JP7600909B2 - Anomaly detection system and anomaly detection method - Google Patents
Anomaly detection system and anomaly detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7600909B2 JP7600909B2 JP2021111969A JP2021111969A JP7600909B2 JP 7600909 B2 JP7600909 B2 JP 7600909B2 JP 2021111969 A JP2021111969 A JP 2021111969A JP 2021111969 A JP2021111969 A JP 2021111969A JP 7600909 B2 JP7600909 B2 JP 7600909B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- normal
- restored
- inspection object
- restored image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
- G06V10/761—Proximity, similarity or dissimilarity measures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/82—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using neural networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10004—Still image; Photographic image
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30152—Solder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
本発明は、異常検知システムおよび異常検知方法に関する。 The present invention relates to an anomaly detection system and an anomaly detection method.
従来、画像解析により検査対象の異常を検知する手法として、異常のない良品の画像と異常を含む不良品の画像とを学習させ、モデルを生成し、該モデルを用いて、検査対象の異常を検知するものがある。しかし、検査対象によっては、不良品が発生する頻度が低く、不良品の画像が十分に収集できない場合がある。 Conventionally, a method for detecting abnormalities in an inspection object using image analysis involves training an object with images of non-defective products without abnormalities and images of defective products containing abnormalities, generating a model, and then using the model to detect abnormalities in the inspection object. However, depending on the inspection object, defective products may occur only infrequently, making it difficult to collect sufficient images of the defective products.
そこで、例えば、特許文献1では、良品の画像を学習用画像として用い学習されたニューラルネットワークにより、検査対象画像から復元画像(疑似画像)を生成し、検査対象画像と、復元画像との差分に基づき、検査対象に異常があることを検知する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technology in which a neural network trained using images of non-defective products as learning images generates a restored image (pseudo image) from an image of the inspection target, and detects the presence of an abnormality in the inspection target based on the difference between the image of the inspection target and the restored image.
ここで、発明者らは、このような検査対象画像と復元画像との差分を用いて異常を検知する手法に関して、本来は良品である検査対象が異常として検知される、いわゆる過検知が発生しやすい、という問題点を見出した。 The inventors have discovered that this method of detecting anomalies using the difference between an image of an object to be inspected and a restored image is prone to overdetection, where an object to be inspected that is actually a good product is detected as an anomaly.
例えば、溶接により形成される溶接痕のように、良品の中でも形状などにばらつきがある検査対象の画像を検査する場合や、検査対象の撮像環境の問題から検査対象画像中における検査対象の位置や方向にずれ・ばらつきがある検査対象の画像を検査する場合に、これらのばらつきなどにより、本来は良品である検査対象が異常として検知され、過検知が生じやすいという課題がある。 For example, when inspecting images of test objects that have variation in shape, even among good products, such as weld marks formed by welding, or when inspecting images of test objects that have deviations or variations in the position or orientation of the test object in the test object image due to problems with the imaging environment of the test object, these variations can easily cause test objects that are actually good to be detected as abnormal, resulting in overdetection.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させる異常検知システムおよび異常検知方法を提供するものである。 The present invention has been developed in consideration of these circumstances, and provides an anomaly detection system and an anomaly detection method that suppresses the occurrence of overdetection and improves the accuracy of anomaly detection.
本発明の一態様に係る異常検知システムは、
検査対象の検査対象画像を取得する取得部と、
正常である検査対象の画像を教師データとして利用し学習された学習モデルに、前記検査対象画像を入力し、復元画像を生成する復元画像生成部と、
前記復元画像と、前記学習モデルに正常である検査対象の画像を入力し生成された復元画像である正常復元画像と、を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する検知部と、
を備えるものである。
An anomaly detection system according to one aspect of the present invention includes:
an acquisition unit for acquiring an inspection object image of an inspection object;
a restored image generating unit that inputs the image of the test object to a learning model that has been trained using images of the test object that are normal as training data, and generates a restored image;
a detection unit that uses the restored image and a normal restored image that is a restored image generated by inputting an image of the inspection target that is normal to the learning model to determine whether or not the inspection target in the inspection target image is abnormal;
It is equipped with the following.
このような構成により、従来の検査対象画像と復元画像との差分を用いて異常を検知する方法では、明るさなどのばらつきにより過検知が発生していた検査対象であっても、検査対象の画像から生成された復元画像と、正常である検査対象の画像から生成された正常復元画像と、が近しい画像になるため、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させることができる。 With this configuration, even in cases where overdetection occurs due to variations in brightness or other factors in the conventional method of detecting abnormalities using the difference between the image of the test subject and the restored image, the restored image generated from the image of the test subject and the normal restored image generated from the image of the normal test subject are similar images, making it possible to suppress overdetection and improve the accuracy of detecting abnormalities.
上記態様の異常検知システムにおいて、前記検知部は、前記復元画像と、前記学習モデルに正常である検査対象の画像を入力し生成された復元画像である正常復元画像と、の類似度を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定するものであってもよい。 In the anomaly detection system of the above aspect, the detection unit may determine whether the inspection object in the inspection object image is abnormal by using the similarity between the restored image and a normal restored image, which is a restored image generated by inputting an image of the inspection object that is normal to the learning model.
このような構成により、より高い精度で異常か否かを判定することできるため、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させることができる。 This configuration allows for more accurate determination of whether an abnormality exists, reducing overdetection and improving the accuracy of abnormality detection.
上記態様の異常検知システムにおいて、さらに、前記検査対象画像と前記復元画像との差分を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する予備検知部を、備え、前記検知部は、前記予備検知部により異常と判定された検査対象が異常か否かを再判定するものであってもよい。 The anomaly detection system of the above aspect may further include a preliminary detection unit that uses the difference between the inspection target image and the restored image to determine whether or not the inspection target in the inspection target image is abnormal, and the detection unit may re-determine whether or not the inspection target determined to be abnormal by the preliminary detection unit is abnormal.
このような構成により、必要な演算処理が少ない差分を用いた判定を予備検知部で行い、異常と判定された検査対象のみを検知部にて再判定するため、異常処理に要する時間を短くすることができる。 With this configuration, the preliminary detection unit performs a judgment using the difference, which requires less calculation processing, and the detection unit re-evaluates only the test objects that are judged to be abnormal, thereby shortening the time required for abnormality processing.
上記態様の異常検知システムにおいて、前記学習モデルは、敵対的生成ネットワークを用いた学習モデルであってもよい。 In the anomaly detection system of the above aspect, the learning model may be a learning model using a generative adversarial network.
このような構成により、復元画像生成部により生成される復元画像の再現性を高くすることができ、異常の検知精度を向上させることができる。 This configuration can improve the reproducibility of the restored image generated by the restored image generation unit, thereby improving the accuracy of detecting abnormalities.
上記態様の異常検知システムにおいて、前記検査対象が、部材に溶接により形成される溶接痕であってもよい。 In the anomaly detection system of the above aspect, the inspection object may be a weld mark formed by welding on a member.
このような構成により、特に、形状などのばらつきがあることにより過検知が生じやすい溶接痕の異常検知おいて、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させることができる。 This configuration makes it possible to reduce overdetection and improve the accuracy of abnormality detection, particularly in detecting abnormalities in weld marks, which are prone to overdetection due to variations in shape, etc.
上記態様の異常検知システムにおいて、前記検査対象画像が、生産ラインにおいて撮像された画像であってもよい。 In the anomaly detection system of the above aspect, the inspection target image may be an image captured on a production line.
このような構成により、特に、検査対象の位置や方向にずれ・ばらつきがあることにより過検知が生じやすい生産ラインにおいて撮像された画像を用いた異常検知おいて、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させることができる。 This configuration makes it possible to reduce overdetection and improve the accuracy of anomaly detection, particularly in anomaly detection using images captured on a production line where overdetection is likely to occur due to misalignment or variation in the position or orientation of the object being inspected.
本発明の一態様に係る異常検知方法は、
検査対象の検査対象画像を取得する取得ステップと、
正常である検査対象の画像を教師データとして利用し学習された学習モデルに、前記検査対象画像を入力し、復元画像を生成する復元画像生成ステップと、
前記復元画像と、前記学習モデルに正常である検査対象の画像を入力し生成された復元画像である正常復元画像と、を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する検知ステップと、
を備えるものである。
An anomaly detection method according to one aspect of the present invention includes:
An acquisition step of acquiring an inspection object image of an inspection object;
a restored image generating step of inputting the inspection target image into a learning model trained using a normal inspection target image as training data, and generating a restored image;
a detection step of determining whether or not the inspection target in the inspection target image is abnormal using the restored image and a normal restored image, which is a restored image generated by inputting an image of the inspection target that is normal to the learning model;
It is equipped with the following.
本発明により、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させる異常検知システムおよび異常検知方法を提供することができる。 The present invention provides an anomaly detection system and an anomaly detection method that suppresses the occurrence of overdetection and improves the accuracy of anomaly detection.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the following descriptions and drawings have been simplified as appropriate for clarity of explanation.
<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態にかかる異常検知システムについて説明する。図1は、本実施形態に係る異常検知システムのハードウェア構成の概略を示すブロック図である。
First Embodiment
First, a description will be given of an anomaly detection system according to a first embodiment of the present invention. Fig. 1 is a block diagram showing an outline of a hardware configuration of the anomaly detection system according to the present embodiment.
図1に示すように、異常検知システム100は、パーソナルコンピュータなどの一般的な情報処理装置が有するコンピュータ資源を有している。具体的には、CPU(Central Processing Unit)101と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、HDD(Hard Disk Drive)104と、通信インターフェース(I/F)105と、入出力インターフェース(I/F)106と、を備えている。また、これらの各部は、データバス107を介して相互に通信可能に接続されている。なお、ここでは、異常検知システム100の各部が一般的な情報処理装置により実現される例について説明するが、これらの一部又は全ての機能が、エッジやクラウド等の外部装置において、実現されてもよい。
As shown in FIG. 1, the
CPU101は、異常検知システム100を統括的に制御するマイクロプロセッサである。具体的には、ROM102、HDD104に記憶された本実施形態において実行される各種の制御プログラムを読み出し、RAM103上に展開されたこれらのプログラムを実行する。ここで、記憶装置として、HDD104に替えて、または加えて、SSD(Solid State Drive)が備えられていてもよい。
The
通信インターフェース105は、異常検知システム100と外部装置との通信を行う。本実施形態では、検査対象の画像を撮像する撮像装置などの外部装置から、検査対象の画像を受信する。ここで、通信は、無線有線を問わず、種々の通信技術により実現される。
The
入出力インターフェース106は、異常検知システム100と外部との入出力を行う。例えば、異常検知の情報を表示するディスプレイなどの出力装置や、オペレータが使用するための入力装置が備えられていてもよい。
The input/
次に、本実施形態に係る異常検知システムの機能構成を説明する。図2は、本実施形態に係る異常検知システムの機能構成を示すブロック図である。 Next, the functional configuration of the anomaly detection system according to this embodiment will be described. Figure 2 is a block diagram showing the functional configuration of the anomaly detection system according to this embodiment.
図2に示すように、異常検知システム100は、機能構成として、取得部201と、復元画像生成部202と、予備検知部203と、検知部204と、を備えている。これらは、CPU101により、ROM102などに記憶された各種の制御プログラムが実行されることによって機能する。また、異常検出システム100の機能の一部または全ての機能は、ハードウェア回路によって実現されてもよい。
As shown in FIG. 2, the
取得部201は、外部装置から撮像画像を取得する。具体的には、検査対象の異常を検知する場合、検査の対象となる検査対象画像と、正常である検査対象の正常画像と、を取得する。ここで、正常画像とは、異常を有しないことが確認された検査対象の画像である。取得された検査対象画像は、復元画像生成部202と、予備検知部203とに出力され、取得された正常画像は、復元画像生成部202に出力される。なお、ここでは、撮像画像を外部装置である撮像装置から取得する例について説明するが、撮像装置が異常検知システムに含まれる構成で実現されてもよい。
The
復元画像生成部202は、取得部201から出力された検査対象画像と、正常画像とを、予め正常画像を教師データとして利用し学習された学習モデルに入力することで、これらの撮像画像を復元した復元画像を生成する。本学習モデルの学習方法については、後に詳細に説明する。検査対象画像を復元した復元画像は、予備検知部に出力され、正常画像を復元した正常復元画像は、検知部に出力される。
The restored
予備検知部203は、取得部201から出力された検査対象画像と、復元画像生成部202から出力された復元画像との差分を用いて、検査対象が異常か否かを判定する。具体的には、まず、検査対象画像の画素値から復元画像の画素値を減算することによって、これらの差分画像を生成する。次に、生成された差分画像に含まれる画素値の合計値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、大きい場合に異常と判定する。そして、異常と判定された検査対象の復元画像は、検知部に出力される。また、ここでは、検査対象画像の画素ごとに、これに対応する位置の復元画像の画素をそれぞれ減算することによって、差分画像を生成するが、差分画像は、複数の画素を含むグループごとの差分を用いて生成されてもよい。
The
検知部204は、予備検知部203により異常と判定され、出力された検査対象の復元画像と、復元画像生成部202から出力された正常画像を復元した復元画像である正常復元画像と、を用いて、検査対象が異常か否かを再判定する。具体的には、まず、これらの画像の類似度を算出する。例えば、正規化相関法(NCC)、エッジ特徴ベースで類似度を算出する形状パターンマッチングなど、種々の類似度算出法により類似度を算出することができる。算出された類似度が予め定められた閾値より低いか否かを判定し、低い場合に異常と判定する。また、ここでは、検査対象の復元画像と、正常画像を復元した復元画像である正常復元画像との類似度を算出し、異常か否かを判定しているが、予備検知部による手法と同様に、これらの画像から差分画像を生成し、差分画像に含まれる画素値から、異常か否かを判定してもよい。このように、検知部により異常か否かが再判定され、異常検知の情報が入出力インターフェース106に出力される。
The
ここで、本実施形態の予備検知部203と検知部204との異常判定方法を比較すると、予備検知部203による異常判定方法は、比較する画像同士の差分をとるのみで判定することができるため、検知部204の類似度を算出する方法に対して判定の精度は低くなるものの、必要な演算処理が少なく、処理時間が短くなる。したがって、本実施形態では、予備検知部203により、予め検査対象が異常か否かを判定し、異常と判定された検査対象のみを検知部204により再判定することで、過検知を抑制しつつ、全体として検査に要する時間を短くすることができる。
Comparing the anomaly determination methods of the
また、ここでは、異常検知システム100の機能構成として、予備検知部203を備える例を説明したが、予備検知部203を備えない機能構成を有していてもよい。その場合、復元画像生成部202で生成された検査対象の復元画像と、正常画像を復元した正常復元画像は、検知部204に直接出力される。そして、検知部204は、検査対象の復元画像と、正常画像を復元した正常復元画像とを用いて、検査対象が異常か否かを判定する。
Although an example in which the functional configuration of the
次に、本実施形態に係る学習モデルの学習方法について説明する。本実施形態では、異常検知処理を実行する前段階として、復元画像生成部202が有する学習モデルであるニューラルネットワークの学習を行う。
Next, a learning method for the learning model according to this embodiment will be described. In this embodiment, as a preliminary step before executing the anomaly detection process, learning is performed on the neural network, which is the learning model possessed by the restored
ニューラルネットワークの学習を行う場合、取得部201は、正常である検査対象の撮像画像である正常画像を教師データとして取得する。ここで、取得部201は、教師データとして取得する正常画像の数に対し、予め設定された割合以下の少数であれば、異常を含む検査対象の画像を取得しても良い。
When training a neural network, the
取得された教師データを用いて、復元画像生成部202が有する学習モデルである敵対的生成ネットワーク(GAN)の学習を行う。具体的には、復元画像生成部202は、取得された教師データから疑似データを生成するニューラルネットワークを有する生成器と、疑似データの真偽の判定をするニューラルネットワークを有する弁別器と、を備えており、教師データと、生成器により生成された疑似データとを用いて、生成器と、弁別器と、を学習させる。このように、敵対的生成ネットワークを用いることで、復元画像の再現性を高くすることができる。本実施形態では、このように学習された学習モデルに対して、検査対象画像を入力することで、復元画像を生成する。
The acquired training data is used to train a generative adversarial network (GAN), which is a learning model of the restored
次に、本実施形態に係る異常検知システム100の異常検知処理フローについて説明する。図3は、本実施形態に係る異常検知処理のフロー図である。本フローは、前述した学習モデルの学習が完了した状態において開始する。また、好ましくは、正常画像を復元した正常復元画像は、予め異常検知システム100において、記憶されていることが望ましい。
Next, the anomaly detection process flow of the
本説明では、図4から図7の画像を模式的に示した説明図(以下、画像と称する。)を適宜用い、検査対象として、部品などの各種部材に溶接により形成される溶接痕を例に挙げて説明する。具体的には、図4(a)は、明るさなどのばらつきがない正常である溶接痕を撮像した画像である、図5(a)は、正常であるものの、明るさなどのばらつきにより局所的に色が異なる部位5Aを含む溶接痕を撮像した画像である、図6(a)は、不良部位6Aを含み、異常である溶接痕を撮像した画像である。
In this explanation, we will use diagrams (hereinafter referred to as images) that show the images in Figures 4 to 7 as appropriate, and use as an example a weld mark formed by welding on various members such as parts as an inspection target. Specifically, Figure 4(a) is an image of a normal weld mark with no variation in brightness, etc., Figure 5(a) is an image of a weld mark that is normal but includes a
まず、S11では、取得部201が、外部装置によって撮像された図4(a)、図5(a)、図6(a)に示すような検査対象画像を取得する。
First, in S11, the
次に、S12では、復元画像生成部202が、取得部201から出力された検査対象画像を、予め学習済みの学習モデルに入力することで、これらの撮像画像を復元した復元画像を生成する。具体的には、図4(b)、図5(b)、図6(b)は、それぞれ図4(a)、図5(a)、図6(a)の画像を、学習モデルに入力し、生成した復元画像である。ここで、前述したように、本学習モデルは、正常画像を教師データとして学習された学習モデルであるため、入力した撮像画像は、正常画像に近しい画像として復元される。したがって、図5(a)、図6(a)の画像で確認された局所的に色が異なる部位5A、不良部位6Aは、復元画像である図5(b)、図6(b)において、それぞれ復元されない。一方で、図5(a)の画像は、局所的に色が異なる部位5Aを含む以外は図4(a)の画像と同様に正常な溶接痕の画像であるため、復元された図5(b)の復元画像は、図4(a)の画像が復元された図4(b)の復元画像と比較的近しい画像となるのに対して、図6(a)の画像は不良部位6Aを含むため、画像の特徴量が変わり、復元された図6(b)の復元画像は、ぼやけた画像となる。
Next, in S12, the restored
次に、S13では、予備検知部203が、撮像画像と復元画像との差分を用いて、検査対象が異常か否かを判定する。具体的には、まず、図4(a)、図5(a)、図6(a)に示す撮像画像と、図4(b)、図5(b)、図6(b)に示す復元画像との差分により、図4(c)、図5(c)、図6(c)に示す差分画像を生成する。ここで、明るさなどのばらつきがない正常な溶接痕の差分画像である図4(c)は、図4(a)と図4(b)とが近しい画像となるため、差分が小さくなる。一方で、図5(c)、図6(c)に示す差分画像は、前述したように、復元画像である図5(b)、図6(b)において、局所的に色が異なる部位5A、不良部位6Aがそれぞれ復元されないため、差分が大きくなる。次に、差分が予め定めた閾値より大きいか否かを判定する。図4(c)に示す差分画像のように、差分が予め定めた閾値より小さい場合、予備検知部203は、当該検査対象は異常なしと判定し、本フローは終了する。一方で、図5(c)、図6(c)に示す差分画像のように、差分が予め定めた閾値より大きい場合、S14へと進む。
Next, in S13, the
ここで、図5(a)に示す撮像画像は、正常である溶接痕の撮像画像であるにもかかわらず、S13、すなわち、検査対象画像と復元画像との差分を用いた判定おいては、検査対象は異常なしと判定されない。つまり、検査対象画像の明るさにばらつきがある場合や、形状にばらつきがある場合、学習モデルの学習に用いる正常な画像が、全ての正常な画像を網羅することができないため、正常である画像であっても適切に復元できず、結果として、差分に基づいて、検査対象が異常であると検知されてしまう、いわゆる過検知の問題が生じる。一方で、図4(a)に示す撮像画像は、S13において、検査対象は異常なしと判定され、検知部204による再判定が不要となり、異常検知処理に要する処理時間を短くすることができる。
Here, even though the captured image shown in FIG. 5(a) is an image of a normal weld mark, the inspection object is not judged to be normal in S13, i.e., in the judgment using the difference between the inspection object image and the restored image. In other words, if there is variation in brightness or shape of the inspection object image, the normal images used to train the learning model cannot cover all normal images, so even normal images cannot be properly restored, and as a result, the inspection object is detected to be abnormal based on the difference, resulting in a problem of so-called overdetection. On the other hand, in the captured image shown in FIG. 4(a), the inspection object is judged to be normal in S13, making it unnecessary for the
次に、S14では、検知部204が、予備検知部203により異常が検知された検査対象の復元画像と、復元画像生成部202により生成され、又は、予め異常検知システム100に記憶された、正常画像を復元した正常復元画像と、を用いて、検査対象が異常か否かを再判定する。具体的には、まず、これらの画像の類似度を算出する。図7(a)には、正常である溶接痕を撮像した画像を復元した正常復元画像を、図7(b)には、図5(b)に示す検査対象の復元画像を、図7(c)には、図6(b)に示す検査対象の復元画像を示す。ここで、明るさなどのばらつきにより局所的に色が異なる部位5Aを含む溶接痕を撮像した画像の復元画像である図7(b)は、前述したように、局所的に色が異なる部位5Aを含む以外は正常な溶接痕の画像の復元画像であるため、正常復元画像である図7(a)と、高い類似度を示す。一方で、不良部位6Aを含み、異常である溶接痕を撮像した画像の復元画像である図7(c)は、ぼやけた画像となるため、正常復元画像である図7(a)と、低い類似度を示す。次に、算出した類似度が予め定めた閾値より低いか否かを判定する。図7(b)に示す検査対象の復元画像のように、類似度が高い場合、検知部204は、当該検査対象は異常なしと判定し、本フローは終了する。一方で、図7(c)に示す検査対象の復元画像のように、類似度が低い場合、検知部204は、当該検査対象は異常と判定し、本フローは終了する。なお、本フローでは省略するが、これらの異常検知の情報を入出力インターフェース106に出力する工程を加えてもよい。
Next, in S14, the
また、ここでは、異常検知システム100の異常検知処理フローとして、S13を備える例を説明したが、S13を備えない異常検知処理フローであってもよい。その場合、S12において、復元画像が生成された後、直接S14へと進む。そして、S14において、検知部204が、検査対象の復元画像と、正常画像を復元した正常復元画像と、を用いて、検査対象が異常か否かを判定する。この異常検知処理フローにおいて、同様に、図4(a)、図5(a)、図6(a)に示す撮像画像中の検査対象の異常検知処理を実施すると、S13を備えないため、S14において、図4(a)、図5(a)に示す撮像画像における検査対象は、異常なしと判定され、図6(a)に示す撮像画像における検査対象は、異常と判定される。
In addition, here, an example including S13 has been described as an anomaly detection processing flow of the
以上、説明したように、本実施形態に係る異常検知システム100の異常検知処理フローにより、図4(a)に示す明るさなどにばらつきがない正常である溶接痕と、図5(a)に示す正常であるものの、明るさなどのばらつきにより局所的に色が異なる部位を含む溶接痕の検査対象は、異常なしと判定され、他方、図6(a)に示す不良部位を含み、異常である溶接痕の検査対象は、異常と判定される。すなわち、予備検知部203による異常の判定(S13)で、明るさのばらつきや、形状のばらつきにより、前述した過検知の問題が発生する場合にも、検知部204による異常の判定(S14)では、過検知の発生を抑制し、異常の検知精度を向上させることができる。ここで、本実施形態に係る異常検知システム100の異常検知処理は、検査対象が限定されるものではないが、特に、形状や明るさにばらつきが生じやすい溶接痕を検査対象とする場合や、撮像環境の問題から検査対象画像中における検査対象の位置や方向にずれ・ばらつきが発生しやすい生産ラインで検査対象の画像が撮像される場合に、好適である。
As described above, the anomaly detection process flow of the
<その他の実施形態>
第1の実施形態では、復元画像生成部202が有する学習モデルとして、敵対的生成ネットワーク、具体的には、GANを例に挙げて説明したが、GAN以外にも他の敵対的生成ネットワークであるCGAN、DCGAN、SRGAN、CycleGAN、VAEGANなど、種々の敵対的生成ネットワークを用いることができる。また、GAN以外にも、AE、VAE、CVAEなど、種々のオートエンコーダが用いられてもよい。
<Other embodiments>
In the first embodiment, a generative adversarial network, specifically, a GAN, has been described as an example of a learning model possessed by the restored
なお、本発明は、上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、異常検知システム以外にも、異常検知装置、異常検知方法、その方法を実現するコンピュータプログラムなど、種々の形態で実現することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the invention. For example, in addition to the anomaly detection system, the present invention can also be realized in various forms, such as an anomaly detection device, an anomaly detection method, and a computer program that realizes the method.
100 異常検知システム
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 HDD
105 通信I/F
106 入出力I/F
107 データバス
201 取得部
202 復元画像生成部
203 予備検知部
204 検知部
100
102 ROM
103 RAM
104 HDD
105 Communication I/F
106 Input/Output I/F
Claims (5)
正常である検査対象の画像を教師データとして利用し学習された学習モデルに、前記検査対象画像を入力し、復元画像を生成する復元画像生成部と、
前記検査対象画像と前記復元画像との差分を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する予備検知部と、
前記予備検知部により前記検査対象画像中の検査対象が異常と判定された場合に、前記復元画像と、前記学習モデルに正常である検査対象の画像を入力し生成された復元画像である正常復元画像と、の類似度を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する検知部と、
を備える異常検知システム。 an acquisition unit for acquiring an inspection object image of an inspection object;
a restored image generating unit that inputs the image of the test object to a learning model that has been trained using images of the test object that are normal as training data, and generates a restored image;
a preliminary detection unit that uses a difference between the inspection object image and the restored image to determine whether or not an inspection object in the inspection object image is abnormal;
a detection unit that, when the preliminary detection unit determines that the inspection target in the inspection target image is abnormal, determines whether or not the inspection target in the inspection target image is abnormal by using a similarity between the restored image and a normal restored image that is a restored image generated by inputting an image of the inspection target that is normal to the learning model;
An anomaly detection system comprising:
請求項1に記載の異常検知システム。 The learning model is a learning model using an adversarial generative network.
The anomaly detection system according to claim 1 .
請求項1または請求項2に記載の異常検知システム。 The inspection object is a weld mark formed on a member by welding.
The anomaly detection system according to claim 1 or 2 .
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の異常検知システム。 The inspection object image is an image captured on a production line.
The anomaly detection system according to any one of claims 1 to 3 .
正常である検査対象の画像を教師データとして利用し学習された学習モデルに、前記検査対象画像を入力し、復元画像を生成する復元画像生成ステップと、
前記検査対象画像と前記復元画像との差分を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する予備検知ステップと、
前記予備検知ステップで前記検査対象画像中の検査対象が異常と判定された場合に、前記復元画像と、前記学習モデルに正常である検査対象の画像を入力し生成された復元画像である正常復元画像と、の類似度を用いて、前記検査対象画像中の検査対象が異常か否かを判定する検知ステップと、
を備える異常検知方法。 An acquisition step of acquiring an inspection object image of an inspection object;
a restored image generating step of inputting the inspection target image into a learning model trained using a normal inspection target image as training data, and generating a restored image;
a preliminary detection step of determining whether or not an object to be inspected in the image to be inspected is abnormal by using a difference between the image to be inspected and the restored image;
a detection step of judging whether or not the inspection object in the inspection object image is abnormal by using a similarity between the restored image and a normal restored image, which is a restored image generated by inputting an image of the inspection object that is normal to the learning model, when the inspection object in the inspection object image is judged to be abnormal in the preliminary detection step;
The anomaly detection method includes:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021111969A JP7600909B2 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Anomaly detection system and anomaly detection method |
| CN202210731375.XA CN115587959B (en) | 2021-07-06 | 2022-06-24 | Anomaly Detection System and Anomaly Detection Method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021111969A JP7600909B2 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Anomaly detection system and anomaly detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023008416A JP2023008416A (en) | 2023-01-19 |
| JP7600909B2 true JP7600909B2 (en) | 2024-12-17 |
Family
ID=84771109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021111969A Active JP7600909B2 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Anomaly detection system and anomaly detection method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7600909B2 (en) |
| CN (1) | CN115587959B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117011718B (en) | 2023-10-08 | 2024-02-02 | 之江实验室 | A method and system for fine-grained identification of plant leaves based on multivariate loss fusion |
| CN120182255A (en) * | 2025-05-20 | 2025-06-20 | 深圳镭赫技术有限公司 | Detection method, detection device, processing equipment and readable storage medium |
| CN120912532A (en) * | 2025-07-21 | 2025-11-07 | 内蒙古工业大学 | Cloud anomaly detection and removal method based on DDIM remote sensing image |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021060364A (en) | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Method for creating machine learning model for component status and system for discriminating component status |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6134565B2 (en) * | 2013-04-12 | 2017-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Inspection method and inspection apparatus |
| JP2020012816A (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-23 | リコーエレメックス株式会社 | Detection system and detection method |
| JP7312560B2 (en) * | 2019-01-31 | 2023-07-21 | 株式会社Screenホールディングス | Information processing device, information processing method, information processing program, learning method, and trained model |
| WO2021100243A1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 株式会社テクムズ | Ai appearance inspection method, device for same, and program for use in computer |
-
2021
- 2021-07-06 JP JP2021111969A patent/JP7600909B2/en active Active
-
2022
- 2022-06-24 CN CN202210731375.XA patent/CN115587959B/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021060364A (en) | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Method for creating machine learning model for component status and system for discriminating component status |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115587959B (en) | 2026-01-30 |
| JP2023008416A (en) | 2023-01-19 |
| CN115587959A (en) | 2023-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3937128B1 (en) | Image defect detection method and apparatus, electronic device, storage medium and product | |
| US11797886B2 (en) | Image processing device, image processing method, and image processing program | |
| US11645744B2 (en) | Inspection device and inspection method | |
| JP7600909B2 (en) | Anomaly detection system and anomaly detection method | |
| CN106920219B (en) | Article defect detection method, image processing system and computer readable recording medium | |
| JP7426261B2 (en) | Learning device, image inspection device, learned parameters, learning method, and image inspection method | |
| JP6347589B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
| JP7608857B2 (en) | Anomaly detection method and anomaly detection device | |
| CN115641332A (en) | Detection method, device, medium and equipment for product edge appearance defects | |
| US20190333204A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| JP2020128877A (en) | Abnormality detection device and abnormality detection method for linear object | |
| JP2023007260A (en) | Computer and visual inspection method | |
| US12099017B2 (en) | Inspection system, inspection method, and inspection program | |
| US11120541B2 (en) | Determination device and determining method thereof | |
| JP7718429B2 (en) | Index selection device, information processing device, information processing system, inspection device, inspection system, index selection method, and index selection program | |
| US20240161271A1 (en) | Information processing apparatus, control program, and control method | |
| CN120322669B (en) | Determination device, learning device, determination method, learning method, determination program, and learning program | |
| JP2022029262A (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and learning device | |
| US20240233344A9 (en) | Systems and methods for estimating robustness of a machine learning model | |
| WO2024204602A1 (en) | Determining device, learning device, determining method, learning method, determining program, and learning program | |
| JP7633104B2 (en) | Inspection device, learning device, inspection method, method for generating generative model, inspection program, and learning program | |
| JP7459696B2 (en) | Anomaly detection system, learning device, anomaly detection program, learning program, anomaly detection method, and learning method Learning method for computing device | |
| CN119269498B (en) | A defect verification method, apparatus, computer equipment, and readable storage medium | |
| JP7643329B2 (en) | Evaluation method | |
| JP7771768B2 (en) | Machine learning device, machine learning method, machine learning program, inspection device, inspection method, and inspection program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231011 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240709 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240903 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20240903 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241118 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7600909 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |