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JP7291914B2 - Processing method and processing equipment using the same - Google Patents
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Description

本開示は、処理技術、特に画像に対する処理を実行する処理方法およびそれを利用した処理装置に関する。 The present disclosure relates to processing technology, and more particularly to a processing method for executing processing on an image and a processing apparatus using the same.

製品の異常を検出するために、製品に取り付けたセンサからの信号に対してウェーブレット変換による時間軸上の周波数解析がなされ、周波数解析結果等が含まれる相関図に対するニューラルネットワークの処理が実行される(例えば、特許文献1参照)。 In order to detect anomalies in products, signals from sensors attached to products are subjected to frequency analysis on the time axis by wavelet transform, and neural network processing is performed on correlation diagrams including frequency analysis results. (See Patent Document 1, for example).

特開2018-91640号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2018-91640

センサを製品に取り付けることができない場合、故障等の異常が生じている製品から発生する音を検出するためにマイクロホンが使用される。マイクロホンを使用する場合、製品の周辺で生じている騒音等の環境音も検出される。環境音の存在によって、製品から発生する音の検出精度が悪化する。 If the sensor cannot be attached to the product, a microphone is used to detect the sound emitted from the product that has an abnormality such as a malfunction. When using a microphone, environmental sounds such as noise occurring around the product are also detected. The presence of environmental sounds degrades the detection accuracy of sounds emitted from products.

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、環境音が存在する場合でも処理の正確性の低下を抑制する技術を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a technique for suppressing deterioration in accuracy of processing even when environmental sounds are present.

上記課題を解決するために、本開示のある態様の処理装置は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、第1入力部に入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する第1変換部と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、第2入力部に入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する第2変換部と、第2変換部において変換した環境音画像と、第1変換部において変換した検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音画像と検査画像とを合併させた結果に対して、ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、処理部の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、を備える。
本開示の別の態様の処理装置は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、第1入力部に入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する第1変換部と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、第2入力部に入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する第2変換部と、第2変換部において変換した環境音画像と、第1変換部において変換した検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音画像と検査画像とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、処理部の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、を備える。
In order to solve the above problems, a processing device according to one aspect of the present disclosure includes a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; A first conversion unit that converts inspection information input to the first input unit into an inspection image that indicates temporal changes in frequency components, and inputs environmental sound information that indicates temporal changes in environmental sounds when obtaining inspection information. a second input unit that converts the environmental sound information input to the second input unit into an environmental sound image that shows temporal changes in frequency components; and an environmental sound image that is converted by the second conversion unit. a processing unit for inputting the inspection image converted by the first conversion unit into a trained neural network, and then performing neural network processing on the result of merging the environmental sound image and the inspection image ; and an output unit that outputs an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the processing unit.
A processing device according to another aspect of the present disclosure includes a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; a first conversion unit that converts inspection information into an inspection image that indicates temporal changes in frequency components; a second input unit that inputs environmental sound information that indicates temporal changes in environmental sounds when obtaining the examination information; A second conversion unit that converts the environmental sound information input to the second input unit into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components, and the environmental sound image converted by the second conversion unit and converted by the first conversion unit. After inputting the obtained inspection image into a trained neural network, processing is performed to combine the results of executing convolution layer processing on the environmental sound image and the inspection image, and the result of the combination output by the combining processing is A processing unit for executing neural network processing including convolutional layer processing, and an output unit for outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the processing unit.

本開示の別の態様もまた、処理装置である。この装置は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、第2入力部に入力した環境音情報と、第1入力部に入力した検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音情報と検査情報とを合併させた結果に対して、ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、処理部の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、を備える。
本開示の別の態様の処理装置は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、第2入力部に入力した環境音情報と、第1入力部に入力した検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音情報と検査情報とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、処理部の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、を備える。
Another aspect of the present disclosure is also a processing apparatus. This apparatus includes a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; After inputting the second input unit for inputting the environmental sound information, the environmental sound information input to the second input unit, and the inspection information input to the first input unit to the trained neural network, the environmental sound information and an output unit for outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the processing unit.
A processing device according to another aspect of the present disclosure includes a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; A second input unit for inputting environmental sound information indicating changes in the environmental sound over time, the environmental sound information input to the second input unit, and the inspection information input to the first input unit are input to a trained neural network. Then, a neural network that combines the results of executing convolutional layer processing on environmental sound information and inspection information, and includes convolutional layer processing on the combined results output by the combining processing. and an output unit for outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the processing unit.

本開示のさらに別の態様は、処理方法である。この方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換するステップと、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換するステップと、 変換した環境音画像と、変換した検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音画像と検査画像とを合併させた結果に対して、ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。
本開示の別の態様の処理方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換するステップと、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換するステップと、変換した環境音画像と、変換した検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音画像と検査画像とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。
Yet another aspect of the present disclosure is a processing method. This method comprises the steps of: inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating temporal changes in sound; and converting the input inspection information into an inspection image indicating temporal changes in frequency components. a step of converting; a step of inputting environmental sound information indicating temporal changes in environmental sounds when acquiring inspection information; and converting the input environmental sound information into an environmental sound image indicating temporal changes in frequency components. a step of inputting the converted environmental sound image and the converted inspection image to a trained neural network, and performing neural network processing on the result of combining the environmental sound image and the inspection image. and outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the neural network.
A processing method according to another aspect of the present disclosure includes a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; a step of converting into an inspection image showing a change; a step of inputting environmental sound information showing a time change of the environmental sound when acquiring the inspection information; and inputting the converted environmental sound image and the converted inspection image to a trained neural network, and then performing convolution layer processing on the environmental sound image and the inspection image. a step of performing a process of combining the results obtained by the combining process, performing neural network processing including convolutional layer processing on the combined result output by the combining process; and outputting the inspection result.

本開示のさらに別の態様もまた、処理方法である。この方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、 検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、 入力した環境音情報と、入力した検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音情報と検査情報とを合併させた結果に対して、ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。
本開示の別の態様の処理方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、入力した環境音情報と、入力した検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、環境音情報と検査情報とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。
Yet another aspect of the present disclosure is also a processing method. This method includes the steps of: inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; a step of inputting information; inputting the input environmental sound information and the input inspection information to a trained neural network; and outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the neural network.
A processing method according to another aspect of the present disclosure includes a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; A step of inputting environmental sound information showing a change over time, and inputting the input environmental sound information and the input inspection information into a trained neural network, and then performing a convolution layer on the environmental sound information and the inspection information. a step of performing a process of combining the results of executing the processes of, performing a neural network process including a convolutional layer process on the result of the combination output by the combining process; and outputting inspection results of the object of interest.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described components and expressions of the present disclosure converted between methods, devices, systems, computer programs, recording media recording computer programs, etc. are also effective as aspects of the present disclosure. be.

本開示によれば、環境音が存在する場合でも処理の正確性の低下を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress deterioration in accuracy of processing even when environmental sounds are present.

実施例1に係る処理装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus according to Example 1; FIG. 図2(a)-(b)は、図1の変換部の処理の概要を示す図である。FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams showing an overview of the processing of the conversion unit in FIG. 1. FIG. 図3(a)-(c)は、図1の変換部の処理の概要を示す図である。3(a) to 3(c) are diagrams showing an overview of the processing of the conversion unit in FIG. 1. FIG. 図4(a)-(c)は、図1の処理部において使用される画像を示す図である。4(a)-(c) are diagrams showing images used in the processing unit of FIG. 1. FIG. 図5(a)-(c)は、図1の処理部の構成を示す図である。5A to 5C are diagrams showing the configuration of the processing unit in FIG. 1. FIG. 図1の処理部における処理の概要を示す図である。2 is a diagram showing an overview of processing in a processing unit in FIG. 1; FIG. 第1変形例に係る処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the process part which concerns on a 1st modification. 第3変形例に係る処理部の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a processing unit according to a third modified example; 図9(a)-(c)は、第4変形例に係る処理部の構成を示す図である。FIGS. 9A to 9C are diagrams showing the configuration of a processing section according to the fourth modification. 実施例2に係る処理装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of a processing apparatus according to Example 2; 実施例3に係る処理装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of a processing apparatus according to Example 3;

(実施例1)
本開示の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例1は、モータ等の回転装置のような製品に異常が含まれているか否かを判定する処理装置に関する。これまで、製品に異常が含まれているか否かを判定するために、モータの異音が人手により全数検査されている。しかしながら、官能検査であるため、人による判定基準のばらつきが生じたり、人による判定時間のばらつきが生じたり、人の状態(体調など)によるばらつきが生じたり、顧客要望の反映の難しさが存在したり、検査記録の難しさがあったりした。つまり、客観的かつ測定可能な良否判定基準がない。そのため、異音識別を自動化することによって、省人合理化、品質安定化が求められる。
(Example 1)
Before specifically describing the embodiments of the present disclosure, an outline of the present embodiments will be described. Embodiment 1 relates to a processing apparatus for determining whether or not a product such as a rotating device such as a motor has an abnormality. Hitherto, in order to determine whether or not a product contains abnormalities, all products have been manually inspected for abnormal motor noise. However, since it is a sensory test, it is difficult to reflect customer requests, such as variations in judgment criteria depending on the person, variations in judgment time depending on the person, and variations due to the condition of the person (physical condition, etc.). There were also difficulties with inspection records. In other words, there is no objective and measurable pass/fail criteria. Therefore, labor saving and rationalization and quality stabilization are required by automating abnormal noise identification.

また、製品で発生する音を検出するために、加速度ピックアップがマグネットなどによって製品に直接接続される。このような状況下において、製品の周辺で生じている騒音等の環境音の影響が低減される。しかしながら、マグネットによる接続ができない製品については検査が困難になる。また、加速度ピックアップの接続場所を振動させないような音、例えば風切り音などの検査が困難になる。一方、製品で発生する音を検出するために、マイクロホンを使用すると、このような課題は生じない。しかしながら、製品の周辺で生じている騒音等の環境音の影響を受ける。そのため、環境音が存在する場合でも処理の正確性の低下を抑制することが求められる。 Also, an accelerometer is directly connected to the product by a magnet or the like to detect the sound generated by the product. Under such circumstances, the influence of environmental sounds such as noise generated around the product is reduced. However, inspection becomes difficult for products that cannot be connected by magnets. In addition, it becomes difficult to inspect for sounds that do not vibrate the connection location of the acceleration pickup, such as wind noise. On the other hand, using a microphone to detect the sound generated by the product does not pose such a problem. However, it is affected by environmental sounds such as noise generated around the product. Therefore, it is required to suppress deterioration in accuracy of processing even when environmental sounds are present.

本実施例に係る処理装置は、検査対象となる物体で発生する音を録音するためのマイクロホン(以下、「第1マイクロホン」という)を接続するとともに、環境音を録音するためのマイクロホン(以下、「第2マイクロホン」という)を接続する。処理装置は、第1マイクロホンにおいて取得した音を示す情報(以下、「検査情報」という)をもとに、検査情報における示される波形を周波数成分の時間変化に変換した画像(以下、「検査画像」という)を生成する。また、処理装置は、第2マイクロホンにおいて取得した音を示す情報(以下、「環境音情報」という)をもとに、環境音情報における示される波形を周波数成分の時間変化に変換した画像(以下、「環境音画像」という)を生成する。処理装置は、検査画像と環境音画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。 The processing device according to the present embodiment connects a microphone for recording sounds generated by an object to be inspected (hereinafter referred to as a "first microphone"), and a microphone for recording environmental sounds (hereinafter referred to as a "first microphone"). (referred to as the “second microphone”). Based on the information indicating the sound acquired by the first microphone (hereinafter referred to as "inspection information"), the processing device converts the waveform indicated in the inspection information into an image (hereinafter referred to as "inspection image ). In addition, based on the information indicating the sound acquired by the second microphone (hereinafter referred to as "environmental sound information"), the processing device converts the waveform indicated in the environmental sound information into an image (hereinafter referred to as "time change" of the frequency component) , called “environmental sound image”). The processing device performs neural network processing on the inspection image and the environmental sound image.

図1は、処理装置100の構成を示す。処理装置100は、マイクロホン10と総称される第1マイクロホン10a、第2マイクロホン10b、増幅器12と総称される第1増幅器12a、第2増幅器12b、A/Dコンバータ14と総称される第1A/Dコンバータ14a、第2A/Dコンバータ14bに接続されるとともに、入力部110と総称される第1入力部110a、第2入力部110b、変換部112と総称される第1変換部112a、第2変換部112b、処理部114、出力部118を含む。ここで、学習処理において処理部114が学習され、判定処理において処理部114が使用される。判定処理は、検査画像と環境音画像とにニューラルネットワークを使用することによって、検査画像が正常であるか不良であるかを判定する処理である。学習処理は、処理装置100以外の装置でなされ、学習結果が処理部114に適用されてもよい。 FIG. 1 shows the configuration of a processing device 100. As shown in FIG. The processing unit 100 includes a first microphone 10a, a second microphone 10b, collectively referred to as the microphone 10, a first amplifier 12a, a second amplifier 12b, collectively referred to as the amplifier 12, and a first A/D converter 14, collectively referred to as the A/D converter . A first input section 110a, a second input section 110b, and a first conversion section 112a and a second conversion section 112, which are connected to the converter 14a and the second A/D converter 14b and are collectively referred to as the input section 110. A unit 112b, a processing unit 114, and an output unit 118 are included. Here, the processing unit 114 is learned in the learning process, and the processing unit 114 is used in the determination process. The determination process is a process of determining whether the inspection image is normal or defective by using a neural network for the inspection image and the environmental sound image. The learning process may be performed by a device other than the processing device 100 and the learning result may be applied to the processing unit 114 .

第1マイクロホン10aは、検査対象の物体の近傍に配置され音を取得する。例えば、物体が故障等によって異音を発している場合に、第1マイクロホン10aは異音を取得する。一方、物体が正常である場合に、第1マイクロホン10aは異音を取得しない。第1マイクロホン10aは、取得した音を電子信号に変換する。電気信号に変換された音(以下、これもまた「音」という)は、時間の経過に対する電圧の波形で示される。電圧の絶対値がしきい値よりも大きい場合に振動の発生が示され、電圧の絶対値がしきい値以下である場合に、振動が発生していないことが示される。第1マイクロホン10aは、音を第1増幅器12aに出力する。第1増幅器12aは、第1マイクロホン10aからの音を増幅して、増幅した音を第1A/Dコンバータ14aに出力する。第1A/Dコンバータ14aは、第1増幅器12aからの音に対してA/D変換を実行することによって、アナログ信号の音をデジタル信号の音に変換する。第1A/Dコンバータ14aは、デジタル信号の音を処理装置100に出力する。 A first microphone 10a is placed near an object to be inspected to acquire sound. For example, when an object is making an abnormal sound due to a failure or the like, the first microphone 10a acquires the abnormal sound. On the other hand, when the object is normal, the first microphone 10a does not pick up the abnormal sound. The first microphone 10a converts the acquired sound into an electronic signal. Sound converted into an electrical signal (hereinafter also referred to as "sound") is represented by a voltage waveform over time. The occurrence of vibration is indicated when the absolute value of the voltage is greater than the threshold, and the absence of vibration is indicated when the absolute value of the voltage is equal to or less than the threshold. The first microphone 10a outputs sound to the first amplifier 12a. The first amplifier 12a amplifies the sound from the first microphone 10a and outputs the amplified sound to the first A/D converter 14a. The first A/D converter 14a converts analog signal sound into digital signal sound by performing A/D conversion on the sound from the first amplifier 12a. The first A/D converter 14 a outputs the sound of the digital signal to the processing device 100 .

処理装置100の第1入力部110aは、デジタル信号の音を第1A/Dコンバータ14aから受けつける。ここでは、学習処理において使用される音を「学習用情報」と呼び、判定処理に使用される音を「検査情報」と呼ぶ。学習用情報と検査情報は、いずれも音の時間変化が示される情報であるといえる。第1入力部110aは、学習用情報あるいは検査情報を第1変換部112aに出力する。 The first input section 110a of the processing device 100 receives the sound of the digital signal from the first A/D converter 14a. Here, the sound used in the learning process is called "learning information", and the sound used in the determination process is called "test information". It can be said that both the learning information and the examination information are information indicating temporal changes in sound. The first input unit 110a outputs learning information or examination information to the first conversion unit 112a.

第1変換部112aは、学習処理の場合に、第1入力部110aから受けつけた学習用情報を、周波数成分の時間変化が示される学習用画像に変換し、判定処理の場合に、第1入力部110aから受けつけた検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する。ここでは、図2(a)-(b)、図3(a)-(c)を使用しながら第1変換部112aでの処理を説明する。図2(a)-(b)は、第1変換部112aの処理の概要を示す。図2(a)は、学習用情報あるいは検査情報を示す。横軸が時間を示し、縦軸が強度、例えば電圧を示す。前述のごとく、学習用情報あるいは検査情報は波形を示す。第1期間300、第2期間302、第3期間304のような一定の短期間が規定される。これらは、例えば、6ミリ秒である。また、第1期間300と第2期間302、第2期間302と第3期間304のような隣接した期間は一部が重複するように配置される。 In the learning process, the first conversion unit 112a converts the learning information received from the first input unit 110a into a learning image showing the time change of the frequency component. The inspection information received from the unit 110a is converted into an inspection image showing temporal changes in frequency components. Here, the processing in the first conversion unit 112a will be described with reference to FIGS. 2(a)-(b) and FIGS. 3(a)-(c). 2(a) and 2(b) show an overview of the processing of the first conversion unit 112a. FIG. 2(a) shows learning information or inspection information. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates intensity, eg, voltage. As described above, the learning information or inspection information indicates waveforms. Certain short periods are defined, such as a first period of time 300, a second period of time 302, and a third period of time 304. FIG. These are, for example, 6 milliseconds. Adjacent periods such as the first period 300 and the second period 302 and the second period 302 and the third period 304 are arranged so as to partially overlap.

第1変換部112aは、第1期間300における波形をフーリエ変換する。図2(b)のように、フーリエ変換の結果は第1周波数データ400と示される。また、第1変換部112aは、第2期間302、第3期間304における波形をフーリエ変換する。フーリエ変換の結果は、図2(b)のように第2周波数データ402、第3周波数データ404とそれぞれ示される。第1周波数データ400、第2周波数データ402、第3周波数データ404は周波数データと総称され、周波数データの横軸は時間を示し、周波数データの縦軸は強度を示す。 The first transforming unit 112a Fourier transforms the waveform in the first period 300 . As shown in FIG. 2(b), the result of the Fourier transform is shown as first frequency data 400. FIG. Also, the first transforming unit 112a Fourier transforms the waveforms in the second period 302 and the third period 304 . The results of the Fourier transform are shown as second frequency data 402 and third frequency data 404, respectively, as shown in FIG. 2(b). The first frequency data 400, the second frequency data 402, and the third frequency data 404 are collectively referred to as frequency data, the horizontal axis of frequency data indicates time, and the vertical axis of frequency data indicates intensity.

図3(a)-(c)は、第1変換部112aの処理の概要を示す。図3(a)は、図2(b)の第1周波数データ400を示し、図3(b)は、図2(b)の第2周波数データ402を示す。図3(c)は、第1周波数データ400等の周波数データをもとに生成されるスペクトログラムを示す。スペクトログラムにおいて、横軸が時間を示し、縦軸が周波数を示す。これは、各周波数データを、横方向にずらしながら縦方向に並べることによって生成される。また、スペクトログラムにおいて、周波数データの強度は、色の違い、濃度の違い等によって示される。ここでは、学習処理の場合におけるスペクトログラムが学習用画像に相当し、判定処理の場合におけるスペクトログラムが検査画像に相当する。図1に戻る。第1変換部112aは、学習用画像あるいは検査画像を処理部114に出力する。 FIGS. 3A to 3C show an overview of the processing of the first conversion unit 112a. 3(a) shows the first frequency data 400 of FIG. 2(b), and FIG. 3(b) shows the second frequency data 402 of FIG. 2(b). FIG. 3(c) shows a spectrogram generated based on frequency data such as the first frequency data 400. FIG. In the spectrogram, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates frequency. This is generated by arranging each frequency data in the vertical direction while shifting them in the horizontal direction. In the spectrogram, the intensity of frequency data is indicated by different colors, different densities, and the like. Here, the spectrogram in the learning process corresponds to the learning image, and the spectrogram in the determination process corresponds to the inspection image. Return to FIG. The first conversion unit 112 a outputs the learning image or inspection image to the processing unit 114 .

第2マイクロホン10bは、物体が配置される空間に設置され、第1マイクロホン10aが物体から音を取得する際の騒音等の環境音を取得する。第2マイクロホン10bは、取得した環境音を電子信号に変換する。電気信号に変換された環境音(以下、これもまた「環境音」という)は、時間の経過に対する電圧の波形で示される。第2マイクロホン10bは、環境音を第2増幅器12bに出力する。第2増幅器12bは、第2マイクロホン10bからの環境音を増幅して、増幅した環境音を第2A/Dコンバータ14bに出力する。第2A/Dコンバータ14bは、第2増幅器12bからの環境音に対してA/D変換を実行することによって、アナログ信号の音をデジタル信号の音に変換する。第2A/Dコンバータ14bは、デジタル信号の環境音を処理装置100に出力する。 The second microphone 10b is installed in a space where an object is placed, and acquires environmental sounds such as noise when the first microphone 10a acquires sound from the object. The second microphone 10b converts the acquired environmental sound into an electronic signal. The environmental sound converted into an electric signal (hereinafter also referred to as "environmental sound") is represented by a voltage waveform over time. The second microphone 10b outputs environmental sounds to the second amplifier 12b. The second amplifier 12b amplifies the environmental sound from the second microphone 10b and outputs the amplified environmental sound to the second A/D converter 14b. The second A/D converter 14b performs A/D conversion on the environmental sound from the second amplifier 12b, thereby converting analog signal sound into digital signal sound. The second A/D converter 14 b outputs the digital signal of the environmental sound to the processing device 100 .

処理装置100の第2入力部110bは、デジタル信号の環境音を第2A/Dコンバータ14bから受けつける。ここでは、受けつけた環境音を「環境音情報」と呼ぶ。環境音情報は、学習用情報あるいは検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される情報であるといえる。第2入力部110bは、環境音情報を第2変換部112bに出力する。 The second input unit 110b of the processing device 100 receives the digital signal of the environmental sound from the second A/D converter 14b. Here, the received environmental sound is called "environmental sound information". The environmental sound information can be said to be information indicating temporal changes in the environmental sound when learning information or examination information is acquired. The second input unit 110b outputs the environmental sound information to the second conversion unit 112b.

第2変換部112bは、第2入力部110bから受けつけた環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する。第2変換部112bにおける変換処理は、第1変換部112aにおける変換処理と同一であるので、ここでは説明を省略する。第2変換部112bは、環境音画像を処理部114に出力する。 The second conversion unit 112b converts the environmental sound information received from the second input unit 110b into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components. The conversion processing in the second conversion unit 112b is the same as the conversion processing in the first conversion unit 112a, so the explanation is omitted here. The second conversion unit 112 b outputs the environmental sound image to the processing unit 114 .

処理部114は、学習用画像あるいは検査画像を第1変換部112aから受けつける。図4(a)-(c)は、処理部114において使用される画像を示す。図4(a)-(b)は、図3(c)とは別の状況における学習用画像あるいは検査画像を示す。図4(a)は、物体が正常である場合の学習用画像あるいは検査画像を示し、図4(b)は、物体が故障等によって異音を発している場合の学習用画像あるいは検査画像を示す。図4(c)は後述し、図1に戻る。また、処理部114は、環境音画像を第2変換部112bから受けつける。 The processing unit 114 receives the learning image or the inspection image from the first conversion unit 112a. 4(a)-(c) show images used in the processing unit 114. FIG. FIGS. 4(a) and 4(b) show training images or inspection images in a different situation from FIG. 3(c). FIG. 4(a) shows a learning image or inspection image when the object is normal, and FIG. 4(b) shows a learning image or inspection image when the object is making an abnormal noise due to a failure or the like. show. FIG. 4(c) will be described later, returning to FIG. The processing unit 114 also receives the environmental sound image from the second conversion unit 112b.

処理部114は、学習処理の場合に、環境音画像と学習用画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行し、判定処理の場合に、環境音画像と検査画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。図5(a)-(c)は、処理部114の構成を示す。図5(a)は、処理部114の構成の一例を示す。処理部114は、畳み込み層142と総称される第1畳み込み層142a、第2畳み込み層142b、第3畳み込み層142c、第4畳み込み層142d、プーリング層144と総称される第1プーリング層144a、第2プーリング層144b、第3プーリング層144c、第4プーリング層144d、組合せ層146、全結合層148を含む。 The processing unit 114 performs neural network processing on the environmental sound image and the learning image in the learning process, and performs neural network processing on the environmental sound image and the inspection image in the determination process. to run. 5A to 5C show the configuration of the processing unit 114. FIG. FIG. 5A shows an example of the configuration of the processing unit 114. As shown in FIG. The processing unit 114 includes a first convolution layer 142a, a second convolution layer 142b, a third convolution layer 142c, a fourth convolution layer 142d, a first pooling layer 144a, a pooling layer 144, a second convolution layer 142b, and a pooling layer 144. It includes two pooling layers 144 b , a third pooling layer 144 c , a fourth pooling layer 144 d , a combination layer 146 and a fully connected layer 148 .

組合せ層146は、図1の第1変換部112aと第2変換部112bに接続され、第1変換部112aから検査画像を入力し、第2変換部112bから環境音画像を入力する。ここでは、説明を明瞭にするために検査画像として説明するが、学習用画像であっても同様である。組合せ層146は、検査画像と環境音画像とを組み合わせる。組合せの第1例では、2つの入力である検査画像と環境音画像とが別のチャンネルとして1つに合併される。この場合、検査画像と環境音画像の組合せが生成される。組合せの第2例では、2つの入力である検査画像と環境音画像との対応する画素同士の差分が計算され、画素毎に差分を並べた画像(以下、「差分画像」という)が生成される。組合せの第3例では、検査画像と環境音画像と差分画像とが別のチャンネルとして1つに合併される。この場合、検査画像と環境音画像と差分画像の組合せが生成される。組合せの第4例では、環境音画像と差分画像とが別のチャンネルとして1つに合併される。この場合、環境音画像と差分画像の組合せが生成される。組合せの第5例では、検査画像と差分画像とが別のチャンネルとして1つに合併される。この場合、検査画像と差分画像の組合せが生成される。組合せ層146は、組合せの結果(以下、「組合画像」という)を出力する。検査画像、環境音画像、差分画像は「画像」と総称される。 The combination layer 146 is connected to the first conversion unit 112a and the second conversion unit 112b in FIG. 1, and receives the inspection image from the first conversion unit 112a and the environmental sound image from the second conversion unit 112b. Here, for clarity of explanation, an inspection image will be described, but the same applies to a learning image. A combination layer 146 combines the inspection image and the environmental sound image. In a first combination example, two inputs, an inspection image and an ambient sound image, are merged into one as separate channels. In this case, a combination of the inspection image and the environmental sound image is generated. In the second example of combination, the difference between corresponding pixels of the inspection image and the environmental sound image, which are two inputs, is calculated, and an image (hereinafter referred to as a "difference image") is generated by arranging the differences for each pixel. be. In a third combination example, the inspection image, ambient sound image, and difference image are merged into one as separate channels. In this case, a combination of an inspection image, an environmental sound image, and a difference image is generated. In a fourth example of combination, the ambient sound image and the difference image are merged into one as separate channels. In this case, a combination of the environmental sound image and the difference image is generated. In a fifth example of combination, the inspection image and the difference image are merged into one as separate channels. In this case, a combination of the inspection image and the difference image is generated. The combination layer 146 outputs the result of combination (hereinafter referred to as "combination image"). The inspection image, ambient sound image, and differential image are collectively referred to as "images."

畳み込み層142は、組合画像の各チャンネルに対して、画像のサイズよりも小さいサイズの空間フィルタをずらしながら空間フィルタリングを実行する。空間フィルタリングは公知の技術であるので、ここでは説明を省略するが、この空間フィルタリングが畳み込み処理に相当し、畳み込み処理によって画像の特徴量が抽出される。畳み込み層142においてパディング等が実行されてもよい。さらに、畳み込み層142は、各チャンネルの画像に対して、複数の空間フィルタを並列に使用して、複数の空間フィルタリングを並列して実行してもよい。このような複数の空間フィルタの並列使用によって、画像が増加する。これは、組合画像におけるチャンネル数が増加することに相当する。 Convolutional layer 142 performs spatial filtering on each channel of the combined image, shifting the spatial filter with a size smaller than the size of the image. Spatial filtering is a well-known technique, so its explanation is omitted here, but this spatial filtering corresponds to convolution processing, and the feature amount of the image is extracted by convolution processing. Padding and the like may be performed in the convolutional layer 142 . In addition, convolutional layer 142 may perform multiple spatial filtering in parallel using multiple spatial filters in parallel on the image for each channel. This parallel use of multiple spatial filters increases the image. This corresponds to an increase in the number of channels in the combined image.

プーリング層144は、組合画像における各チャンネルの画像内の任意の領域に含まれた複数の画素を1つの画素にまとめることによって、画像のサイズを小さくする。ここで、複数の画素を1つの画素にまとめるために、平均プーリングあるいは最大プーリングが実行される。平均プーリングでは、領域内の複数の画素値の平均値が1つの画素に対して使用され、最大プーリングでは、領域内の複数の画素値のうちの最大値が1つの画素に対して使用される。プーリング処理は、着目領域における代表値あるいは平均値の並進移動に対してロバスト性を強化するためになされる。 The pooling layer 144 reduces the size of the image by combining a plurality of pixels contained in an arbitrary region within the image of each channel in the combined image into one pixel. Here, average pooling or max pooling is performed to combine multiple pixels into one pixel. In average pooling, the average value of multiple pixel values in a region is used for one pixel, and in max pooling, the maximum of multiple pixel values in a region is used for one pixel. . The pooling process is performed to enhance robustness against translational movement of the representative value or average value in the region of interest.

ここでは、第1畳み込み層142a、第1プーリング層144a、第2畳み込み層142b、第2プーリング層144b、第3畳み込み層142c、第3プーリング層144c、第4畳み込み層142d、第4プーリング層144dの順に処理が実行される。つまり、組合画像に対して、畳み込み処理とプーリング処理とが繰り返し実行される。また、畳み込み処理とプーリング処理とが繰り返されることによって、各チャンネルの画像のサイズが順に小さくされる。その結果、1×1の空間次元となり、かつ1以上のチャンネル数を有する組合画像が全結合層148に出力される。 Here, the first convolutional layer 142a, the first pooling layer 144a, the second convolutional layer 142b, the second pooling layer 144b, the third convolutional layer 142c, the third pooling layer 144c, the fourth convolutional layer 142d, the fourth pooling layer 144d are executed in order. That is, convolution processing and pooling processing are repeatedly performed on the combined image. In addition, the image size of each channel is reduced in order by repeating the convolution process and the pooling process. As a result, a combined image having a spatial dimension of 1×1 and having a number of channels greater than or equal to 1 is output to the fully connected layer 148 .

全結合層148は、特徴量が抽出されている画像を受けつける。全結合層148は、特徴量に基づいて、複数のクラスへの分類を実行することによって、画像を識別する。全結合層148における処理には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略するが、全結合層148における分類結果では、「OK」、「NG」の2つのクラスのそれぞれに対する確率が示される。ここで、「OK」は、環境音画像と検査画像との組合せに異音の成分が含まれない場合に相当し、「NG」は、環境音画像と検査画像との組合せに異音の成分が含まれる場合に相当する。図1に戻る。 A fully connected layer 148 receives an image from which features have been extracted. Fully connected layer 148 identifies images by performing classification into multiple classes based on features. A well-known technique may be used for processing in the fully connected layer 148, so a description thereof is omitted here. Probabilities are indicated. Here, "OK" corresponds to a case where the combination of the environmental sound image and the inspection image does not contain any abnormal sound component, and "NG" corresponds to the case where the combination of the environmental sound image and the inspection image contains an abnormal sound component. is included. Return to FIG.

学習処理において、処理部114では学習用画像が使用される。学習用画像では、異音の成分が含まれているか否かが未知である検査画像とは異なり、異音の成分が含まれていること、あるいは異音の成分が含まれていないことが既知である。また、処理部114は、学習用画像に異音の成分が含まれているか否かを示す教師データを受けつける。教師データは、「OK」あるいは「NG」を示す。処理部114は、環境音画像と学習用画像と組合せが、教師データとなるように、各畳み込み層142の空間フィルタの係数を学習させる。空間フィルタの係数の学習自体には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。このように、処理部114におけるニューラルネットワークは、出力部118から出力される検査結果が良品あるいは欠陥を示すように学習されている。 In the learning process, the processing unit 114 uses a learning image. It is known that training images contain abnormal noise components or do not contain abnormal noise components, unlike inspection images, in which it is unknown whether or not abnormal noise components are included. is. The processing unit 114 also receives teacher data indicating whether or not the learning image includes an abnormal sound component. The training data indicates "OK" or "NG". The processing unit 114 learns the spatial filter coefficients of each convolution layer 142 so that the combination of the environmental sound image and the learning image serves as teacher data. A well-known technique may be used for the learning of the coefficients of the spatial filter, so the explanation is omitted here. In this way, the neural network in the processing section 114 is trained so that the inspection results output from the output section 118 indicate non-defective products or defects.

学習処理の後の判定処理において、処理部114では検査画像が使用される。ここで、学習処理が処理装置100以外でなされる場合、別の装置での学習処理で導出された空間フィルタの係数が、処理部114に設定される。処理部114は、環境音画像と検査画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。出力部118は、処理部114の処理結果として、環境音画像と検査画像との組合せに異音の成分が含まれるか否かを示す情報、つまり検査対象の物体の検査結果を出力する。 In the determination process after the learning process, the inspection image is used in the processing unit 114 . Here, when the learning process is performed by a device other than the processing device 100 , the coefficients of the spatial filter derived by the learning processing by another device are set in the processing unit 114 . The processing unit 114 executes neural network processing on the environmental sound image and the inspection image. The output unit 118 outputs, as the processing result of the processing unit 114, information indicating whether or not the combination of the environmental sound image and the inspection image includes an abnormal sound component, that is, the inspection result of the object to be inspected.

以下では、処理部114の構成の別の例を示す。図5(b)は、処理部114の構成の別の一例を示す。処理部114は、畳み込み層142と総称される第1-1畳み込み層142aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-3畳み込み層142ac、第2-1畳み込み層142ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-3畳み込み層142bc、第4畳み込み層142d、プーリング層144と総称される第1-1プーリング層144aa、第1-2プーリング層144ab、第1-3プーリング層144ac、第2-1プーリング層144ba、第2-2プーリング層144bb、第2-3プーリング層144bc、第4プーリング層144d、組合せ層146、全結合層148を含む。 Another example of the configuration of the processing unit 114 is shown below. FIG. 5B shows another example of the configuration of the processing unit 114. As shown in FIG. The processing unit 114 includes a 1-1 convolution layer 142aa, a 1-2 convolution layer 142ab, a 1-3 convolution layer 142ac, a 2-1 convolution layer 142ba, and a 2-2 convolution layer, which are collectively referred to as the convolution layers 142. 142bb, 2nd-3rd convolutional layer 142bc, fourth convolutional layer 142d, 1-1st pooling layer 144aa, 1-2nd pooling layer 144ab, 1-3rd pooling layer 144ac, 2nd- 1 pooling layer 144ba, 2nd-2nd pooling layer 144bb, 2nd-3rd pooling layer 144bc, fourth pooling layer 144d, combination layer 146, and all-connected layer 148 are included.

第1-1畳み込み層142aa、第1-1プーリング層144aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-2プーリング層144ab、第1-3畳み込み層142ac、第1-3プーリング層144acは順に並べられる。これらは、検査画像に対して前述の処理を実行する。第2-1畳み込み層142ba、第2-1プーリング層144ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-2プーリング層144bb、第2-3畳み込み層142bc、第2-3プーリング層144bcは順に並べられる。これらは、環境音画像に対して前述の処理を実行する。 The 1-1 convolution layer 142aa, the 1-1 pooling layer 144aa, the 1-2 convolution layer 142ab, the 1-2 pooling layer 144ab, the 1-3 convolution layer 142ac, and the 1-3 pooling layer 144ac are arranged in order. be done. These perform the aforementioned processing on inspection images. The 2-1 convolution layer 142ba, the 2-1 pooling layer 144ba, the 2-2 convolution layer 142bb, the 2-2 pooling layer 144bb, the 2-3 convolution layer 142bc, and the 2-3 pooling layer 144bc are arranged in order. be done. These perform the above-described processing on the ambient sound image.

組合せ層146は、第1-3プーリング層144acからの処理結果と、第2-3プーリング層144bcからの処理結果とを入力する。第1-3プーリング層144acからの処理結果は検査画像に対する処理結果(以下、「第1処理結果」という)であり、第2-3プーリング層144bcからの処理結果は環境音画像に対する処理結果(以下、「第2処理結果」という)である。ここで、第1処理結果と第2処理結果は複数のチャンネルによって構成されていてもよい。組合せ層146は、第1処理結果と第2処理結果とを組み合わせる。組合せは、前述の第1例から第5例のいずれかのようになされればよい。差分画像の生成は、第1処理結果と第2処理結果との互いに対応したチャンネル同士の間でなされる。組合せ層146は、組合せの結果(以下、これもまた「組合画像」という)を出力する。 The combination layer 146 inputs the processing result from the 1st-3 pooling layer 144ac and the processing result from the 2nd-3rd pooling layer 144bc. The processing result from the 1-3 pooling layer 144ac is the processing result for the inspection image (hereinafter referred to as "first processing result"), and the processing result from the 2-3 pooling layer 144bc is the processing result for the environmental sound image ( hereinafter referred to as "second processing result"). Here, the first processing result and the second processing result may be composed of a plurality of channels. A combination layer 146 combines the first and second processing results. Combinations may be made as in any one of the first to fifth examples described above. A difference image is generated between corresponding channels of the first processing result and the second processing result. The combination layer 146 outputs the result of combination (hereinafter also referred to as "combination image").

第4畳み込み層142d、第4プーリング層144dは、組合画像に対して畳み込み処理とプーリング処理とを順次実行する。全結合層148は、図5(a)と同様に構成される。このような処理部114の構成に対する処理装置100の学習処理と判定処理は、これまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。学習の結果、検査画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数と、環境音画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数とが共通にされてもよい。具体的には、第1-1畳み込み層142aaと第2-1畳み込み層142baとの間で重み係数が共通にされる。また、第1-2畳み込み層142abと第2-2畳み込み層142bbとの間で重み係数が共通にされ、第1-3畳み込み層142acと第2-3畳み込み層142bcとの間で重み係数が共通にされる。 The fourth convolution layer 142d and the fourth pooling layer 144d sequentially perform convolution processing and pooling processing on the combined image. The all-bonded layer 148 is constructed in the same manner as in FIG. 5(a). The learning process and determination process of the processing device 100 for the configuration of such a processing unit 114 are the same as before, and therefore descriptions thereof are omitted here. As a result of learning, the weighting factor when performing the processing of the convolution layer 142 on the inspection image and the weighting factor when performing the processing of the convolution layer 142 on the environmental sound image may be made common. Specifically, the weight coefficient is shared between the 1-1 convolution layer 142aa and the 2-1 convolution layer 142ba. In addition, the weight coefficients are shared between the 1-2 convolution layer 142ab and the 2-2 convolution layer 142bb, and the weight coefficients are shared between the 1-3 convolution layer 142ac and the 2-3 convolution layer 142bc. made common.

図5(c)は、処理部114の構成のさらに別の一例を示す。処理部114は、畳み込み層142と総称される第1-1畳み込み層142aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-3畳み込み層142ac、第1-4畳み込み層142ad、第2-1畳み込み層142ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-3畳み込み層142bc、第2-4畳み込み層142bd、プーリング層144と総称される第1-1プーリング層144aa、第1-2プーリング層144ab、第1-3プーリング層144ac、第1-4プーリング層144ad、第2-1プーリング層144ba、第2-2プーリング層144bb、第2-3プーリング層144bc、第2-4プーリング層144bd、組合せ層146、全結合層148を含む。 FIG. 5C shows still another example of the configuration of the processing unit 114. As shown in FIG. The processing unit 114 includes a 1-1 convolution layer 142aa, a 1-2 convolution layer 142ab, a 1-3 convolution layer 142ac, a 1-4 convolution layer 142ad, and a 2-1 convolution layer, which are collectively referred to as the convolution layers 142. 142ba, the 2nd-2nd convolutional layer 142bb, the 2nd-3rd convolutional layer 142bc, the 2nd-4th convolutional layer 142bd, the 1st-1st pooling layer 144aa, the 1st-2nd pooling layer 144ab, and the 1-3 pooling layer 144ac, 1-4 pooling layer 144ad, 2-1 pooling layer 144ba, 2-2 pooling layer 144bb, 2-3 pooling layer 144bc, 2-4 pooling layer 144bd, combination layer 146 , including all-connected layers 148 .

第1-1畳み込み層142aa、第1-1プーリング層144aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-2プーリング層144ab、第1-3畳み込み層142ac、第1-3プーリング層144ac、第1-4畳み込み層142ad、第1-4プーリング層144adは順に並べられる。これらは、検査画像に対して前述の処理を実行する。第2-1畳み込み層142ba、第2-1プーリング層144ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-2プーリング層144bb、第2-3畳み込み層142bc、第2-3プーリング層144bc、第2-4畳み込み層142bd、第2-4プーリング層144bdは順に並べられる。これらは、環境音画像に対して前述の処理を実行する。 1-1 convolution layer 142aa, 1-1 pooling layer 144aa, 1-2 convolution layer 142ab, 1-2 pooling layer 144ab, 1-3 convolution layer 142ac, 1-3 pooling layer 144ac, 1st The -4 convolutional layer 142ad and the 1-4th pooling layer 144ad are arranged in order. These perform the aforementioned processing on inspection images. 2-1 convolution layer 142ba, 2-1 pooling layer 144ba, 2-2 convolution layer 142bb, 2-2 pooling layer 144bb, 2-3 convolution layer 142bc, 2-3 pooling layer 144bc, 2nd The -4 convolutional layer 142bd and the 2-4th pooling layer 144bd are arranged in order. These perform the above-described processing on the ambient sound image.

組合せ層146は、第1-4プーリング層144adからの処理結果と、第2-4プーリング層144bdからの処理結果とを入力する。第1-4プーリング層144adからの処理結果は検査画像に対する処理結果(以下、これもまた「第1処理結果」という)であり、第2-4プーリング層144bdからの処理結果は環境音画像に対する処理結果(以下、これもまた「第2処理結果」という)である。組合せ層146は、第1処理結果と第2処理結果とを組み合わせる。組合せは、前述の第1例から第5例のいずれかのようになされればよい。組合せ層146は、組合せの結果(以下、これもまた「組合画像」という)を出力する。 The combination layer 146 inputs the processing result from the 1st-4th pooling layer 144ad and the processing result from the 2nd-4th pooling layer 144bd. The processing result from the 1-4th pooling layer 144ad is the processing result for the inspection image (hereinafter also referred to as "first processing result"), and the processing result from the 2-4th pooling layer 144bd is for the environmental sound image. A processing result (hereinafter also referred to as a “second processing result”). A combination layer 146 combines the first and second processing results. Combinations may be made as in any one of the first to fifth examples described above. The combination layer 146 outputs the result of combination (hereinafter also referred to as "combination image").

全結合層148は、図5(a)と同様に構成される。このような処理部114の構成に対する処理装置100の学習処理と判定処理は、これまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。学習の結果、検査画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数と、環境音画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数とが共通にされてもよい。具体的には、第1-1畳み込み層142aaと第2-1畳み込み層142baとの間で重み係数が共通にされ、第1-2畳み込み層142abと第2-2畳み込み層142bbとの間で重み係数が共通にされる。また、第1-3畳み込み層142acと第2-3畳み込み層142bcとの間で重み係数が共通にされ、第1-4畳み込み層142adと第2-4畳み込み層142bdとの間で重み係数が共通にされる。 The all-bonded layer 148 is constructed in the same manner as in FIG. 5(a). The learning process and determination process of the processing device 100 for the configuration of such a processing unit 114 are the same as before, and therefore descriptions thereof are omitted here. As a result of learning, the weighting factor when performing the processing of the convolution layer 142 on the inspection image and the weighting factor when performing the processing of the convolution layer 142 on the environmental sound image may be made common. Specifically, weight coefficients are shared between the 1-1 convolution layer 142aa and the 2-1 convolution layer 142ba, and between the 1-2 convolution layer 142ab and the 2-2 convolution layer 142bb Weighting factors are shared. In addition, the weight coefficients are shared between the 1-3 convolution layer 142ac and the 2-3 convolution layer 142bc, and the weight coefficients are shared between the 1-4 convolution layer 142ad and the 2-4 convolution layer 142bd. made common.

処理部114の構成から全結合層148が除外されてもよい。このような構成を図6をもとに説明する。図6は、処理部114における処理の概要を示す。ここでは、説明を明瞭にするために、1入力として示し、組合せ層146を省略している。しかしながら、図5(a)-(c)と同様に、2入力であり、組合せ層146が含まれればよい。処理部114は、畳み込み層142と総称する第1畳み込み層142a、第2畳み込み層142b、第3畳み込み層142c、第4畳み込み層142d、第5畳み込み層142e、第6畳み込み層142f、プーリング層144と総称する第1プーリング層144a、第2プーリング層144b、第3プーリング層144c、第4プーリング層144d、第5プーリング層144eを含む。このような畳み込み層142、プーリング層144は、各処理を実行するブロックのイメージを示す。 The fully connected layer 148 may be excluded from the configuration of the processing section 114 . Such a configuration will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an outline of processing in the processing unit 114 . Here, it is shown as one input and the combinational layer 146 is omitted for clarity of explanation. However, as in FIGS. 5(a)-(c), it only needs to have two inputs and a combinational layer 146 included. The processing unit 114 includes a first convolution layer 142a, a second convolution layer 142b, a third convolution layer 142c, a fourth convolution layer 142d, a fifth convolution layer 142e, a sixth convolution layer 142f, and a pooling layer 144, which are collectively referred to as the convolution layers 142. A first pooling layer 144a, a second pooling layer 144b, a third pooling layer 144c, a fourth pooling layer 144d, and a fifth pooling layer 144e are collectively referred to as pooling layers. The convolution layer 142 and the pooling layer 144 are images of blocks that execute each process.

入力画像140は、前述の検査画像、学習用画像、環境音画像、組合せ画像等の画像を総称する処理部114におけるニューラルネットワークには、完全畳み込みニューラルネットワークと同様に、全結合層148が含まれないので、入力画像140のサイズに対する制限が設けられない。入力画像140は、第1畳み込み層142aに入力される。処理部114では、第1畳み込み層142a、第1プーリング層144a、第2畳み込み層142b、第2プーリング層144b、第3畳み込み層142c、第3プーリング層144c、第4畳み込み層142d、第4プーリング層144d、第5畳み込み層142e、第5プーリング層144e、第6畳み込み層142fが順に配置される。つまり、これまでと同様に、畳み込み処理とプーリング処理とが繰り返し実行される。 The input image 140 is the above-described inspection image, training image, environmental sound image, combined image, and other images. Therefore, no limit is placed on the size of the input image 140 . An input image 140 is input to a first convolutional layer 142a. In the processing unit 114, a first convolutional layer 142a, a first pooling layer 144a, a second convolutional layer 142b, a second pooling layer 144b, a third convolutional layer 142c, a third pooling layer 144c, a fourth convolutional layer 142d, and a fourth pooling Layer 144d, fifth convolutional layer 142e, fifth pooling layer 144e, and sixth convolutional layer 142f are arranged in order. That is, the convolution process and the pooling process are repeatedly executed as before.

このような構成における処理部114でも、学習用画像と環境音画像との組合せが教師データとなるように、各畳み込み層142の空間フィルタの係数を学習させる。本実施例において、教師データのサイズは1×1の空間次元を有する。そのため、教師データは、学習用画像と環境音画像との組合せに対して、限定された数のクラスのいずれかを示すだけである。つまり、1つのチャンネルに対する教師データは、1つのクラスに該当するか否かだけを示せばよい。そのため、物体に対して色塗りによるセグメンテーションがなされた画像を生成する場合と比較して、1つの教師データを生成するための作業量が低減する。その結果、作業量の増加を抑制しながら、教師データの数を多くすることが可能である。 The processing unit 114 having such a configuration also learns the coefficient of the spatial filter of each convolution layer 142 so that the combination of the learning image and the environmental sound image becomes the teacher data. In this embodiment, the size of the training data has a spatial dimension of 1×1. Therefore, the training data only indicates one of a limited number of classes for the combination of the learning image and the environmental sound image. In other words, the teacher data for one channel only needs to indicate whether or not it corresponds to one class. Therefore, compared to the case of generating an image in which the object is segmented by coloring, the amount of work for generating one piece of teacher data is reduced. As a result, it is possible to increase the number of training data while suppressing an increase in the amount of work.

一方、学習用画像と環境音画像との組合せは、判定処理が正確に実行された場合に教師データが出力されるような元の画像であり、そのサイズは教師データが1×1の空間次元となるように定められる。ここで、入力画像140のサイズに対する制限が設けられないので、学習処理に使用される画像と、判定処理に使用される画像とが異なったサイズでもよい。空間フィルタの係数の学習自体には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。 On the other hand, the combination of the learning image and the environmental sound image is the original image such that the teacher data is output when the judgment process is executed correctly, and its size is 1×1 spatial dimension of the teacher data. is determined to be Here, since there is no restriction on the size of the input image 140, the image used for the learning process and the image used for the determination process may have different sizes. A well-known technique may be used for the learning of the coefficients of the spatial filter, so the explanation is omitted here.

以下では、処理装置100の変形例を説明する。
(第1変形例)
図1において、検査対象の物体の近傍に配置され音を取得するためのマイクロホン10が第1マイクロホン10aとは別に1以上設けられてもよい。また、このような1以上のマイクロホン10に対応するように増幅器12とA/Dコンバータ14が設けられる。追加される1以上のマイクロホン10は、検査対象の物体において第1マイクロホン10aとは異なった位置に取り付けられ、異なった位置における音を受けつける。追加される増幅器12と、追加されるA/Dコンバータ14はこれまでと同様であり、処理装置100の第1入力部110aは、複数の検査情報を入力する。複数の検査情報は、複数のマイクロホン10によって検出された情報である。第1変換部112aは、複数の検査情報を複数の検査画像に変換する。第1変換部112aにおける処理は、前述の通りである。第1変換部112aは、複数の検査画像を処理部114に出力する。
Below, the modification of the processing apparatus 100 is demonstrated.
(First modification)
In FIG. 1, one or more microphones 10 may be provided in addition to the first microphone 10a to be arranged in the vicinity of the object to be inspected and to acquire sound. An amplifier 12 and an A/D converter 14 are also provided to correspond to one or more such microphones 10 . The additional one or more microphones 10 are mounted at different locations on the object under test than the first microphone 10a to pick up sounds at different locations. The added amplifier 12 and the added A/D converter 14 are the same as before, and the first input section 110a of the processing device 100 inputs a plurality of examination information. A plurality of inspection information is information detected by a plurality of microphones 10 . The first converter 112a converts a plurality of pieces of inspection information into a plurality of inspection images. The processing in the first conversion unit 112a is as described above. The first conversion unit 112 a outputs a plurality of inspection images to the processing unit 114 .

処理部114は、環境音画像と、複数の検査画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。図7は、処理部114の構成を示す。処理部114は、畳み込み層142と総称される第1-1畳み込み層142aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-3畳み込み層142ac、第2-1畳み込み層142ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-3畳み込み層142bc、第3-1畳み込み層142ca、第3-2畳み込み層142cb、第3-3畳み込み層142cc、第N-1畳み込み層142na、第N-2畳み込み層142nb、第N-3畳み込み層142nc、プーリング層144と総称される第1-1プーリング層144aa、第1-2プーリング層144ab、第2-1プーリング層144ba、第2-2プーリング層144bb、第3-1プーリング層144ca、第3-2プーリング層144cb、第N-1プーリング層144na、第N-2プーリング層144nb、第3プーリング層144c、第4プーリング層144d、組合せ層146、デンスブロック150と総称される第1デンスブロック150a、第2デンスブロック150bを含む。 The processing unit 114 executes neural network processing on the environmental sound image and the plurality of inspection images. FIG. 7 shows the configuration of the processing unit 114. As shown in FIG. The processing unit 114 includes a 1-1 convolution layer 142aa, a 1-2 convolution layer 142ab, a 1-3 convolution layer 142ac, a 2-1 convolution layer 142ba, and a 2-2 convolution layer, which are collectively referred to as the convolution layers 142. 142bb, 2-3 convolution layer 142bc, 3-1 convolution layer 142ca, 3-2 convolution layer 142cb, 3-3 convolution layer 142cc, N-1 convolution layer 142na, N-2 convolution layer 142nb, 1-1 pooling layer 144aa, 1-2 pooling layer 144ab, 2-1 pooling layer 144ba, 2-2 pooling layer 144bb, 3- 1 pooling layer 144ca, 3-2nd pooling layer 144cb, (N-1)th pooling layer 144na, (N-2)th pooling layer 144nb, 3rd pooling layer 144c, 4th pooling layer 144d, combination layer 146, dense block 150 It includes a first dense block 150a and a second dense block 150b.

処理部114は、第1検査画像から第N-1検査画像、つまりN-1種の検査画像を変換部112から受けつける。第1-1畳み込み層142aaは、第1検査画像を受けつけ、第2-1畳み込み層142baは、環境音画像を受けつけ、第3-1畳み込み層142caは、第2検査画像を受けつけ、第N-1畳み込み層142naは、第N-1検査画像を受けつける。第1-1畳み込み層142aa、第1-1プーリング層144aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-3畳み込み層142ac、第1-2プーリング層144abは、第1検査画像に対するニューラルネットワークの処理を実行する。他の検査画像についても同様である。第2-1畳み込み層142ba、第2-1プーリング層144ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-3畳み込み層142bc、第2-2プーリング層144bbは、環境音画像に対するニューラルネットワークの処理を実行する。 The processing unit 114 receives from the conversion unit 112 the first inspection image to the (N−1)th inspection image, that is, the N−1 kinds of inspection images. The 1-1 convolution layer 142aa receives the first inspection image, the 2-1 convolution layer 142ba receives the environmental sound image, the 3-1 convolution layer 142ca receives the second inspection image, and the N-th convolution layer 142ca receives the second inspection image. 1 convolutional layer 142na receives the N-1th inspection image. The 1-1 convolution layer 142aa, the 1-1 pooling layer 144aa, the 1-2 convolution layer 142ab, the 1-3 convolution layer 142ac, and the 1-2 pooling layer 144ab perform neural network processing on the first inspection image. to run. The same applies to other inspection images. The 2-1 convolution layer 142ba, the 2-1 pooling layer 144ba, the 2-2 convolution layer 142bb, the 2-3 convolution layer 142bc, and the 2-2 pooling layer 144bb perform neural network processing on the environmental sound image. Execute.

組合せ層146は、第1-2プーリング層144abから第N-2プーリング層144nbのそれぞれからの処理結果を受けつける。組合せ層146は、前述のようにこれらの処理結果を組み合わせる。組合せの際に、異なる検査画像に対して互いに異なる色で合成してもよく、これによりカラー判定による処理が可能になる。組合せ層146は、組合せの結果(以下、これもまた「組合画像」という)を出力する。第1デンスブロック150aは、畳み込み層142、組合せ層146等の組合せによって構成される。デンスブロック150には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第1デンスブロック150aに続く、第3プーリング層144c、第2デンスブロック150b、第4プーリング層144dは、これまでと同様の処理を実行するので、ここでは説明を省略する。図7の畳み込み層142、デンスブロック150について、図7に合わせた学習がなされる。 The combination layer 146 receives the processing results from each of the 1-2nd pooling layer 144ab to the N-2th pooling layer 144nb. A combination layer 146 combines these processing results as described above. At the time of combination, different inspection images may be combined with different colors, thereby enabling processing based on color determination. The combination layer 146 outputs the result of combination (hereinafter also referred to as "combination image"). The first dense block 150a is composed of a combination of convolution layers 142, combination layers 146, and the like. A well-known technique may be used for the dense block 150, so the explanation is omitted here. The third pooling layer 144c, the second dense block 150b, and the fourth pooling layer 144d, which follow the first dense block 150a, perform the same processing as before, so description thereof is omitted here. Convolutional layer 142 and dense block 150 in FIG. 7 are trained according to FIG.

図7に示される処理部114の構成は、図5(b)に類似する。しかしながら、処理部114の構成は、図5(a)に類似してもよく、図5(c)に類似してもよい。 The configuration of the processing unit 114 shown in FIG. 7 is similar to that of FIG. 5(b). However, the configuration of the processing unit 114 may be similar to that shown in FIG. 5(a) or similar to that shown in FIG. 5(c).

(第2変形例)
検査画像と環境音画像は、N次元Mチャンネル(N、M整数)を有する画像であってもよい。ここで、N次元には、1次元、2次元、3次元、4次元、・・・・が含まれる。このような検査画像と環境音画像に対して、処理部114はこれまでと同様の処理を実行すればよい。
(Second modification)
The inspection image and the ambient sound image may be images with N-dimensional M channels (N, M integers). Here, the N dimensions include one dimension, two dimensions, three dimensions, four dimensions, and so on. The processing unit 114 may perform the same processing as before on such inspection images and environmental sound images.

(第3変形例)
これまでの処理部114には、畳み込み層142、プーリング層144が含まれていたが、畳み込み層142、プーリング層144が含まれなくてもよい。図8は、処理部114の構成を示す。処理部114は、組合せ層146、全結合層148と総称される第1-1全結合層148aa、第1-2全結合層148ab、第1-3全結合層148ac、第2-1全結合層148ba、第2-2全結合層148bb、第2-3全結合層148bc、第4全結合層148dを含む。つまり、組合せ層146を除いて、全結合層148だけが含まれる。第1-1全結合層148aaは、検査画像を受けつけ、第2-1全結合層148baは、環境音画像を受けつける。第1-1全結合層148aaから第1-3全結合層148acは、検査画像に対して全結合層の処理を実行し、第2-1全結合層148baから第2-3全結合層148bcは、環境音画像に対して全結合層の処理を実行する。組合せ層146は、第1-3全結合層148acと第2-3全結合層148bcから処理結果を受けつける。組合せ層146は、前述のようにこれらの処理結果を組み合わせる。組合せ層146は、組合せの結果(以下、これもまた「組合画像」という)を出力する。第4全結合層148dは、組合画像に対して全結合層の処理を実行する。
(Third modification)
The processing unit 114 so far includes the convolution layer 142 and the pooling layer 144 , but the convolution layer 142 and the pooling layer 144 may not be included. FIG. 8 shows the configuration of the processing unit 114. As shown in FIG. The processing unit 114 includes a combination layer 146, a 1-1 fully-bonded layer 148aa, a 1-2 fully-bonded layer 148ab, a 1-3 fully-bonded layer 148ac, and a 2-1 fully-bonded layer 148aa, which are collectively referred to as a fully-bonded layer 148. It includes layer 148ba, second-second all-bonded layer 148bb, second-third all-bonded layer 148bc, and fourth fully-bonded layer 148d. That is, with the exception of combination layer 146, only fully bonded layer 148 is included. The 1-1 fully connected layer 148aa receives an inspection image, and the 2-1 fully connected layer 148ba receives an environmental sound image. The 1-1 fully connected layer 148aa to the 1-3 fully connected layer 148ac perform fully connected layer processing on the inspection image, and the 2-1 fully connected layer 148ba to the 2-3 fully connected layer 148bc performs fully connected layer processing on the ambient sound image. The combination layer 146 receives processing results from the 1st-3rd all-bonded layers 148ac and the 2nd-3rd all-bonded layers 148bc. A combination layer 146 combines these processing results as described above. The combination layer 146 outputs the result of combination (hereinafter also referred to as "combination image"). A fourth fully connected layer 148d performs fully connected layer processing on the combined image.

図8に示される処理部114の構成は、図5(b)に類似する。しかしながら、処理部114の構成は、図5(a)に類似してもよく、図5(c)に類似してもよい。 The configuration of the processing unit 114 shown in FIG. 8 is similar to that of FIG. 5(b). However, the configuration of the processing unit 114 may be similar to that shown in FIG. 5(a) or similar to that shown in FIG. 5(c).

(第4変形例)
これまでの組合せ層146では、組合せの第1例、第3例から第5例のように、複数のチャンネルが1つに合併されている。合併はこれに限定されない。図9(a)-(c)は、処理部114の構成を示す。第1入力画像200a、第2入力画像200bは、組合せ層146に入力される2つの画像であり、学習用画像、検査画像、環境音画像、処理結果を含む。図9(a)は、組合せ層146におけるこれまでの合併を示し、2つのチャンネルの第1入力画像200a、第2入力画像200bが合併により1つのチャンネルにされる。第1入力画像200a、第2入力画像200bを総称する入力画像200の数は「2」に限定されない。また、1つのチャンネルにされた画像が前述の組合画像に相当する。図9(b)では、2つのチャンネルの第1入力画像200a、第2入力画像200bが、x軸方向に並べることによって1つのチャンネルにされる。図9(c)では、2つのチャンネルの第1入力画像200a、第2入力画像200bが、y軸方向に並べることによって1つのチャンネルにされる。
(Fourth modification)
In the previous combination layer 146, multiple channels are merged into one, as in combination examples 1, 3-5. Mergers are not limited to this. 9A to 9C show the configuration of the processing section 114. FIG. A first input image 200a and a second input image 200b are two images input to the combination layer 146, and include a learning image, an inspection image, an environmental sound image, and a processing result. FIG. 9(a) shows the merging so far in the combination layer 146, where the two channel first input image 200a, second input image 200b are merged into one channel. The number of input images 200 collectively including the first input image 200a and the second input image 200b is not limited to "2". Also, an image made into one channel corresponds to the aforementioned combined image. In FIG. 9B, a first input image 200a and a second input image 200b of two channels are arranged in the x-axis direction to form one channel. In FIG. 9C, the first input image 200a and the second input image 200b of two channels are arranged in the y-axis direction to form one channel.

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路(IC)、またはLSI(Large Scale Integration)を含む1つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なROM、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。 The subject of an apparatus, system, or method in this disclosure comprises a computer. The main functions of the device, system, or method of the present disclosure are realized by the computer executing the program. A computer has a processor that operates according to a program as its main hardware configuration. Any type of processor can be used as long as it can implement functions by executing a program. The processor is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or LSI (Large Scale Integration). A plurality of electronic circuits may be integrated on one chip or may be provided on a plurality of chips. A plurality of chips may be integrated into one device, or may be provided in a plurality of devices. The program is recorded in a non-temporary recording medium such as a computer-readable ROM, optical disk, hard disk drive, or the like. The program may be pre-stored in a recording medium, or may be supplied to the recording medium via a wide area network including the Internet.

本実施例によれば、環境音画像と検査画像とに対して、畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行するので、環境音が存在する場合でも処理の正確性の低下を抑制できる。また、マイクロホン10を使用するので、風切り音なども集音することができ、より人間の官能検査に近い検査を実行できる。また、マイクロホン10を使用するので、検査のための防音室が不要になるので、インライン化を容易に実現できる。 According to this embodiment, neural network processing including convolutional layer processing is performed on the environmental sound image and the inspection image, so even when the environmental sound is present, the accuracy of the processing is suppressed. can. In addition, since the microphone 10 is used, it is possible to collect wind noise and the like, so that an inspection that is closer to human sensory inspection can be performed. In addition, the use of the microphone 10 eliminates the need for a soundproof room for inspection, so that in-line operation can be easily realized.

また、環境音画像と複数の検査画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行するので、複数のマイクロホン10からの音をもとに、検査画像に異音の成分が含まれるか否かを判定するので、判定精度を向上できる。また、ニューラルネットワークは、出力部118から出力される検査結果が良品あるいは欠陥を示すように学習されていているので、物体の検査を実行できる。 In addition, since neural network processing is performed on the environmental sound image and a plurality of inspection images, it is determined whether or not the inspection image contains an abnormal sound component based on the sounds from the plurality of microphones 10. Therefore, the judgment accuracy can be improved. Also, since the neural network is trained so that the inspection result output from the output unit 118 indicates a non-defective item or a defect, it can inspect the object.

また、検査画像と環境音画像とを組み合わせてから、組合せに対して畳み込み層142の処理とプーリング層144の処理を実行するので、処理量の増加を抑制できる。また、検査画像と環境音画像のそれぞれに対して畳み込み層142の処理とプーリング層144の処理を実行してから、これらの組合せに対して畳み込み層142の処理とプーリング層144の処理を実行するので、処理の精度を向上できる。また、検査画像と環境音画像のそれぞれに対して畳み込み層142の処理とプーリング層144の処理を実行してから、これらを組み合わせるので、処理の精度を向上できる。 Moreover, since the processing of the convolution layer 142 and the processing of the pooling layer 144 are performed on the combination after combining the inspection image and the environmental sound image, an increase in the amount of processing can be suppressed. Also, after performing the processing of the convolution layer 142 and the processing of the pooling layer 144 on each of the inspection image and the environmental sound image, the processing of the convolution layer 142 and the processing of the pooling layer 144 are performed on the combination thereof. Therefore, the accuracy of processing can be improved. Further, since the processing of the convolution layer 142 and the processing of the pooling layer 144 are performed on each of the inspection image and the environmental sound image, and then these are combined, the accuracy of the processing can be improved.

また、検査画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数と、環境音画像に対して畳み込み層142の処理を実行する際の重み係数とを共通にするので、処理の精度を向上できる。また、組合せとして、2つの入力を1つに合併するので、処理を簡易にできる。また、組合せとして、2つの入力の差分を導出するので、処理の精度を向上できる。また、組合せとして、差分に、2つの入力の少なくとも1つを合併するので、処理の精度を向上できる。1×1の空間次元を有する教師データに対して、畳み込み層142の空間フィルタの学習がなされている畳み込みニューラルネットワークを使用するので、教師データの作成の作業量を低減できる。また教師データの作成の作業量が低減されるので、学習の作業量の増加を抑制できる。また教師データの作成の作業量が低減されるので、教師データの数を多くできる。また、教師データの数が多くなるので、学習の精度を向上できる。 In addition, since the weighting factor for performing the processing of the convolution layer 142 on the inspection image and the weighting factor when performing the processing of the convolution layer 142 on the environmental sound image are common, the accuracy of the processing can be improved. can improve. Also, as a combination, two inputs are combined into one, so processing can be simplified. Moreover, since the difference between the two inputs is derived as a combination, the accuracy of processing can be improved. In addition, as a combination, at least one of the two inputs is combined with the difference, so the accuracy of processing can be improved. Since a convolutional neural network in which the spatial filter of the convolution layer 142 has been trained is used for teacher data having a spatial dimension of 1×1, the workload for creating teacher data can be reduced. Moreover, since the amount of work for creating teacher data is reduced, an increase in the amount of work for learning can be suppressed. Also, since the amount of work involved in creating teaching data is reduced, the number of teaching data can be increased. Also, since the number of training data is increased, the accuracy of learning can be improved.

また、検査画像と環境音画像は、N次元Mチャンネル(N、Mは整数)を有する画像であるので、本実施例の適用範囲を拡大できる。また、検査画像と環境音画像とを組み合わせてから、組合せに対して全結合層148の処理を実行するので、構成の自由度を向上できる。また、検査画像に対して全結合層148の処理を実行するとともに、環境音画像に対して全結合層148の処理を実行し、検査画像に対する処理結果と環境音画像に対する処理結果との組合せに対して全結合層148の処理を実行するので、構成の自由度を向上できる。また、検査画像に対して全結合層148の処理を実行するとともに、環境音画像に対して全結合層148の処理を実行し、検査画像に対する処理結果と環境音画像に対する処理結果とを組み合わせるので、構成の自由度を向上できる。 Moreover, since the inspection image and the environmental sound image are images having N-dimensional M channels (N and M are integers), the scope of application of this embodiment can be expanded. In addition, since the inspection image and the environmental sound image are combined and then the processing of the fully connected layer 148 is executed for the combination, the degree of freedom in configuration can be improved. In addition, the processing of the fully connected layer 148 is performed on the inspection image, and the processing of the fully connected layer 148 is performed on the environmental sound image. On the other hand, since the processing of the fully connected layer 148 is executed, the degree of freedom of configuration can be improved. In addition, the processing of the fully connected layer 148 is performed on the inspection image, the processing of the fully connected layer 148 is performed on the environmental sound image, and the processing result of the inspection image and the processing result of the environmental sound image are combined. , the degree of freedom of configuration can be improved.

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の処理装置(100)は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部(110a)と、第1入力部(110a)に入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する第1変換部(112a)と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部(110b)と、第2入力部(110b)に入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する第2変換部(112b)と、第2変換部(112b)において変換した環境音画像と、第1変換部(112a)において変換した検査画像とに対して、畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行する処理部(114)と、処理部(114)の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部(118)と、を備える。 A summary of one aspect of the present disclosure is as follows. A processing device (100) according to an aspect of the present disclosure includes a first input unit (110a) for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; A first conversion unit (112a) that converts examination information input to an input unit (110a) into an examination image that indicates temporal changes in frequency components, and an environment that indicates temporal changes in environmental sounds when obtaining examination information. A second input unit (110b) for inputting sound information, and a second conversion unit (112b) for converting environmental sound information input to the second input unit (110b) into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components. and a process of executing neural network processing including convolution layer processing on the environmental sound image converted by the second conversion unit (112b) and the inspection image converted by the first conversion unit (112a). A unit (114) and an output unit (118) for outputting an inspection result of an object to be inspected as a processing result of the processing unit (114).

第1入力部(110a)は、複数の検査情報を入力し、第1変換部(112a)は、第1入力部(110a)に入力した複数の検査情報を複数の検査画像に変換し、処理部(114)は、環境音画像と、第1変換部(112a)において変換した複数の検査画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行してもよい。 A first input unit (110a) inputs a plurality of inspection information, and a first conversion unit (112a) converts a plurality of inspection information input to the first input unit (110a) into a plurality of inspection images for processing. The unit (114) may perform neural network processing on the environmental sound image and the plurality of inspection images converted by the first conversion unit (112a).

処理部(114)におけるニューラルネットワークは、出力部(118)から出力される検査結果が良品あるいは欠陥を示すように学習されていてもよい。 The neural network in the processing section (114) may be trained such that the inspection results output from the output section (118) indicate good or defective products.

出力部(118)は、処理部(114)におけるニューラルネットワークの処理の途中の特徴量も出力してもよい。 The output unit (118) may also output the feature amount during processing of the neural network in the processing unit (114).

本開示のさらに別の態様は、処理方法である。この方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、入力した検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換するステップと、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、入力した環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換するステップと、変換した環境音画像と、変換した検査画像とに対して、畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。 Yet another aspect of the present disclosure is a processing method. This method comprises the steps of: inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating temporal changes in sound; and converting the input inspection information into an inspection image indicating temporal changes in frequency components. a step of converting; a step of inputting environmental sound information indicating temporal changes in environmental sounds when acquiring inspection information; and converting the input environmental sound information into an environmental sound image indicating temporal changes in frequency components. performing neural network processing including convolutional layer processing on the transformed environmental sound image and the transformed inspection image; inspecting an object to be inspected as a processing result of the neural network; and outputting the result.

(実施例2)
次に実施例2を説明する。実施例2は、実施例1と同様に、モータ等の回転装置のような製品に異常が含まれているか否かを判定する処理装置に関する。ニューラルネットワークを使用する場合、モータの品番毎の再学習が必要になる。このような再学習のために、学習の作業量が増加する。しかしながら、学習が不十分であると処理の正確性が低下する。実施例2に係る処理装置は、正常な物体における周波数成分の時間変化が示され、かつ検査画像と比較可能な画像(以下、「参照画像」という)を用意する。処理装置は、検査画像と環境音画像と参照画像との組合せに対して、ニューラルネットワークの処理を実行することによって、検査画像が正常であるか不良であるかを判定する。その際、処理装置では、検査画像と環境音画像と参照画像との組合せに対して検査画像が正常であるか不良であるかの情報を教師データとして学習が予めなされている。つまり、検査画像と環境音画像の組合せと参照画像との比較結果が正常であるか不良であるかが学習されている。その結果、商品リニューアルによって参照画像が変わる場合であっても、新たな参照画像と検査画像と環境音画像を処理装置に入力すればよくなり、未学習の音のパターンでも判定が可能になる。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. The second embodiment, like the first embodiment, relates to a processing apparatus for determining whether or not a product, such as a rotating device such as a motor, contains an abnormality. When using a neural network, re-learning is required for each motor product number. Such re-learning increases the amount of learning work. Insufficient learning, however, reduces processing accuracy. The processing apparatus according to the second embodiment prepares an image (hereinafter referred to as a “reference image”) that shows temporal changes in frequency components of a normal object and that can be compared with an inspection image. The processing device determines whether the inspection image is normal or defective by executing neural network processing on the combination of the inspection image, the environmental sound image, and the reference image. At this time, in the processing device, learning is performed in advance using information as to whether the inspection image is normal or defective with respect to the combination of the inspection image, the environmental sound image, and the reference image, as teacher data. In other words, it is learned whether the result of comparison between the combination of the inspection image and the environmental sound image and the reference image is normal or defective. As a result, even if the reference image changes due to product renewal, it is sufficient to input new reference images, inspection images, and environmental sound images to the processing device, and even unlearned sound patterns can be determined. Here we will focus on the differences.

図10は、処理装置100の構成を示す。処理装置100では、図1の処理装置100に記憶部116が加えられる。記憶部116は、参照画像を記憶する。参照画像は、正常な物体に対して予め取得されたスペクトログラムであるので、周波数成分の時間変化が示される画像である。図4(c)は、検査対象の物体に対して基準となるスペクトログラムを示す。処理部114は、正常な物体における周波数成分の時間変化が示される参照画像も含めてニューラルネットワークの処理を実行する。処理部114は、学習処理の場合に、参照画像と学習用画像と環境音画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行し、判定処理の場合に、参照画像と検査画像と環境音画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。処理部114は、図7と同様に示される。 FIG. 10 shows the configuration of the processing device 100. As shown in FIG. In the processing device 100, a storage unit 116 is added to the processing device 100 of FIG. Storage unit 116 stores the reference image. Since the reference image is a spectrogram obtained in advance for a normal object, it is an image showing temporal changes in frequency components. FIG. 4(c) shows a reference spectrogram for the object under inspection. The processing unit 114 executes neural network processing including a reference image showing temporal changes in frequency components of a normal object. The processing unit 114 performs neural network processing on the reference image, the learning image, and the environmental sound image in the case of the learning process, and performs neural network processing on the reference image, the inspection image, and the environmental sound image in the case of the determination process. Neural network processing is performed on the Processing unit 114 is shown similar to FIG.

処理部114は、検査画像、環境音画像、参照画像を受けつける。第1-1畳み込み層142aaは、検査画像を受けつけ、第2-1畳み込み層142baは、環境音画像を受けつけ、第3-1畳み込み層142caは、参照画像を受けつける。第1-1畳み込み層142aa、第1-1プーリング層144aa、第1-2畳み込み層142ab、第1-3畳み込み層142ac、第1-2プーリング層144abは、検査画像に対するニューラルネットワークの処理を実行する。第2-1畳み込み層142ba、第2-1プーリング層144ba、第2-2畳み込み層142bb、第2-3畳み込み層142bc、第2-2プーリング層144bbは、環境音画像に対するニューラルネットワークの処理を実行する。第3-1畳み込み層142ca、第3-1プーリング層144ca、第3-2畳み込み層142cb、第3-3畳み込み層142cc、第3-2プーリング層144cbは、参照画像に対するニューラルネットワークの処理を実行する。組合せ層146は、第1-2プーリング層144abから第3-2プーリング層144cbのそれぞれからの処理結果を受けつける。組合せ層146は、前述のようにこれらの処理結果を組み合わせる。 A processing unit 114 receives an inspection image, an environmental sound image, and a reference image. The 1-1 convolution layer 142aa receives the inspection image, the 2-1 convolution layer 142ba receives the ambient sound image, and the 3-1 convolution layer 142ca receives the reference image. The 1-1 convolution layer 142aa, the 1-1 pooling layer 144aa, the 1-2 convolution layer 142ab, the 1-3 convolution layer 142ac, and the 1-2 pooling layer 144ab perform neural network processing on the inspection image. do. The 2-1 convolution layer 142ba, the 2-1 pooling layer 144ba, the 2-2 convolution layer 142bb, the 2-3 convolution layer 142bc, and the 2-2 pooling layer 144bb perform neural network processing on the environmental sound image. Execute. The 3-1 convolution layer 142ca, the 3-1 pooling layer 144ca, the 3-2 convolution layer 142cb, the 3-3 convolution layer 142cc, and the 3-2 pooling layer 144cb perform neural network processing on the reference image. do. The combination layer 146 receives the processing results from each of the 1-2nd pooling layer 144ab to the 3-2nd pooling layer 144cb. A combination layer 146 combines these processing results as described above.

学習処理において、処理部114では学習用画像が使用される。学習用画像では、異音の成分が含まれているか否かが未知である検査画像とは異なり、異音の成分が含まれていること、あるいは異音の成分が含まれていないことが既知である。また、処理部114は、参照画像に対して学習用画像に異音の成分が含まれているか否かを示す教師データを受けつける。教師データは、「OK」あるいは「NG」を示す。処理部114は、学習用画像と環境音画像の組合せと参照画像との関係が、教師データとなるように、各畳み込み層142の空間フィルタの係数を学習させる。空間フィルタの係数の学習自体には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。このように、処理部114におけるニューラルネットワークは、出力部118から出力される検査結果が良品あるいは欠陥を示すように学習されている。 In the learning process, the processing unit 114 uses a learning image. It is known that training images contain abnormal noise components or do not contain abnormal noise components, unlike inspection images, in which it is unknown whether or not abnormal noise components are included. is. In addition, the processing unit 114 receives teacher data indicating whether or not the learning image includes an abnormal sound component with respect to the reference image. The training data indicates "OK" or "NG". The processing unit 114 learns the coefficient of the spatial filter of each convolution layer 142 so that the relationship between the combination of the learning image and the environmental sound image and the reference image becomes teacher data. A well-known technique may be used for the learning of the coefficients of the spatial filter, so the explanation is omitted here. In this way, the neural network in the processing section 114 is trained so that the inspection results output from the output section 118 indicate non-defective products or defects.

学習処理の後の判定処理において、処理部114では検査画像が使用される。ここで、学習処理が処理装置100以外でなされる場合、別の装置での学習処理で導出された空間フィルタの係数が、処理部114に設定される。処理部114は、環境音画像と検査画像と参照画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。出力部118は、処理部114の処理結果として、参照画像に対して検査画像と環境音画像の組合せに異音の成分が含まれるか否かを示す情報、つまり検査対象の物体の検査結果を出力する。 In the determination process after the learning process, the inspection image is used in the processing unit 114 . Here, when the learning process is performed by a device other than the processing device 100 , the coefficients of the spatial filter derived by the learning processing by another device are set in the processing unit 114 . The processing unit 114 performs neural network processing on the environmental sound image, the inspection image, and the reference image. The output unit 118 outputs, as the processing result of the processing unit 114, information indicating whether or not the combination of the inspection image and the environmental sound image includes an abnormal sound component with respect to the reference image, that is, the inspection result of the object to be inspected. Output.

本実施例によれば、検査画像と環境音画像と参照画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行することによって、検査画像と環境音画像の組合せと参照画像の比較結果として、検査画像に異音の成分が含まれるか否かを示す情報を出力できる。また、検査画像と環境音画像の組合せと参照画像の比較結果が出力されるので、参照画像が変わっても新たな参照画像による学習の量を低減できる。また、参照画像が変わっても新たな参照画像による学習の量が低減されるので、学習の作業量の増加を抑制できる。 According to the present embodiment, by executing neural network processing on the inspection image, the environmental sound image, and the reference image, a combination of the inspection image and the environmental sound image and the reference image are compared to obtain a difference in the inspection image. Information indicating whether or not a sound component is included can be output. Moreover, since the result of comparison between the combination of the inspection image and the environmental sound image and the reference image is output, even if the reference image is changed, the amount of learning using a new reference image can be reduced. Also, even if the reference image is changed, the amount of learning based on the new reference image is reduced, so an increase in the amount of learning work can be suppressed.

本開示の一態様の概要は、次の通りである。処理部(114)は、正常な物体における周波数成分の時間変化が示される参照画像も含めてニューラルネットワークの処理を実行してもよい。 A summary of one aspect of the present disclosure is as follows. The processing unit (114) may also perform neural network processing including a reference image showing temporal changes in frequency components of a normal object.

(実施例3)
次に実施例3を説明する。実施例3は、実施例1と同様に、モータ等の回転装置のような製品に異常が含まれているか否かを判定する処理装置に関する。これまで、学習用画像、検査画像、環境音画像等の画像に対してニューラルネットワークの処理が実行されている。実施例2に係る処理装置は、学習用情報、検査情報、環境音情報等の情報に対してニューラルネットワークを実行する。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。
(Example 3)
Next, Example 3 will be described. The third embodiment, like the first embodiment, relates to a processing apparatus for determining whether or not a product, such as a rotating device such as a motor, contains an abnormality. Until now, neural network processing has been performed on images such as learning images, inspection images, and environmental sound images. The processing device according to the second embodiment executes a neural network on information such as learning information, examination information, and environmental sound information. Here we will focus on the differences.

図11は、処理装置100の構成を示す。処理装置100は、マイクロホン10と総称される第1マイクロホン10a、第2マイクロホン10b、増幅器12と総称される第1増幅器12a、第2増幅器12b、A/Dコンバータ14と総称される第1A/Dコンバータ14a、第2A/Dコンバータ14bに接続されるとともに、入力部110と総称される第1入力部110a、第2入力部110b、処理部114、出力部118を含む。処理部114は、学習用情報あるいは検査情報を第1入力部110aから受けつけ、環境音情報を第2入力部110bから受けつける。処理部114は、学習処理の場合に、学習用情報と環境音情報とに対してニューラルネットワークの処理を実行し、判定処理の場合に、検査情報と環境音情報とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。処理部114における処理はこれまでと同様でよいので、ここでは説明を省略する。 FIG. 11 shows the configuration of the processing device 100. As shown in FIG. The processing unit 100 includes a first microphone 10a, a second microphone 10b, collectively referred to as the microphone 10, a first amplifier 12a, a second amplifier 12b, collectively referred to as the amplifier 12, and a first A/D converter 14, collectively referred to as the A/D converter . It includes a first input section 110 a , a second input section 110 b , a processing section 114 and an output section 118 , which are connected to the converter 14 a and the second A/D converter 14 b and collectively referred to as the input section 110 . The processing unit 114 receives learning information or examination information from the first input unit 110a, and receives environmental sound information from the second input unit 110b. The processing unit 114 performs neural network processing on the learning information and the environmental sound information in the case of the learning process, and performs neural network processing on the inspection information and the environmental sound information in the case of the determination process. to run. Since the processing in the processing unit 114 may be the same as before, the description is omitted here.

本実施例によれば、波形が示される検査情報と、波形が示される環境音情報とに対してニューラルネットワークの処理を実行するので、検査情報から検査画像への変換と、環境音情報から環境音画像への変換とを不要にできる。また、検査情報から検査画像への変換と、環境音情報から環境音画像への変換とが不要になるので、処理量を低減できる。 According to this embodiment, neural network processing is performed on inspection information indicating waveforms and environmental sound information indicating waveforms. It is possible to eliminate the need for conversion to a sound image. In addition, conversion from inspection information to an inspection image and conversion from environmental sound information to an environmental sound image become unnecessary, so the amount of processing can be reduced.

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示の別の態様もまた、処理装置(100)である。この装置は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部(110a)と、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部(110b)と、第2入力部(110b)に入力した環境音情報と、第1入力部(110a)に入力した検査情報とに対して、畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行する処理部(114)と、処理部(114)の処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力する出力部(118)と、を備える。 A summary of one aspect of the present disclosure is as follows. Another aspect of the present disclosure is also a processing device (100). This apparatus includes a first input unit (110a) for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; A second input section (110b) for inputting environmental sound information indicating changes, environmental sound information input to the second input section (110b), and examination information input to the first input section (110a) , a processing unit (114) for executing neural network processing including convolutional layer processing, an output unit (118) for outputting inspection results of an object to be inspected as a processing result of the processing unit (114), Prepare.

第1入力部(110a)は、複数の検査情報を入力し、処理部(114)は、環境音情報と、第1入力部(110a)に入力した複数の検査情報とに対してニューラルネットワークの処理を実行してもよい。 A first input unit (110a) inputs a plurality of pieces of examination information, and a processing unit (114) performs neural network processing on the environmental sound information and the plurality of pieces of examination information inputted to the first input unit (110a). processing may be performed.

処理部(114)は、正常な物体における音の時間変化が示される参照情報も含めてニューラルネットワークの処理を実行してもよい。 The processing unit (114) may also perform neural network processing including reference information indicating temporal changes in sound in a normal object.

本開示のさらに別の態様もまた、処理方法である。この方法は、検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、入力した環境音情報と、入力した検査情報とに対して、畳み込み層の処理が含まれたニューラルネットワークの処理を実行するステップと、ニューラルネットワークの処理結果として、検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、を備える。 Yet another aspect of the present disclosure is also a processing method. This method comprises the steps of: inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time; a step of inputting information; a step of performing neural network processing including convolutional layer processing on the input environmental sound information and the input inspection information; and outputting inspection results of the object.

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is an example, and that various modifications are possible in the combination of each component or each treatment process, and such modifications are within the scope of the present disclosure. .

実施例1、第1変形例から第4変形例、実施例2、実施例3における処理部114の構成は、複数の畳み込み層142と複数のプーリング層144とが交互に並べんでいる。しかしながらこれに限らず例えば、処理部114は、GoogLeNet系、DenseNet系等の構成を有していてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。 In the configuration of the processing unit 114 in Example 1, Modified Examples 1 to 4, Example 2, and Example 3, a plurality of convolution layers 142 and a plurality of pooling layers 144 are alternately arranged. However, the processing unit 114 is not limited to this, and may have a configuration such as a GoogLeNet system, a DenseNet system, or the like. According to this modified example, the degree of freedom in configuration can be improved.

実施例1、第1変形例から第4変形例、実施例2、実施例3における処理部114の構成は、複数の畳み込み層142と複数のプーリング層144とが交互に並べんでいる。しかしながらこれに限らず例えば、処理部114では、畳み込み層142のみが含まれて畳み込み処理だけが実行されてもよいし、プーリング層144のみが含まれてプーリング処理だけが実行されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。 In the configuration of the processing unit 114 in Example 1, Modified Examples 1 to 4, Example 2, and Example 3, a plurality of convolution layers 142 and a plurality of pooling layers 144 are alternately arranged. However, the present invention is not limited to this. For example, the processing unit 114 may include only the convolution layer 142 and perform only convolution processing, or may include only the pooling layer 144 and perform only pooling processing. According to this modified example, the degree of freedom in configuration can be improved.

実施例1、第1変形例から第4変形例、実施例2、実施例3における出力部118は、処理部114におけるニューラルネットワークの処理結果を出力する。しかしながらこれに限らず例えば、出力部118は、処理部114におけるニューラルネットワークの処理の途中の特徴量を出力してもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。 The output unit 118 in the first embodiment, the first to fourth modifications, the second embodiment, and the third embodiment outputs the processing result of the neural network in the processing unit 114 . However, not limited to this, for example, the output unit 118 may output the feature amount during processing of the neural network in the processing unit 114 . According to this modified example, the degree of freedom in configuration can be improved.

実施例1、第1変形例から第4変形例、実施例2、実施例3の任意の組合せも有効である。本変形例によれば、実施例1、第1変形例から第4変形例、実施例2、実施例3の任意の組合せによる効果を得ることができる。例えば、実施例2と第1変形例の組合せとして、第1入力部110aは、複数の検査画像を入力する。処理部114は、環境音画像と複数の検査画像と参照画像とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。本変形例によれば、処理精度を向上できる。例えば、実施例3と第1変形例の組合せとして、入力部110は、複数の検査情報を入力する。処理部114は、環境音情報と、入力部110に入力した複数の検査情報とに対してニューラルネットワークの処理を実行する。その際、変換部112は省略される。本変形例によれば、処理量の増加を抑制しながら、処理精度を向上できる。 Any combination of Embodiment 1, Modifications 1 to 4, Embodiment 2, and Embodiment 3 is also effective. According to this modified example, it is possible to obtain the effect of any combination of the first modified example, the first modified example to the fourth modified example, the second modified example, and the third modified example. For example, as a combination of the second embodiment and the first modified example, the first input unit 110a inputs a plurality of inspection images. The processing unit 114 performs neural network processing on the environmental sound image, the plurality of inspection images, and the reference image. According to this modified example, the processing accuracy can be improved. For example, as a combination of the third embodiment and the first modified example, the input unit 110 inputs a plurality of examination information. The processing unit 114 performs neural network processing on the environmental sound information and a plurality of pieces of examination information input to the input unit 110 . In that case, the conversion unit 112 is omitted. According to this modification, it is possible to improve the processing accuracy while suppressing an increase in the processing amount.

本開示によれば、環境音が存在する場合でも処理の正確性の低下を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress deterioration in accuracy of processing even when environmental sounds are present.

10 マイクロホン、 12 増幅器、 14 A/Dコンバータ、 100 処理装置、 110 入力部、 112 変換部、 114 処理部、 116 記憶部、 118 出力部、 140 入力画像、 142 畳み込み層、 144 プーリング層、 146 組合せ層、 148 全結合層、 150 デンスブロック。 10 microphone, 12 amplifier, 14 A/D converter, 100 processing device, 110 input unit, 112 conversion unit, 114 processing unit, 116 storage unit, 118 output unit, 140 input image, 142 convolution layer, 144 pooling layer, 146 combination Layers, 148 fully connected layers, 150 dense blocks.

Claims (14)

検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、
前記第1入力部に入力した前記検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する第1変換部と、
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、
前記第2入力部に入力した前記環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する第2変換部と、
前記第2変換部において変換した前記環境音画像と、前記第1変換部において変換した前記検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音画像と前記検査画像とを合併させた結果に対して、前記ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、
前記処理部の処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
a first conversion unit that converts the inspection information input to the first input unit into an inspection image showing temporal changes in frequency components;
a second input unit for inputting environmental sound information indicating temporal changes in the environmental sound when acquiring the examination information;
a second conversion unit that converts the environmental sound information input to the second input unit into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components;
After inputting the environmental sound image converted by the second conversion unit and the inspection image converted by the first conversion unit into a trained neural network, the environmental sound image and the inspection image are merged. a processing unit that executes processing of the neural network on the results obtained ;
an output unit that outputs an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the processing unit;
A processing device comprising:
検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
前記第1入力部に入力した前記検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換する第1変換部と、a first conversion unit that converts the inspection information input to the first input unit into an inspection image showing temporal changes in frequency components;
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、 a second input unit for inputting environmental sound information indicating temporal changes in the environmental sound when acquiring the examination information;
前記第2入力部に入力した前記環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換する第2変換部と、a second conversion unit that converts the environmental sound information input to the second input unit into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components;
前記第2変換部において変換した前記環境音画像と、前記第1変換部において変換した前記検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音画像と前記検査画像とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、前記組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれた前記ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、After inputting the environmental sound image converted by the second conversion unit and the inspection image converted by the first conversion unit into a trained neural network, a processing unit that performs processing for combining results of executing convolutional layer processing, and performs processing for the neural network that includes convolutional layer processing for the combination result output by the combining processing;
前記処理部の処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、an output unit that outputs an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the processing unit;
を備えることを特徴とする処理装置。A processing device comprising:
前記第1入力部は、複数の前記検査情報を入力し、
前記第1変換部は、前記第1入力部に入力した複数の前記検査情報を複数の前記検査画像に変換し、
前記処理部は、前記環境音画像と、前記第1変換部において変換した複数の前記検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記ニューラルネットワークの処理を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の処理装置。
The first input unit inputs a plurality of pieces of examination information,
The first conversion unit converts the plurality of inspection information input to the first input unit into a plurality of inspection images,
The processing unit inputs the environmental sound image and the plurality of inspection images converted by the first conversion unit to a trained neural network, and then executes processing of the neural network. 3. The processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記処理部は、正常な物体における周波数成分の時間変化が示される参照画像も含めてニューラルネットワークの処理を実行することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の処理装置。 4. The processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the processing unit executes neural network processing including a reference image showing temporal changes in frequency components of a normal object. 検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、
前記第2入力部に入力した前記環境音情報と、前記第1入力部に入力した前記検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音情報と前記検査情報とを合併させた結果に対して、前記ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、
前記処理部の処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
a second input unit for inputting environmental sound information indicating temporal changes in the environmental sound when acquiring the examination information;
After inputting the environmental sound information input to the second input unit and the inspection information input to the first input unit into a trained neural network, the environmental sound information and the inspection information are merged. a processing unit that executes processing of the neural network on the results obtained ;
an output unit that outputs an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the processing unit;
A processing device comprising:
検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力する第1入力部と、a first input unit for inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力する第2入力部と、a second input unit for inputting environmental sound information indicating temporal changes in the environmental sound when acquiring the examination information;
前記第2入力部に入力した前記環境音情報と、前記第1入力部に入力した前記検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音情報と前記検査情報とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、前記組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれた前記ニューラルネットワークの処理を実行する処理部と、After inputting the environmental sound information input to the second input unit and the inspection information input to the first input unit into a trained neural network, a processing unit that performs processing for combining results of executing convolutional layer processing, and performs processing for the neural network that includes convolutional layer processing for the combination result output by the combining processing;
前記処理部の処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力する出力部と、an output unit that outputs an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the processing unit;
を備えることを特徴とする処理装置。A processing device comprising:
前記第1入力部は、複数の前記検査情報を入力し、
前記処理部は、前記環境音情報と、前記第1入力部に入力した複数の前記検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、畳み込み層の処理が含まれた前記ニューラルネットワークの処理を実行することを特徴とする請求項5または6に記載の処理装置。
The first input unit inputs a plurality of pieces of examination information,
The processing unit inputs the environmental sound information and the plurality of inspection information input to the first input unit to a trained neural network, and then processes the neural network including processing of a convolution layer. 7. The processing apparatus according to claim 5 or 6 , characterized by performing
前記処理部は、正常な物体における音の時間変化が示される参照情報も含めてニューラルネットワークの処理を実行することを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の処理装置。 8. The processing apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the processing unit performs neural network processing including reference information indicating temporal changes in sound of a normal object. 前記処理部におけるニューラルネットワークは、前記出力部から出力される前記検査結果が良品あるいは欠陥を示すように学習されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の処理装置。 9. The processing apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein the neural network in the processing unit is trained so that the inspection results output from the output unit indicate non-defective products or defects. . 前記出力部は、前記処理部におけるニューラルネットワークの処理の途中の特徴量も出力することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の処理装置。 10. The processing apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the output unit also outputs feature values in the course of neural network processing in the processing unit. 検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、
入力した前記検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換するステップと、
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、
入力した前記環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換するステップと、
変換した前記環境音画像と、変換した前記検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音画像と前記検査画像とを合併させた結果に対して、前記ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、
ニューラルネットワークの処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、
を備えることを特徴とする処理方法。
a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
a step of converting the input inspection information into an inspection image showing temporal changes in frequency components;
a step of inputting environmental sound information indicating a temporal change of the environmental sound when acquiring the examination information;
a step of converting the input environmental sound information into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components;
After inputting the converted environmental sound image and the converted inspection image to a trained neural network, the neural network processes a result of merging the environmental sound image and the inspection image. and
a step of outputting an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the neural network;
A processing method comprising:
検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
入力した前記検査情報を、周波数成分の時間変化が示される検査画像に変換するステップと、a step of converting the input inspection information into an inspection image showing temporal changes in frequency components;
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、a step of inputting environmental sound information indicating a temporal change of the environmental sound when acquiring the examination information;
入力した前記環境音情報を、周波数成分の時間変化が示される環境音画像に変換するステップと、a step of converting the input environmental sound information into an environmental sound image showing temporal changes in frequency components;
変換した前記環境音画像と、変換した前記検査画像とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音画像と前記検査画像とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、前記組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれた前記ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、Inputting the converted environmental sound image and the converted inspection image to a trained neural network, and then combining the results of performing convolution layer processing on the environmental sound image and the inspection image. and executing the processing of the neural network including the processing of the convolutional layer on the result of the combination output by the combining processing;
ニューラルネットワークの処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、a step of outputting an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the neural network;
を備えることを特徴とする処理方法。A processing method comprising:
検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、
入力した前記環境音情報と、入力した前記検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音情報と前記検査情報とを合併させた結果に対して、前記ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、
ニューラルネットワークの処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、
を備えることを特徴とする処理方法。
a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
a step of inputting environmental sound information indicating a temporal change of the environmental sound when acquiring the inspection information;
After inputting the input environmental sound information and the input inspection information to a trained neural network, the neural network processes the result of combining the environmental sound information and the inspection information. and
a step of outputting an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the neural network;
A processing method comprising:
検査対象の物体から取得した検査情報であって、かつ音の時間変化が示される検査情報を入力するステップと、a step of inputting inspection information obtained from an object to be inspected and indicating a change in sound over time;
前記検査情報を取得する際の環境音の時間変化が示される環境音情報を入力するステップと、a step of inputting environmental sound information indicating a temporal change of the environmental sound when acquiring the examination information;
入力した前記環境音情報と、入力した前記検査情報とを学習済みのニューラルネットワークに入力してから、前記環境音情報と前記検査情報とに対して畳み込み層の処理を実行した結果を組み合わせる処理を行い、前記組み合わせる処理によって出力された組合せの結果に対して畳み込み層の処理が含まれた前記ニューラルネットワークの処理を実行するステップと、A process of inputting the input environmental sound information and the input inspection information into a trained neural network, and then combining the results of performing convolution layer processing on the environmental sound information and the inspection information. and executing the processing of the neural network including the processing of the convolutional layer on the result of the combination output by the combining processing;
ニューラルネットワークの処理結果として、前記検査対象の物体の検査結果を出力するステップと、a step of outputting an inspection result of the object to be inspected as a processing result of the neural network;
を備えることを特徴とする処理方法。A processing method comprising:
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