variance of pixel values of pixels included in the second determination target image. determine the health status of
また、本発明の一態様では、前記第2判定手段は、前記第2判定対象画像にバンドパスフィルタを適用した画像に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。 Further, in one aspect of the present invention, the second determination means determines the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on an image obtained by applying a bandpass filter to the second determination target image.
また、本発明の一態様では、前記第2判定手段は、前記第2判定対象画像に平滑化処理を行った画像に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。 Further, in one aspect of the present invention, the second determination means determines the health condition of the lawn reflected in the second determination target image based on an image obtained by performing smoothing processing on the second determination target image.
また、本発明に係るゴルフ場における芝健康状態判定方法は、ゴルフ場を撮影したゴルフ場画像を取得するステップと、前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出するステップと、前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定するステップと、写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定するステップと、を含む。 Further, a lawn health condition determination method for a golf course according to the present invention includes the step of acquiring a golf course image of a golf course, and determining a lawn area representing at least one of a fairway and a green in the golf course image. extracting; determining the health condition of the grass reflected in the first determination target image based on the first determination target image that is an image of at least a part of the grass region; For the first determination target image determined to be unhealthy, for each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, variation in pixel values of pixels included in the second determination target image and determining the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on the determination.
また、本発明に係るプログラムは、ゴルフ場を撮影したゴルフ場画像を取得する手順、前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出する手順、前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する手順、写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する手順、をコンピュータに実行させる。 Further, a program according to the present invention includes a procedure for acquiring a photographed golf course image, a procedure for extracting a turf area indicating at least one of fairways and greens in the golf course image, Based on a first determination target image that is an image of at least a part of the area, a procedure for determining the health condition of the grass reflected in the first determination target image, the first With respect to the determination target image, for each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, based on the variation in the pixel values of the pixels included in the second determination target image, A computer is caused to execute a procedure for judging the health condition of the photographed grass.
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る芝健康状態判定システム10の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る芝健康状態判定システム10は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどのコンピュータである。図1に示すように、芝健康状態判定システム10には、例えば、プロセッサ12、記憶部14、通信部16、表示部18、操作部20が含まれる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a turf health
The lawn health
プロセッサ12は、例えば芝健康状態判定システム10にインストールされるプログラムに従って動作するCPU等のプログラム制御デバイスである。
The
記憶部14は、例えばROMやRAM等の記憶素子やソリッドステートドライブやハードディスクドライブなどである。記憶部14には、プロセッサ12によって実行されるプログラムなどが記憶される。
The
通信部16は、例えばネットワークボードなどの通信インタフェースである。
The
表示部18は、例えば液晶ディスプレイ等の表示デバイスであって、プロセッサ12の指示に従って各種の画像を表示する。
The
操作部20は、例えばキーボードやマウスなどといったユーザインタフェースであって、ユーザの操作入力を受け付けて、その内容を示す信号をプロセッサ12に出力する。
The
なお、芝健康状態判定システム10は、DVD-ROMやBlu-ray(登録商標)ディスクなどの光ディスクを読み取る光ディスクドライブ、USB(Universal Serial Bus)ポートなどを含んでいてもよい。
The lawn health
本実施形態に係る芝健康状態判定システム10は、画像処理パイプラインと機械学習ネットワークとを組み合わせたものである。本実施形態に係る芝健康状態判定システム10によれば、ゴルフ場を撮影した高解像度のオルソモザイクマップ画像を用いた、ゴルフ場における芝の健康状態における潜在的な問題の検出及び同定が可能となる。
The lawn health
図2は、本実施形態に係る芝健康状態判定システム10の機能の一例を示す機能ブロック図である。なお、本実施形態に係る芝健康状態判定システム10で、図2に示す機能のすべてが実装される必要はなく、また、図2に示す機能以外の機能が実装されていても構わない。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the functions of the turf health
図2に示すように、本実施形態に係る芝健康状態判定システム10には、機能的には例えば、ゴルフ場画像記憶部30、ゴルフ場画像取得部32、第1処理部40、第2処理部50、第3処理部60が含まれている。
As shown in FIG. 2, the turf health
そして、図2に示すように、第1処理部40には、セグメンテーション部42、芝領域抽出部44、隙間埋めノイズ除去部46が含まれる。また、第2処理部50には、第1分割部52、機械学習モデル54、第1判定部56が含まれる。また、第3処理部60には、第2分割部62、第2判定部64、表示制御部66が含まれる。
Then, as shown in FIG. 2, the
ゴルフ場画像記憶部30は、記憶部14を主として実装される。ゴルフ場画像取得部32、芝領域抽出部44、隙間埋めノイズ除去部46、第1分割部52、第1判定部56、第2分割部62、第2判定部64は、プロセッサ12を主として実装される。セグメンテーション部42、機械学習モデル54は、プロセッサ12及び記憶部14を主として実装される。表示制御部66は、プロセッサ12及び表示部18を主として実装される。
The golf course
以上の機能は、コンピュータである芝健康状態判定システム10にインストールされた、以上の機能に対応する指令を含むプログラムを芝健康状態判定システム10で実行することにより実装されてもよい。また、このプログラムは、例えば、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を介して、あるいは、インターネットなどを介して芝健康状態判定システム10に供給されてもよい。
The functions described above may be implemented by causing the turf health
ゴルフ場画像記憶部30は、本実施形態では例えば、ゴルフ場を撮影したゴルフ場画像を記憶する。本実施形態に係るゴルフ場画像は、例えば、ドローン等の無人航空機(UAV)に搭載されたカメラがゴルフ場を撮影した画像である。
In the present embodiment, the golf course
本実施形態に係るUAVには、例えば、RGBカメラ、近赤外(NIR)カメラ、及び、サーマルカメラが搭載されている。そして、本実施形態では、RGBカメラ、近赤外カメラ、及び、サーマルカメラのそれぞれによって画像の撮影が行われる。 The UAV according to this embodiment is equipped with, for example, an RGB camera, a near-infrared (NIR) camera, and a thermal camera. In this embodiment, an image is captured by each of the RGB camera, the near-infrared camera, and the thermal camera.
そして、撮影されたこれらの画像に対して、画像処理が実行されることで、ゴルフ場の領域全体をカバーするオルソモザイクマップ画像である、RGB画像、近赤外画像、及び、サーマル画像が生成される。そして、生成された3種類のオルソモザイクマップ画像が、本実施形態に係るゴルフ場画像(RGB画像、近赤外画像、及び、サーマル画像)として、ゴルフ場画像記憶部30に記憶される。本実施形態ではこれらのオルソモザイクマップ画像は、例えば、tif形式の画像である。図3は、本実施形態に係るRGB画像の一例を示す図である。図3に示すRGB画像は、グレースケールで表現されているが、実際のRGB画像は、フルカラーの画像である。また、ゴルフ場画像には、撮影された場所の緯度や経度などといった地理情報が地理参照として関連付けられている。
Image processing is then performed on these captured images to generate an RGB image, a near-infrared image, and a thermal image, which are orthomosaic map images covering the entire area of the golf course. be done. Then, the generated three types of orthomosaic map images are stored in the golf course
ゴルフ場画像取得部32は、本実施形態では例えば、ゴルフ場を撮影したゴルフ場画像を取得する。例えば、ゴルフ場画像取得部32は、ゴルフ場画像記憶部30に記憶されているゴルフ場画像を取得する。
In the present embodiment, the golf course
セグメンテーション部42は、本実施形態では例えば、ゴルフ場画像を互いに異なる複数種類の領域にセグメンテーションする。ここでは例えば、ゴルフ場画像(例えば、RGB画像)に表れている領域が、バンカー等の砂を示す領域、カートパスを示す領域、建物又はクラッターを示す領域、ラフを示す領域、木を示す領域、フェアウェイを示す領域、グリーンを示す領域、ティーボックスを示す領域、ウォーターハザード等の水を示す領域、背景を示す領域、といった、10種類の領域にセグメンテーションされる。
In this embodiment, for example, the
本実施形態に係るセグメンテーション部42は、既存の学習済のUnetニューラルネットワークを含んでいてもよい。そして、セグメンテーション部42が、学習済のUnetニューラルネットワークを用いて上述のセグメンテーションを実行してもよい。
The
当該学習済のUnetニューラルネットワークは、例えば、ゴルフ場画像の入力に応じて、図4に例示されているセグメンテーション結果画像を出力する。ここで、当該学習済のUnetニューラルネットワークには、例えば、ゴルフ場画像取得部32が取得するRGB画像、近赤外画像、又は、サーマル画像のうちの一部又は全部が入力される。
The trained Unet neural network outputs, for example, the segmentation result image illustrated in FIG. 4 in response to the input of the golf course image. Here, for example, part or all of the RGB image, the near-infrared image, or the thermal image acquired by the golf course
本実施形態では例えば、上述の10種類の領域のそれぞれに対応付けられる互いに異なる画素値が予め定められている。そして、本実施形態では例えば、ゴルフ場画像と縦横画素数が同じであり、各画素に、当該画素に対応付けられるゴルフ場画像内の画素についての分類結果である領域の種類に対応付けられる画素値が設定されたグレースケールの画像であるセグメンテーション結果画像が生成される。また、本実施形態に係るセグメンテーション結果画像は、例えば、png形式の画像である。 In the present embodiment, for example, mutually different pixel values associated with each of the ten types of regions described above are determined in advance. In this embodiment, for example, the number of vertical and horizontal pixels is the same as that of the golf course image, and each pixel is associated with the type of area that is the classification result of the pixels in the golf course image associated with the pixel. A segmentation result image is generated that is a grayscale image with values set. Also, the segmentation result image according to the present embodiment is, for example, a png format image.
芝領域抽出部44は、本実施形態では例えば、ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出する。
In this embodiment, for example, the turf
芝領域抽出部44は、本実施形態では例えば、上述のRGB画像から、セグメンテーション結果画像においてフェアウェイ又はグリーンに対応する画素値が設定されている画素に対応する画素を抽出する。
In this embodiment, for example, the turf
芝領域抽出部44は、例えば、図4に示すセグメンテーション結果画像からフェアウェイ又はグリーンに対応する画素を抽出した画像であるマスク画像によってRGB画像をマスクすることで、RGB画像からフェアウェイ又はグリーンを示す画素を抽出してもよい。例えば、RGB画像からマスク画像に示されている画素に相当する画素が抽出されるようにしてもよい。
For example, the turf
例えば、芝領域抽出部44は、マスク画像におけるフェアウェイ又はグリーンの画素の座標値を特定してもよい。そして、芝領域抽出部44は、特定された座標値をRGB画像に含まれる画素の座標値と相互参照することで、フェアウェイ又はグリーンを示す領域以外の領域をRGB画像から切り抜いてもよい。このことによって、RGB画像において、グリーン又はフェアウェイを示す領域以外の領域は所定の画素値となる。ここでは例えば、RGB画像においてグリーン又はフェアウェイを示す領域以外の領域は黒色画素となることとする。以下、このようにしてフェアウェイ又はグリーンを示す領域以外の領域が切り抜かれたRGB画像を、抽出済RGB画像と呼ぶこととする。
For example, the turf
隙間埋めノイズ除去部46は、本実施形態では例えば、抽出済RGB画像に対して隙間を埋める処理及びノイズを除去する処理を実行する。 In the present embodiment, the gap-filling noise removal unit 46 executes, for example, a process of filling gaps and a process of removing noise from the extracted RGB image.
上述のUnetニューラルネットワークで高解像度の画像に対するセグメンテーションを行うと、ゴルフ場全体に係る上述のマスク画像に穴や隙間が生じることがある。このような穴や隙間は背景又はクラッターを示す領域として分類されることが多く、このような画素についてはマスク画像から欠落する。マスク画像に生じた穴や隙間に相当する画素には、最終的な分類において重要な情報が含まれていることが多い。このことを踏まえ、本実施形態では穴や隙間を埋める処理が実行されるようになっている。 Segmentation of high-resolution images with the Unet neural network described above may result in holes and gaps in the mask image described above for the entire golf course. Such holes and gaps are often classified as areas that indicate background or clutter, and such pixels are missing from the mask image. Pixels corresponding to holes and gaps in the mask image often contain important information in the final classification. Based on this fact, in the present embodiment, processing for filling holes and gaps is executed.
隙間埋めノイズ除去部46は、例えば、まず、抽出済RGB画像を二値化する。図5は、このようにして二値化された抽出済RGB画像の一例を示す図である。以下、この画像を二値化画像と呼ぶこととする。図5に示す二値化画像では、フェアウェイ又はグリーンを示す領域が白色で表現され、それ以外の領域が黒色で表現されている。なお、抽出済RGB画像の代わりにマスク画像を二値化することで、二値化画像が生成されるようにしてもよい。 The gap-filling noise removal unit 46, for example, first binarizes the extracted RGB image. FIG. 5 is a diagram showing an example of an extracted RGB image binarized in this way. This image is hereinafter referred to as a binarized image. In the binarized image shown in FIG. 5, the fairway or green area is expressed in white, and the other area is expressed in black. Note that a binarized image may be generated by binarizing a mask image instead of the extracted RGB image.
そして、隙間埋めノイズ除去部46は、本実施形態では例えば、いくつかのモルフォロジー変換を二値化画像に対して実行することで、背景にあるクラッターのスポットを除去する。 Then, in this embodiment, the gap-filling noise removal unit 46 removes background clutter spots by, for example, performing several morphological transformations on the binarized image.
具体的には例えば、二値化画像に対してオープニングトランスフォーメーションを実行し、その後、クロージングトランスフォーメーションを実行することで、隙間が埋められ、クラッターが除去される。 Specifically, for example, opening transformation is performed on the binarized image, and then closing transformation is performed to fill the gaps and remove clutter.
オープニングトランスフォーメーションでは、例えば、画像の白色領域のエッジを少なくするエロージョンが実行され、その後、画像の白色領域を拡大するダイレーションが実行される。オープニングトランスフォーメーションによって、背景における追加のノイズが除去される。 The opening transformation, for example, performs an erosion to reduce the edges of the white areas of the image, followed by a dilation to enlarge the white areas of the image. The opening transformation removes additional noise in the background.
クロージングトランスフォーメーションでは、オープニングトランスフォーメーションと真逆の処理が実行される。すなわち、クロージングトランスフォーメーションでは、ダイレーションが実行され、その後、エロージョンが実行される。クロージングトランスフォーメーションによって、前景における隙間が埋められる。 The closing transformation is the opposite of the opening transformation. That is, the closing transformation performs dilation and then erosion. Closing transformations fill gaps in the foreground.
図6は、以上の処理が実行された二値化画像の一例を示す図である。隙間埋めノイズ除去部46は、以上の処理が実行された二値化画像における白色画素のすべてに相当する画素を上述のRGB画像から抽出することで、最終的な抽出済RGB画像を生成する。以下、このようにして生成される芝領域の画像を、芝領域画像と呼ぶこととする。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a binarized image that has undergone the above processing. The gap-filling noise removal unit 46 generates a final extracted RGB image by extracting pixels corresponding to all white pixels in the binarized image subjected to the above processing from the RGB image. Hereinafter, the image of the turf area generated in this way will be referred to as a turf area image.
図7は、芝領域画像の一例を示す図である。図3と同様、図7では、芝領域画像がグレースケールで表現されているが、実際の芝領域画像は、フルカラーの画像である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a grass area image. As in FIG. 3, in FIG. 7, the turf area image is expressed in grayscale, but the actual turf area image is a full-color image.
第1分割部52は、本実施形態では例えば、上述の芝領域画像を分割することで、第1判定対象画像を生成する。例えば、第1の所定画素数×第2の所定画素数の領域ごとに芝領域画像を分割することで、第1判定対象画像が生成される。ここでは、1024画素×1024画素の領域ごとに芝領域画像を分割することで、第1判定対象画像が生成されることとする。図8は、第1判定対象画像の一例を示す図である。本実施形態に係る第1判定対象画像は、例えば、1024画素×1024画素のタイル画像である。第1判定対象画像の生成は、例えば、ウィンドウが1024画素ずつスライドしながらタイルを取得するウィンドウアプローチによって容易に実行可能である。
In the present embodiment, for example, the
芝領域画像の背景はすべて黒色である。このことを踏まえ、第1分割部52は、第1判定対象画像に含まれる画素のうちの黒色画素の割合を計算する。ここで、黒色画素の割合が50%を超える第1判定対象画像は、以降の処理の対象から除外される。このようにすることで、処理時間が短縮できる。また、このようにして除外された第1判定対象画像の大部分は、不健康な芝が写っていない。
The background of the grass area image is all black. Based on this, the
機械学習モデル54は、本実施形態では例えば、第1判定対象画像の入力に応じてヒートマップ画像を出力する学習済の機械学習モデル(学習済モデル)である。 The machine learning model 54 is, for example, a learned machine learning model (learned model) that outputs a heat map image according to the input of the first determination target image in this embodiment.
本実施形態において例えば、複数の訓練データによる機械学習モデル54の学習が予め実行されてもよい。訓練データには、例えば、学習入力画像と教師データとが含まれていてもよい。学習入力画像は、機械学習モデル54の学習において機械学習モデル54に入力される芝の画像であってもよい。訓練データに含まれる教師データは、例えば、当該訓練データに含まれる学習入力画像に含まれる画素単位で当該画素が表す芝が健康であるか不健康であるかが表された画像であってもよい。例えば、教師データである画像は、例えば、健康な芝を表す画素については黒色であり、不健康な芝を表す画素については白色である画像であってもよい。 In this embodiment, for example, learning of the machine learning model 54 using a plurality of training data may be performed in advance. Training data may include, for example, learning input images and teacher data. The training input image may be an image of grass that is input to the machine learning model 54 during training of the machine learning model 54 . The teacher data included in the training data may be, for example, an image representing whether the lawn represented by the pixel is healthy or unhealthy for each pixel included in the learning input image included in the training data. . For example, an image that is training data may be, for example, an image that is black for pixels representing healthy turf and white for pixels representing unhealthy turf.
そして例えば、機械学習モデル54に、訓練データに含まれる学習入力画像を入力した際の出力が特定されてもよい。そして、当該出力と、当該訓練データに含まれる教師データと、の誤差(比較結果)が特定されてもよい。ここで例えばソフトマックスエントロピー誤差が特定されてもよい。そして特定される誤差に基づいて、例えば誤差逆伝搬法により、機械学習モデル54のパラメータの値が更新されてもよい。 Then, for example, an output when a learning input image included in training data is input to the machine learning model 54 may be specified. Then, an error (comparison result) between the output and teacher data included in the training data may be specified. Here, for example, the softmax entropy error may be determined. Based on the identified error, the values of the parameters of the machine learning model 54 may then be updated, for example, by error backpropagation.
そして、以上の処理が複数の訓練データについて実行されることで、機械学習モデル54の学習が実行されてもよい。 Then, learning of the machine learning model 54 may be performed by performing the above processing on a plurality of pieces of training data.
発明者は、利用可能な訓練データが比較的少量(約5000個)であったために、最初は、事前学習が実行されたInceptionResnetV2モデルを用いて特徴を抽出し、小さなシーケンシャル畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の学習を実行した。そして、当該CNNが、InceptionResnetV2モデルに追加された。 Due to the relatively small amount of training data available (approximately 5000), the inventors initially extracted features using a pre-trained InceptionResnetV2 model and used a small sequential convolutional neural network (CNN). performed the learning of The CNN was then added to the InceptionResnetV2 model.
次に、ベースのモデルの上位4層のみに対して、遅い学習速度での確率的勾配降下アルゴリズムによって前処理がされた150エポックのデータセットの学習が実行された。 Next, training was performed on the 150 epoch dataset preprocessed by the stochastic gradient descent algorithm at slow learning speed for only the top four layers of the base model.
また、発明者は、モデルに対してゼロから学習を実行するのではなく、転移学習を使用した。また、発明者は、一般的な形状の識別などの普遍的な低レベルの特徴を活用するためにImagenetの重みに基づく学習を実行した。 Also, the inventors used transfer learning rather than running the model from scratch. We also performed Imagenet's weight-based learning to exploit universal low-level features such as general shape identification.
発明者は、さらに、Densenet、VGG19、及び、VGG16モデルに対しても同様の学習手順での学習を実行した。そして、学習の最終段階では、健康又は不健康のいずれかの値をとる分類ラベルによる投票が行われた相関のないCNNのアンサンブル学習が実行された。このようにすることで、バイアスが少なくなり、分類精度が向上することとなる。 The inventor also performed training with a similar training procedure for the Densenet, VGG19, and VGG16 models. Then, in the final stage of training, an ensemble learning of uncorrelated CNNs voted by class labels that take either healthy or unhealthy values was performed. By doing so, the bias is reduced and the classification accuracy is improved.
また発明者は、学習の際に、モデルのパフォーマンスを監視及び調整するためのメトリックとして、擬陽性と偽陰性を使用した。このことは、真に不健康な芝が写る第1判定対象画像をできるだけ多く見つけ、芝健康状態判定システム10のユーザに対する信頼を失わないようにするために、誤って不健康であると分類される第1判定対象画像の量を減らすために行われた。
We also used false positives and false negatives as metrics to monitor and tune model performance during training. In order to find as many first determination target images that show truly unhealthy turf as possible and not to lose confidence in the user of the turf health
第1判定部56は、本実施形態では例えば、芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。ここでは例えば、当該第1判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかが判定される。ここで、第1判定対象画像は、上述のように、芝領域画像を分割した画像であってもよい。そして、第1判定部56は、芝領域画像を分割した複数の第1判定対象画像のそれぞれについて、当該第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。
In the present embodiment, for example, the
本実施形態では例えば、第1判定部56は、第1判定対象画像を学習済の機械学習モデル54に入力する。
In this embodiment, for example, the
ここで、第1判定部56は、除外されなかった第1判定対象画像に対して、画素値における測定ノイズ及び異常なスパイクノイズを抑制するために、ガウシアンブラーによって前処理を行ってもよい。また、第1判定部56は、モルフォロジー操作(エロージョン及びダイレーション)を第1判定対象画像に対して実行してもよい。当該モルフォロジー操作は、形状における境界の不連続性を閉じ、第1判定対象画像内における凸状オブジェクト内の穴を埋めることによって第1判定対象画像をさらに清浄化するために実行される。そして、第1判定部56は、このような処理が実行された第1判定対象画像を学習済の機械学習モデル54に入力してもよい。
Here, the
そして、上述のように、学習済の機械学習モデル54は、第1判定対象画像の入力に応じてヒートマップ画像を出力する。図9は、第1判定対象画像の入力に応じて学習済の機械学習モデル54から出力されるヒートマップ画像の一例を示す図である。図9に示すヒートマップ画像に含まれる各画素の画素値は、当該画素が表す芝が不健康である確率に対応するものとなっている。 Then, as described above, the trained machine learning model 54 outputs a heat map image according to the input of the first determination target image. FIG. 9 is a diagram showing an example of a heat map image output from the learned machine learning model 54 in response to the input of the first determination target image. The pixel value of each pixel included in the heat map image shown in FIG. 9 corresponds to the probability that the lawn represented by the pixel is unhealthy.
そして、第1判定部56は、ヒートマップ画像に基づいて、学習済の機械学習モデル54に入力された第1判定対象画像に写る芝が不健康である確率を特定してもよい。そして、第1判定部56は、特定された確率が所定の閾値(例えば85%)よりも高ければ、当該第1判定対象画像に写る芝が不健康であると判定してもよい。
Then, based on the heat map image, the
以上で説明したように、第1判定部56が、所定画素数である第1判定対象画像を学習済モデルに入力した際の当該学習済モデルからの出力に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。
As described above, when the first determination target image having a predetermined number of pixels is input to the trained model, the
ただし、ここでの判定は、1024画素×1024画素の第1判定対象画像内において不健康な芝が写っている領域を正確に判定するものではなく、当該第1判定対象画像内に不健康な可能性がある芝が写る領域が含まれていることを示しているにすぎない。 However, the determination here does not accurately determine the area in which unhealthy grass appears in the first determination target image of 1024 pixels×1024 pixels, and the possibility of unhealthy grass in the first determination target image is not determined accurately. It just shows that the area where some grass is captured is included.
第2分割部62は、本実施形態では例えば、写っている芝が不健康であると判定される第1判定対象画像のそれぞれについて、当該第1判定対象画像を第3の所定画素数×第4の所定画素数の領域ごとに分割することで、第2判定対象画像を生成する。ここでは例えば、図10に示すように、第1判定対象画像I1を256画素×256画素の領域ごとに分割することで、第2判定対象画像I2が生成されることとする。この例では、1個の第1判定対象画像I1から16個の第2判定対象画像I2が生成されている。
In the present embodiment, for example, the
ここで、すべての画素が黒色画素である第2判定対象画像は、以降の処理の対象から除外される。このことは、不健康な芝が存在する場所をピンポイントで正確に特定するのに役立つ。また、不健康な芝が存在する領域の数と同じぐらい存在する無関係なゴルフ場内の領域が示されないようにすることができる。 Here, the second determination target image in which all pixels are black pixels is excluded from subsequent processing. This helps pinpoint exactly where unhealthy turf exists. Also, irrelevant areas within the golf course where there are as many areas with unhealthy turf as there are may not be shown.
第2判定部64は、本実施形態では例えば、写っている芝が不健康であると判定される第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する。
In the present embodiment, for example, the
本実施形態では、第2判定部64によって、擬陽性であるものを除外するために、外れ値が少なく画素値が均一な領域を探索する追加の判定処理が実行される。ここでは、当該領域に写る芝が不健康あるいは病気であることが明確ではないような、色の分布のばらつきがほとんどない領域、あるいは、まったくない領域が探索される。
In the present embodiment, the
ここで、第2判定部64は、まず、第2判定対象画像にバンドパスフィルタを適用してもよい。当該バンドパスフィルタは、例えば、バンカーなどの砂を示す領域、通路を示す領域、黒色領域、又は、芝ではない領域に相当する色を除去するフィルタである。
Here, the
そして、第2判定部64は、ノイズを抑制するために、第2判定対象画像に平滑化処理を行ってもよい。第2判定部64は、例えば、第2判定対象画像に追加で粗いガウシアンブラーによる平滑化処理を行ってもよい。このようにすれば、芝の健康状態をより精度よく判定することが可能となる。
Then, the
そして、第2判定部64は、第2判定対象画像に含まれる画素の画素値の標準偏差又は分散の小ささに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。ここでは例えば、当該第2判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかが判定される。例えば、第2判定部64は、第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきを示す値(例えば、標準偏差又は分散)を特定する。そして、第2判定部64は、画素値のばらつきを示す値と所定値(小さな値が想定される)との差が閾値以下である場合は、当該第2判定対象画像に写る芝が健康である(すなわち、擬陽性である)と判定する。
Then, the
あるいは、第2判定部64は、第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきを示す値(例えば、標準偏差又は分散)が所定の閾値未満である場合は、当該第2判定対象画像に写る芝が健康である(すなわち、擬陽性である)と判定してもよい。
Alternatively, if the value (for example, standard deviation or variance) indicating variation in pixel values of pixels included in the second determination target image is less than a predetermined threshold, the
このようにして擬陽性であると判定された第2判定対象画像に相当する領域は、芝が不健康であると判定される領域から除外される。 The area corresponding to the second determination target image determined as false positive in this manner is excluded from the area determined as unhealthy turf.
ここで、第2判定部64が、上述のようにして第2判定対象画像にバンドパスフィルタを適用した画像に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。
Here, the
また、第2判定部64が、上述のように第2判定対象画像に平滑化処理を行った画像に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。
Further, the
発明者は、サンプルである複数の第2判定対象画像を、画素値のヒストグラムに存在する外れ値の数に基づいてランク付けした。ここで、外れ値の数が上位25%である第2判定対象画像においては、画素値のばらつきは、画素値のヒストグラムの標準偏差に基づいて分析可能であることが判明した。このことから、発明者は、均一で健康である芝が写る第2判定対象画像の画素値の標準偏差は、タイト、あるいは、小さい傾向があることを発見した。 The inventor ranked a plurality of sample second determination target images based on the number of outliers present in the histogram of pixel values. Here, it was found that in the second determination target image in which the number of outliers is in the top 25%, the pixel value variation can be analyzed based on the standard deviation of the pixel value histogram. From this, the inventor discovered that the standard deviation of the pixel values of the second determination target image, in which uniform and healthy grass is captured, tends to be tight or small.
このことを踏まえ、本実施形態では、以上で説明したように、画素値の標準偏差又は分散に基づいて、第2判定対象画像が擬陽性であるか否かを判定することとした。 Based on this, in the present embodiment, as described above, it is determined whether or not the second determination target image is false-positive based on the standard deviation or variance of the pixel values.
表示制御部66は、本実施形態では例えば、第1判定部56及び第2判定部64による判定結果に基づいて、図11に例示されている芝健康状態判定結果画像を生成して、表示部18に表示させる。 In this embodiment, for example, the display control unit 66 generates a turf health condition determination result image illustrated in FIG. 18.
表示制御部66は、例えば、生えている芝が健康であるフェアウェイ又はグリーンに相当する地理的領域である健康芝領域、及び、生えている芝が不健康であるフェアウェイ又はグリーンに相当する地理的領域である不健康芝領域を特定してもよい。例えば、表示制御部66は、第1判定部56において写っている芝が健康であると判定された第1判定対象画像に対応付けられる地理的領域を、健康芝領域として特定してもよい。また、表示制御部66は、第1判定部56において写っている芝が不健康であると判定された第1判定対象画像を分割した第2判定対象画像であって、第2判定部64において写っている芝が健康であると判定された第2判定対象画像に対応付けられる地理的領域も、健康芝領域として特定してもよい。
For example, the display control unit 66 displays a healthy turf area, which is a geographical area corresponding to fairways or greens where turf is healthy, and a geographical area corresponding to fairways or greens, where turf is unhealthy. You may identify an unhealthy turf area where . For example, the display control unit 66 may specify, as a healthy turf area, a geographical area associated with the first determination target image in which the
そして、表示制御部66は、第1判定部56において写っている芝が不健康であると判定された第1判定対象画像を分割した第2判定対象画像であって、第2判定部64においても写っている芝が不健康であると判定された第2判定対象画像に対応付けられる地理的領域を、不健康芝領域として特定してもよい。
Then, the display control unit 66 divides the first determination target image in which the grass in the image is determined to be unhealthy by the
そして、表示制御部66は、健康芝領域と不健康芝領域とが識別可能に表現された芝健康状態判定結果画像を生成してもよい。例えば、健康芝領域と不健康芝領域とが異なる色で表された芝健康状態判定結果画像が生成されてもよい。 Then, the display control unit 66 may generate a turf health condition determination result image in which the healthy turf area and the unhealthy turf area are expressed so as to be identifiable. For example, a turf health condition determination result image may be generated in which healthy turf areas and unhealthy turf areas are expressed in different colors.
本実施形態では例えば、上述の第2判定部64による判定が終了すると、第2判定対象画像に関連付けられている地理情報に基づいて、判定結果が地理参照に変換される。
In the present embodiment, for example, after the determination by the
ここでは例えば、第2判定対象画像の地理参照がポリゴンに変換される。そして、オープンソースのphthonライブラリにおけるcascaded unionアルゴリズムを用いてグループ化される。このグループ化によって、すべての隣接するポリゴンをグループ化し、一連の新たにグループ化されたポリゴンが生成される。 Here, for example, the georeference of the second determination target image is converted into polygons. They are then grouped using the cascaded union algorithm in the open source python library. This grouping groups all adjacent polygons to produce a series of newly grouped polygons.
不健康芝領域を表すポリゴンの座標は、芝健康状態アラートマーカーを生成するためのAPIリクエストを生成するために使用される。芝健康状態アラートマーカーはgeojson形式のファイルで保存され、所与のオルソモザイク地図の上に半透明のポリゴンとして視覚化される。このようにして視覚化された画像の一例が、図11に例示されている芝健康状態判定結果画像である。 The coordinates of the polygon representing the unhealthy turf area are used to generate an API request to generate a turf health alert marker. Turf health alert markers are saved in geojson format files and visualized as translucent polygons on top of a given orthomosaic map. An example of an image visualized in this way is the turf health condition determination result image illustrated in FIG.
ここで、本実施形態に係る芝健康状態判定システム10で行われる処理の流れの一例を、図12に例示するフロー図を参照しながら説明する。
Here, an example of the flow of processing performed by the turf health
本処理例では、所与のゴルフ場を撮影した3つのゴルフ場画像(RGB画像、近赤外画像、及び、サーマル画像)が、ゴルフ場画像記憶部30に予め記憶されていることとする。
In this processing example, three golf course images (RGB image, near-infrared image, and thermal image) of a given golf course are pre-stored in the golf course
まず、ゴルフ場画像取得部32が、ゴルフ場画像記憶部30に記憶されている3つのゴルフ場画像を取得する(S101)。
First, the golf course
そして、セグメンテーション部42が、S101に示す処理で取得されたゴルフ場画像に基づいて、セグメンテーション結果画像を生成する(S102)。
Then, the
そして、芝領域抽出部44が、S101に示す処理で取得されたRGB画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出することで、抽出済RGB画像を生成する(S103)。
Then, the turf
そして、隙間埋めノイズ除去部46が、S103に示す処理で生成された抽出済RGB画像に基づいて、二値化画像を生成する(S104)。 Then, the gap-filling noise removal unit 46 generates a binarized image based on the extracted RGB image generated by the processing shown in S103 (S104).
そして、隙間埋めノイズ除去部46が、S104に示す処理で生成された二値化画像に対して、上述のモルフォロジー変換を実行する(S105)。 Then, the gap-filling noise removal unit 46 performs the above-described morphological transformation on the binarized image generated by the processing shown in S104 (S105).
そして、隙間埋めノイズ除去部46が、S105に示す処理でモルフォロジー変換が実行された二値化画像と、S101に示す処理で取得されたRGB画像と、に基づいて、芝領域画像を生成する(S106)。 Then, the gap-filling noise removal unit 46 generates a grass area image based on the binarized image subjected to the morphological transformation in the process shown in S105 and the RGB image acquired in the process shown in S101 ( S106).
そして、第1分割部52が、S106に示す処理で生成された芝領域画像を分割することで、複数の第1判定対象画像を生成する(S107)。
Then, the
そして、第1分割部52が、S107に示す処理で生成された複数の第1判定対象画像のうちから、後続の処理の実行対象となる第1判定対象画像を選択する(S108)。
Then, the
そして、第1判定部56が、S108に示す処理で選択された第1判定対象画像のそれぞれに対して、ガウシアンブラーによる前処理やモルフォロジー操作等の所定の加工処理を実行する(S109)。
Then, the
そして、第1判定部56が、S109に示す処理で加工された第1判定対象画像のそれぞれについて、当該第1判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかを判定する(S110)。
Then, the
そして、第2分割部62が、S110に示す処理で写っている芝が不健康であると判定された第1判定対象画像を特定する(S111)。
Then, the
そして、第2分割部62が、S111に示す処理で特定された第1判定対象画像のそれぞれについて、当該第1判定対象画像を分割することで、当該第1判定対象画像に対応付けられる複数の第2判定対象画像を生成する(S112)。
Then, the
そして、第2分割部62が、S112に示す処理で生成された複数の第2判定対象画像のうちから、後続の処理の実行対象となる第2判定対象画像を選択する(S113)。
Then, the
そして、第2判定部64が、S113に示す処理で選択された第2判定対象画像のそれぞれに対して、所与のバンドパスフィルタを適用する(S114)。
Then, the
そして、第2判定部64が、S114に示す処理でバンドパスフィルタが適用された第2判定対象画像のそれぞれに対して、平滑化処理を実行する(S115)。
Then, the
そして、第2判定部64が、S115に示す処理で平滑化処理が実行された第2判定対象画像に含まれる画素の画素値の標準偏差又は分散の小ささに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかを判定する(S116)。
Then, the
そして、表示制御部66が、上述のS110に示す処理、及び、S116に示す処理の結果に基づいて、芝健康状態判定結果画像を生成する(S117)。 Then, the display control unit 66 generates a turf health condition determination result image based on the results of the processing shown in S110 and the processing shown in S116 (S117).
そして、表示制御部66が、S117に示す処理で生成された芝健康状態判定結果画像を、表示部18に表示させて(S118)、本処理例に示す処理は終了される。
Then, the display control unit 66 causes the
ゴルフ場では、不健康な芝をできるだけ早くメンテナンスするために、例えば毎日のような高頻度で、不健康な芝が存在する領域をピンポイントに高速で特定する必要がある。 In order to maintain unhealthy turf as early as possible, golf courses need to pinpoint and quickly identify areas where unhealthy turf exists, as often as every day.
そして、機械学習モデル54を用いてゴルフ場の領域の全体についての芝の健康状態の判定するにあたって、機械学習モデル54に入力される画像の数が増えれば増えるほど、一般的に、芝の健康状態の判定に時間がかかる。 When the machine learning model 54 is used to determine the health of the turf for the entire area of the golf course, the more the number of images input to the machine learning model 54, the more generally the health of the turf. It takes time to determine the status.
そこで、機械学習モデル54に入力される第1判定対象画像に相当する地理的領域が広くなるよう、第1判定対象画像に含まれる画素の数を多く(データサイズを大きく)することが考えられる。このようにすると、ゴルフ場の領域の全体に対する当該判定を行うために機械学習モデル54に入力する必要がある第1判定対象画像の数を減らすことができるので、芝の健康状態の判定に要する時間を短くすることが可能となる。 Therefore, it is conceivable to increase the number of pixels included in the first determination target image (increase the data size) so that the geographical area corresponding to the first determination target image input to the machine learning model 54 becomes wider. . By doing so, it is possible to reduce the number of first determination target images that need to be input to the machine learning model 54 in order to perform the determination for the entire area of the golf course. It is possible to shorten the time.
しかしこのようにすると、当該判定によって芝の健康状態が判定される地理的領域の粒度が粗くなってしまい、ピンポイントな領域での判定ができない。 However, if this is done, the granularity of the geographic region for which the health condition of the lawn is determined by the determination becomes coarser, and determination cannot be made in a pinpoint region.
そこで本実施形態では、第1判定対象画像に基づく判定を一旦行い、その結果、写っている芝が不健康であると判定された第1判定対象画像を分割して、対応する地理的領域が第1判定対象画像より狭い第2判定対象画像を生成することにした。 Therefore, in the present embodiment, determination based on the first determination target image is once performed, and as a result, the first determination target image in which it is determined that the grass in the image is unhealthy is divided, and the corresponding geographical area is divided into the first determination target image. A second determination target image narrower than the first determination target image is generated.
そして、一般的に機械学習モデル54を用いた判定よりも処理負荷が小さい、画素値のばらつきに基づく判定を第2判定対象画像に対して行うこととした。 Then, determination based on variation in pixel values, which generally requires less processing load than determination using the machine learning model 54, is performed on the second determination target image.
このようにして本実施形態によれば、多重的な判定を行うことで、ゴルフ場において不健康な芝が存在する領域をピンポイントに高速で特定できることとなる。 In this manner, according to the present embodiment, by performing multiple determinations, it is possible to pinpoint, at high speed, an area in which unhealthy turf exists on a golf course.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、第2判定部64が、上述のS114に示す処理を実行しなくてもよい。また、第2判定部64が、上述のS115に示す処理を実行しなくてもよい。
For example, the
また、第1判定部56は、機械学習モデル54を用いることなく、他の既存の手法を用いて、第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定してもよい。
Alternatively, the
また、フェアウェイを示す領域及びグリーンを示す領域の両方に対して、芝が健康であるか不健康であるかが判定される必要はない。フェアウェイを示す領域又はグリーンを示す領域のいずれかに対して、芝が健康であるか不健康であるかが判定されてもよい。 Also, it is not necessary to determine whether the turf is healthy or unhealthy for both the area representing the fairway and the area representing the green. It may be determined whether the turf is healthy or unhealthy for either the area representing the fairway or the area representing the green.
また、第2判定部64が、第2判定対象画像に含まれる画素の画素値の標準偏差又は分散に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかを判定する必要はない。例えば、第2判定対象画像に含まれる画素のうちから、所定の基準に従って画素値が外れ値である画素を特定してもよい。そしてこのようにして特定された画素の数に基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝が健康であるか不健康であるかが判定されてもよい。
Also, the
10 芝健康状態判定システム、12 プロセッサ、14 記憶部、16 通信部、18 表示部、20 操作部、30 ゴルフ場画像記憶部、32 ゴルフ場画像取得部、40 第1処理部、42 セグメンテーション部、44 芝領域抽出部、46 隙間埋めノイズ除去部、50 第2処理部、52 第1分割部、54 機械学習モデル、56 第1判定部、60 第3処理部、62 第2分割部、64 第2判定部、66 表示制御部。
10 turf health
Claims (8)
前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出する芝領域抽出手段と、
前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する第1判定手段と、
写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する第2判定手段と、
を含むことを特徴とするゴルフ場における芝健康状態判定システム。 a golf course image obtaining means for obtaining a golf course image obtained by photographing the golf course;
turf area extracting means for extracting a turf area representing at least one of a fairway and a green in the golf course image;
a first determination means for determining the health condition of the grass reflected in the first determination target image based on the first determination target image, which is an image of at least a part of the turf region;
For each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, the number of pixels included in the second determination target image is determined for each of the first determination target images in which the grass in the image is determined to be unhealthy. a second determination means for determining the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on variations in pixel values;
A turf health condition determination system in a golf course, comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のゴルフ場における芝健康状態判定システム。 For each of the plurality of first determination target images obtained by dividing the image of the turf region, the first determination means determines the health condition of the grass reflected in the first determination target image based on the first determination target image. judge,
The turf health condition determination system for a golf course according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のゴルフ場における芝健康状態判定システム。 The first determination means determines the health condition of the lawn reflected in the first determination target image based on an output from the learned model when the first determination target image having a predetermined number of pixels is input to the learned model. determine the
The turf health condition determination system for a golf course according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のゴルフ場における芝健康状態判定システム。 The second determination means determines the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on the standard deviation or small variance of the pixel values of the pixels included in the second determination target image.
The turf health condition determination system for a golf course according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のゴルフ場における芝健康状態判定システム。 The second determination means determines the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on an image obtained by applying a band-pass filter to the second determination target image.
The turf health condition determination system for a golf course according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のゴルフ場における芝健康状態判定システム。 The second determination means determines the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on an image obtained by performing smoothing processing on the second determination target image.
The turf health condition determination system for a golf course according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
芝領域抽出手段が、前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出するステップと、
第1判定手段が、前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定するステップと、
第2判定手段が、写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定するステップと、
を含むことを特徴とするゴルフ場における芝健康状態判定方法。 a golf course image acquiring means acquiring a golf course image of the golf course;
a turf area extraction means extracting a turf area indicating at least one of a fairway and a green in the golf course image;
a step in which a first determination means determines the health condition of the turf reflected in the first determination target image based on the first determination target image, which is an image of at least a part of the turf region;
A second determination means, for each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, for each of the first determination target images in which the grass in the image is determined to be unhealthy. determining the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on variations in pixel values of pixels included in the image;
A lawn health condition determination method on a golf course, comprising:
前記ゴルフ場画像内における、フェアウェイ又はグリーンのうちの少なくとも一方を示す芝領域を抽出する手順、
前記芝領域の少なくとも一部の領域の画像である第1判定対象画像に基づいて、当該第1判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する手順、
写っている芝が不健康であると判定される前記第1判定対象画像について、当該第1判定対象画像を分割した複数の第2判定対象画像ごとに、当該第2判定対象画像に含まれる画素の画素値のばらつきに基づいて、当該第2判定対象画像に写る芝の健康状態を判定する手順、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 a procedure for acquiring a golf course image of a golf course;
A procedure for extracting a turf area representing at least one of a fairway and a green in the golf course image;
a procedure for determining the health condition of the turf reflected in the first determination target image based on the first determination target image, which is an image of at least a part of the turf region;
For each of a plurality of second determination target images obtained by dividing the first determination target image, the number of pixels included in the second determination target image is determined for each of the first determination target images in which the grass in the image is determined to be unhealthy. a procedure for determining the health condition of the grass reflected in the second determination target image based on variations in pixel values;
A program characterized by causing a computer to execute
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