JP7637519B2 - Image processing method and image processing device - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理方法及び画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing method and an image processing device.
ある異常状態、又は、他とは異なる特徴を有する部位の有無を検査する欠陥検査システム、異常検査システム、又は、特異部検知システムが知られている。近年、機械学習を用いて、欠陥等を含む、他の大部分の領域と異なる特徴を持った部位(以下、「特異部」という。)の有無を評価するための手法が提案されている。 There are known defect inspection systems, anomaly inspection systems, and peculiar part detection systems that inspect for the presence or absence of an abnormal state or a part with characteristics different from others. In recent years, a method has been proposed that uses machine learning to evaluate the presence or absence of a part with characteristics different from most other areas, including defects (hereinafter referred to as a "peculiar part")
特許文献1には、撮像部で撮像された対象物の撮像画像から任意の特徴を持った特異部を含む特異部画像を抽出し、特異部画像を入力とした機械学習により特異部の種別を識別する特異部検知システムが記載されている。 Patent document 1 describes a peculiar part detection system that extracts images of peculiar parts that have arbitrary characteristics from an image of an object captured by an imaging unit, and identifies the type of peculiar part through machine learning using the images of the peculiar parts as input.
検出対象である特異部は、様々な形状を有し得る。特異部が大きな形状を有する場合や、長尺状に形成されている場合、撮像画像から抽出される特異部画像も大きくなる。 The unique part to be detected can have a variety of shapes. If the unique part has a large shape or is formed in an elongated shape, the image of the unique part extracted from the captured image will also be large.
しかしながら、このような特異部を機械学習により検出しようとすると、学習済みモデルを生成するための学習時間が長くなってしまう。また、学習済みモデルを用いて特異部を検出するための演算時間が増大してしまう。このような課題は、演算能力の高い情報処理装置を用いることで解決が見込めるものの、コストの増大を招くことから、例えば、インライン検査のような用途で製造ラインに実装する際の弊害となる。 However, if an attempt is made to detect such singular parts using machine learning, the learning time required to generate a trained model will be long. In addition, the calculation time required to detect singular parts using the trained model will increase. Although these issues can be expected to be resolved by using information processing devices with high computing power, this will result in increased costs, which will be a hindrance when implementing such devices on a manufacturing line for applications such as in-line inspection.
また、特異部画像の大きさが機械学習を適用する画像サイズとして設定されている画像サイズよりも大きい場合には、特異部の一部を含めずに特異部画像を抽出せざるを得ないため、特異部の検出精度が低下してしまうという結果を招く。 In addition, if the size of the unique part image is larger than the image size set as the image size to which machine learning is applied, the unique part image must be extracted without including part of the unique part, resulting in a decrease in the accuracy of detection of the unique part.
そこで本発明は、上記課題を解決するために、機械学習を適用した画像処理方法において、検出精度と処理速度とを両立した画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention aims to provide an image processing method and image processing device that achieve both detection accuracy and processing speed in an image processing method that applies machine learning.
本開示に係る画像処理方法は、対象物を撮像した複数の画像であって、それぞれが前記対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得することと、前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うことと、前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことと、を含む。ここで、前記総合評価は、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の数Y1と、Y1個の前記画像のうち前記個別評価において前記特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比X1/Y1が、第1の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する。 The image processing method according to the present disclosure includes obtaining a plurality of images of an object, each of which captures a different portion of a predetermined range of the object; applying a predetermined image processing method obtained using machine learning to each of the plurality of images to perform an individual evaluation of whether or not each of the plurality of images contains a feature of the object to be detected; and performing a comprehensive evaluation of whether or not the object contains a peculiar part to be detected based on whether or not the feature is contained in two or more of the plurality of images. Here, the comprehensive evaluation evaluates that the object contains a peculiar part to be detected when the ratio X1/Y1 of the number Y1 of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range to the number X1 of the Y1 images that are evaluated in the individual evaluation as containing the feature is equal to or greater than a first predetermined value.
このような画像処理方法によれば、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うと共に、特徴が複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行い、具体的には、所定範囲に対応する複数の画像、又は、所定範囲の一部である部分範囲を構成する複数の画像、の少なくともいずれか一方の画像の数Y1と、特徴が含まれていると評価された画像の数X1に基づいて特異部の有無を評価する。すなわち、対象物の所定範囲又はその部分範囲を構成する複数の画像のうち、個別評価において特徴が含まれる旨を示す推定スコアが所定値以上とされた画像の多寡に基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かを評価する。従って、特異部画像の大きさが機械学習を適用する画像サイズとして設定されている画像サイズよりも大きい場合であっても、その画像サイズで個別評価を行うと共に、所定範囲又は部分範囲内における特徴を含む複数の画像の数に基づいた総合評価を行うことにより、学習時間及び演算時間の短縮と、画像サイズよりも大きい特異部の検出を両立することが可能となる。 According to this image processing method, a predetermined image processing method acquired using machine learning is applied to perform individual evaluation of whether each of the multiple images contains the feature of the detection target, and a comprehensive evaluation of whether the object contains the peculiar part of the detection target is performed based on whether the feature is included in two or more of the multiple images. Specifically, the presence or absence of the peculiar part is evaluated based on the number Y1 of at least one of the multiple images corresponding to a predetermined range or the multiple images constituting a partial range that is a part of the predetermined range, and the number X1 of images evaluated as containing the feature. In other words, the object is evaluated as to whether it contains the peculiar part of the detection target based on the number of images that have an estimated score indicating that the feature is included in the individual evaluation that is equal to or greater than a predetermined value among the multiple images constituting the predetermined range or the partial range of the object. Therefore, even if the size of the peculiar part image is larger than the image size set as the image size to which machine learning is applied, individual evaluation is performed at that image size, and a comprehensive evaluation is performed based on the number of multiple images containing the feature in the predetermined range or partial range, thereby making it possible to shorten the learning time and calculation time while detecting the peculiar part larger than the image size.
なお、本開示における「評価」は、特異部の有無を判断すること、又は、確率情報と共に特異部の有無を判断すること、特異部の有無に関する確率情報(推定スコア)を出力することを含む。また、本開示における「評価」は、特異部に複数の種類がある場合には、上記特異部の有無に関する情報および/または特異部の種別に関する情報を出力することを含む。 In addition, in this disclosure, "evaluation" includes determining whether or not there is a unique part, or determining whether or not there is a unique part along with probability information, and outputting probability information (estimated score) regarding the presence or absence of a unique part. Furthermore, in the present disclosure, "evaluation" includes outputting information regarding the presence or absence of the unique part and/or information regarding the type of unique part when there are multiple types of unique parts.
なお、上述される個別評価及び総合評価の前又は後に、異なる又は同一の評価を行ってもよい。例えば、所定範囲について総合評価を実行した後に、所定範囲の一部である部分範囲について更に総合評価を1回又は複数回実行してもよい。 Note that different or the same evaluations may be performed before or after the individual evaluations and overall evaluations described above. For example, after performing an overall evaluation for a specified range, an additional overall evaluation may be performed once or multiple times for a partial range that is part of the specified range.
また、本開示の一態様は、前記対象物の所定範囲を撮像した基画像を分割して、それぞれの画像サイズが同一の前記複数の画像を生成すること、をさらに含む。 An aspect of the present disclosure further includes dividing an original image that captures a predetermined range of the object to generate the multiple images, each of which has the same image size.
また、本開示の一態様において、前記総合評価は、前記比X1/Y1が前記第1の所定値未満であり、かつ、前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値以上であって、かつ、前記Y1個の画像から構成される前記所定範囲又は前記部分範囲の一部である第2部分範囲を構成する複数の画像の数Y2(<Y1)と、Y2個の前記画像のうち前記個別評価において前記特徴が含まれていると評価された画像の数X2との比X2/Y2が、第3の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する。 In one aspect of the present disclosure, the overall evaluation evaluates that the object contains a peculiar portion to be detected when the ratio X1/Y1 is less than the first predetermined value and is equal to or greater than a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value, and the ratio X2/Y2 between the number Y2 (<Y1) of the images constituting the predetermined range or a second partial range that is part of the partial range consisting of the Y1 images and the number X2 of the images among the Y2 images that are evaluated as containing the feature in the individual evaluation is equal to or greater than a third predetermined value.
また、本開示の一態様において、前記総合評価は、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Aが存在しており、かつ、前記個別評価において、前記画像Aの周囲に位置する前記複数の画像のうち、2以上の画像に前記特徴が含まれると評価された場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価することも可能である。 In one aspect of the present disclosure, the comprehensive evaluation can be such that the object contains a peculiar portion to be detected if image A is present that is evaluated in the individual evaluation as containing the characteristic, and if, in the individual evaluation, two or more of the multiple images located around image A are evaluated as containing the characteristic.
また、本開示の一態様において、前記総合評価は、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Aが存在し、前記画像Aの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Bが存在し、前記画像Aの周囲に位置せず、前記画像Bの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含まないと評価された画像Cが存在し、前記画像A及び前記画像Bの周囲に位置せず、前記画像Cの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Dが存在し、前記画像A、前記画像B及び前記画像Cの周囲に位置せず、前記画像Dの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Eが存在する場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価することも可能である。 In one aspect of the present disclosure, the comprehensive evaluation can be such that the object includes a peculiar portion to be detected when image A is present that is evaluated to include the feature in the individual evaluation, image B is present that is evaluated to include the feature in the individual evaluation, image C is present that is not located around image A but is located around image B, image D is present that is evaluated to include the feature in the individual evaluation, image E is present that is not located around image A, image B, or image C but is located around image D, and image E is present that is evaluated to include the feature in the individual evaluation.
本開示は、画像処理装置を開示する。この画像処理装置は、対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得する画像取得手段と、前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行う個別評価手段と、前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行う総合評価手段と、を備え、前記総合評価手段は、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の数Y1と、Y1個の前記画像のうち前記個別評価手段により前記特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比X1/Y1が、第1の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成される。 The present disclosure discloses an image processing device. The image processing device includes an image acquisition means for acquiring a plurality of images capturing different parts of a predetermined range of an object, an individual evaluation means for applying a predetermined image processing method acquired using machine learning to each of the plurality of images to perform an individual evaluation of whether or not each of the plurality of images contains a feature of the detection target, and a comprehensive evaluation means for performing a comprehensive evaluation of whether or not the object contains a peculiar part of the detection target based on whether or not the feature is contained in two or more images of the plurality of images, and the comprehensive evaluation means is configured to evaluate that the object contains a peculiar part of the detection target when the ratio X1/Y1 of the number Y1 of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range to the number X1 of the images evaluated by the individual evaluation means as containing the feature is equal to or greater than a first predetermined value.
このような画像処理装置によれば、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うと共に、特徴が複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことが可能となり、具体的には、所定範囲又はその所定範囲の一部である部分範囲を構成する複数の画像の数Y1と、特徴が含まれていると評価された画像の数X1に基づいて特異部の有無を評価することが可能となる。従って、特異部画像の大きさが機械学習を適用する画像サイズとして設定されている画像サイズよりも大きい場合であっても、その画像サイズで個別評価を行うと共に、所定範囲又は部分範囲内における特徴を含む複数の画像の数に基づいた総合評価を行うことにより、学習時間及び演算時間の短縮と、画像サイズよりも大きい特異部の検出を両立することが可能となる。 According to such an image processing device, it is possible to apply a predetermined image processing method acquired using machine learning to perform individual evaluation of whether each of the multiple images contains the feature to be detected, and to perform a comprehensive evaluation of whether the target object contains the peculiar part to be detected based on whether the feature is included in two or more of the multiple images. Specifically, it is possible to evaluate the presence or absence of a peculiar part based on the number Y1 of multiple images constituting a predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range, and the number X1 of images evaluated as containing the feature. Therefore, even if the size of the peculiar part image is larger than the image size set as the image size to which machine learning is applied, it is possible to shorten the learning time and calculation time while detecting a peculiar part larger than the image size by performing individual evaluation at that image size and performing a comprehensive evaluation based on the number of multiple images containing the feature within the predetermined range or partial range.
また、本開示の画像処理装置は、前記対象物の所定範囲を撮像した基画像を分割して、それぞれの画像サイズが同一の前記複数の画像を生成する手段、をさらに含んでもよい。 In addition, the image processing device of the present disclosure may further include a means for dividing an original image obtained by capturing an image of a predetermined range of the object, and generating the multiple images, each of which has the same image size.
また、本開示の一態様において、前記総合評価手段は、前記比X1/Y1が前記第1の所定値未満であり、かつ、前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値以上であって、かつ、前記Y1個の画像から構成される前記所定範囲又は前記部分範囲の一部である第2部分範囲を構成する複数の画像の数Y2(<Y1)と、Y2個の前記画像のうち前記個別評価手段により前記特徴が含まれていると評価された画像の数X2との比X2/Y2が、第3の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成されている。 In one aspect of the present disclosure, the comprehensive evaluation means is configured to evaluate that the object includes a peculiar portion to be detected when the ratio X1/Y1 is less than the first predetermined value and is equal to or greater than a second predetermined value smaller than the first predetermined value, and the ratio X2/Y2 between the number Y2 (<Y1) of a plurality of images constituting the predetermined range or a second partial range that is a part of the partial range consisting of the Y1 images and the number X2 of the Y2 images evaluated by the individual evaluation means as including the feature is equal to or greater than a third predetermined value.
また、本開示の一態様において、前記総合評価手段は、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Aが存在しており、かつ、前記個別評価手段により、前記画像Aの周囲に位置する前記複数の画像のうち、2以上の画像に前記特徴が含まれると評価された場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成されてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the comprehensive evaluation means may be configured to evaluate the object as including the peculiar portion to be detected when image A is present that has been evaluated by the individual evaluation means as including the characteristic, and when the individual evaluation means has evaluated that two or more of the multiple images located around image A include the characteristic.
また、本開示の一態様において、前記総合評価手段は、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Aが存在し、前記画像Aの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Bが存在し、前記画像Aの周囲に位置せず、前記画像Bの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含まないと評価された画像Cが存在し、前記画像A及び前記画像Bの周囲に位置せず、前記画像Cの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Dが存在し、前記画像A、前記画像B及び前記画像Cの周囲に位置せず、前記画像Dの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Eが存在する場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成されてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the comprehensive evaluation means may be configured to evaluate the object as including the peculiar portion of the detection target when image A evaluated by the individual evaluation means as including the feature exists, image B evaluated by the individual evaluation means as including the feature exists, image C not located around image A but around image B exists, image D not located around image A and image B but around image C exists, image D evaluated by the individual evaluation means as including the feature exists, image E not located around image A, image B, and image C exists, and image E evaluated by the individual evaluation means as including the feature exists.
なお、一の画像が他の一の画像の「周囲に位置」するとは、一の画像と他の一の画像の間に他の画像が存在しない位置関係をいい、典型的には、一の画像と他の一の画像の頂点又は辺が対向または共有する位置関係にあることをいい、一の画像が他の一の画像の「周囲に位置」しないとは、一の画像と他の一の画像の間に更に別の画像が存在する位置関係にあることをいう。 Note that an image being "located around" another image refers to a positional relationship in which no other image exists between the one image and the other image, typically meaning that the vertices or edges of the one image and the other image face each other or are shared, and that an image not being "located around" the other image refers to a positional relationship in which there is yet another image between the one image and the other image.
また、本開示の一態様において、前記特異部は、前記対象物の欠陥である。 In one aspect of the present disclosure, the peculiar portion is a defect in the object.
また、本開示によるコンピュータプログラムは、コンピュータに、対象物を撮像した複数の画像であって、それぞれが前記対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得することと、前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うことと、前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことと、を実行させる命令を含む。ここで、前記総合評価は、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の数Y1と、Y1個の前記画像のうち前記個別評価において前記特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比X1/Y1が、第1の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する。 The computer program according to the present disclosure includes instructions to cause a computer to execute the following: acquiring a plurality of images of an object, each of which is an image of a different portion of a predetermined range of the object; applying a predetermined image processing method acquired using machine learning to each of the plurality of images to perform an individual evaluation of whether or not each of the plurality of images includes a feature of the object to be detected; and performing a comprehensive evaluation of whether or not the object includes a peculiar portion of the object to be detected, based on whether or not the feature is included in two or more of the plurality of images. Here, the comprehensive evaluation evaluates that the object includes a peculiar portion of the object to be detected when the ratio X1/Y1 of the number Y1 of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range to the number X1 of the Y1 images that are evaluated in the individual evaluation as including the feature is equal to or greater than a first predetermined value.
コンピュータプログラムは、非一時的な(Non-transitory)記憶媒体に格納されてもよい。非一時的な記憶媒体は、不揮発性の半導体記憶素子を含む。 The computer program may be stored on a non-transitory storage medium. The non-transitory storage medium includes a non-volatile semiconductor memory element.
このようなコンピュータプログラムをコンピュータに実行させることにより、上記画像処理方法と同様の効果を発揮することが可能になる。 By executing such a computer program on a computer, it is possible to achieve the same effect as the image processing method described above.
また、本開示に係る画像処理システムは、上述された画像処理装置と、サーバとを備える。サーバは、機械学習の教師データとして、それぞれが異なる種類の特徴を含む第1画像データ群及び特徴を含まない第2画像データ群を格納する。第1画像データには、同一のラベルが付与されてもよい。第2画像データ群には、第1画像データに付与されるラベルとは異なるラベルが付与される。また、本開示に係る画像処理システムは、上述した本開示に係るコンピュータプログラムに含まれる実行命令が、プロセッサ及びメモリを備え、無線または有線により互いに通信可能に接続された複数の演算装置が連携して実行される態様を含む。 The image processing system according to the present disclosure includes the image processing device described above and a server. The server stores a first image data group including different types of features and a second image data group including no features as training data for machine learning. The first image data may be assigned the same label. The second image data group is assigned a label different from the label assigned to the first image data. The image processing system according to the present disclosure also includes a mode in which the execution instructions included in the computer program according to the present disclosure described above are executed in cooperation with a plurality of arithmetic devices including a processor and a memory and connected to each other wirelessly or via a wired connection so as to be able to communicate with each other.
このような画像処理システムによれば、上記画像処理装置と同様の効
果を発揮することが可能になる。
According to such an image processing system, it is possible to achieve the same effects as the image processing device described above.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The following embodiment is an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention to only that embodiment.
図1は、本実施形態に係る画像処理システム10の機能ブロック図である。この画像処理システム10は、液体を収容するペットボトル(「対象物」の一例)の内部に異物が混入しているか否かを判断するための画像処理システムである。但し、後述するように、本発明は、様々な対象物及び様々な特異部に適用することが可能である。
Figure 1 is a functional block diagram of an
この画像処理システム10は、撮像部12、画像分割部14、個別評価部16及び総合評価部18を有する画像処理装置20を備えている。更に、画像処理システム10は、画像処理装置20にネットワークNを介して接続されるサーバ装置を更に備えている。サーバ装置は、正常サンプルの画像を格納するデータベースDB1及び異常サンプルの画像を格納するデータベースDB2を備えている。本実施の形態において、正常サンプルとは、特異部を含まない、換言すると、対象物が異常を有しないサンプルであり、良品に該当するサンプルである。また、異常サンプルとは、特異部を含む、換言すると、対象物が異常を有するサンプルであり、不良品に該当するサンプルである。
This
撮像部12は、対象物の一部又は全部を撮像し、画像(「基画像」の一例)を取得する。撮像部12は、例えば、ラインセンサ又はエリアセンサ等のイメージセンサ等から構成することができる。例えば、対象物が中心軸に対し回転対称の形状を有する場合(内容物を収容する内部空間を有する容器等)、対象物を中心軸周りに回転させながら、ラインセンサで側面を撮像することにより、対象物の側面全体(「所定範囲」の一例)に対応する画像を取得することができる。なお、対象物は円筒形状には限られない。本実施形態の場合、撮像部12はラインセンサから構成され、対象物の画像として、5000画素×5000画素の各画素について、8ビット(256階調)の輝度値を有するグレースケールデータを取得する。なお、撮像部12は、対象物の画像として、RGBデータ等のカラーデータを取得してもよい。また、撮像部12により対象物を撮像して画像を取得することに替えて、対象物の画像を格納するデータベース等から、対象物の画像を取得してもよい。
The
画像分割部14(「画像取得手段」の一例)は、撮像部12により取得された画像を同一サイズの複数の画像に分割し、対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得する(以下、分割された各画像を分割画像という場合がある。)。分割画像は、機械学習を用いた画像処理方法に適したサイズを有するように設定される。ここで分割画像のサイズは、検出対象である特異部が有し得る大きさを包含するように設定される必要はなく、特異部が有し得る大きさより小さく設定されてよい。例えば、所定範囲のサイズが5000画素×5000画素で、分割画像のサイズが75画素×75画素の場合、画像分割部14は、約4400個の分割画像を取得する。このように分割画像のサイズを機械学習に適するように小さく設定することにより、特異部を包含するように画像サイズを設定する場合と比較して、機械学習の演算時間を短縮することが可能となる。更に、学習に必要な画像枚数を減少させることが可能となるから、学習時間を短縮することが可能となるとともに、異常サンプルの画像収集が容易になるという大きなメリットもある。
The image division unit 14 (an example of an "image acquisition means") divides the image acquired by the
個別評価部16は、複数の分割画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、複数の分割画像のそれぞれが検出対象となる特徴を含むか否かの個別評価を行う。
The
ここで特異部とは、形状、輝度及び色の少なくとも一つの観点から、周囲の領域とは異なる特徴をもった部位のことをいい、特徴は、特異部そのもの又は特異部の一部である。このため、特徴とは、形状、輝度及び色の少なくとも一つの観点から、周囲の領域とは異なる特徴をもった部位のことをいう。 Here, a unique portion refers to a portion that has characteristics different from the surrounding area in terms of at least one of shape, brightness, and color, and the characteristic is the unique portion itself or a part of the unique portion. Therefore, a characteristic refers to a portion that has characteristics different from the surrounding area in terms of at least one of shape, brightness, and color.
特異部及び特徴は、欠陥であってもよいし、人為的に設定されたマークやパターン等であってもよい。形状に関する特異部及び特徴は、形状が有する特性(例えば、体積、面積、高さ、粒子径、アスペクト比、真円度、輪郭形状等)において、周囲の領域とは異なる特性を有する部分のことをいう。同様に、輝度については、明るさ、ヒストグラム等の輝度に関する特性において、色については、スペクトル、中心波長、最大波長等の色に関する特性において、周囲の領域とは異なる特性を有する部分のことをいう。 Unique parts and features may be defects, or may be artificially set marks or patterns. Unique parts and features related to shape refer to parts that have shape characteristics (e.g., volume, area, height, particle size, aspect ratio, circularity, contour shape, etc.) that differ from the surrounding areas. Similarly, unique parts and features related to luminance refer to parts that have characteristics that differ from the surrounding areas in luminance-related characteristics such as brightness and histogram, and in color refer to parts that have color-related characteristics such as spectrum, central wavelength, maximum wavelength, etc.
本実施形態における特異部及び特徴は、ペットボトル内部の液体中に含まれ得る塵、人毛、気泡及び容器の汚れ等である。 The unique parts and features of this embodiment are dust, human hair, air bubbles, and dirt on the container that may be contained in the liquid inside the plastic bottle.
本実施形態の個別評価部16は、畳み込みニューラルネットワークから構成される学習済みモデルを備える。畳み込みニューラルネットワークは、分割画像のデータを入力するための入力層と、特徴の有無を出力するための出力層と、両層を結合する中間層を備える。中間層は、フィルターをスライドさせて重複部分の積和を特徴量として算出する畳み込み演算を行って特徴量を有するマップを生成する畳み込み層と、畳み込み層から出力された二次元配列データの最大値を抽出するプーリング層との組み合わせを複数備え、内部パラメータを重み係数として結合して出力層に評価結果を提供する結合層とを備える。なお、ニューラルネットワークは、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network)の他、RNN(Recurrent Neural Network)、Elman network、Jordan network、ESN(Echo State Network)、LSTM(Long Short Term Memory network)、BRNN(Bi-directional RNN)などから構成することができる。また、出力層は、対象の分割画像が特徴を有する可能性を示す確率情報(「分類確率」と呼ばれる場合もある。)を出力する。但し出力層による出力として、特徴の有無という2値の結果を出力してもよいし、特徴の種類ごとに出力をしてもよい。
The
サーバ装置は、正常な対象物のサンプル画像を格納するデータベースDB1及び異常な対象物のサンプル画像を格納するデータベースDB2を備えている。データベースDB1は、特異部を含まない分割画像のデータを格納する。本実施形態では、データベースDB1は、分割画像のデータとして、対象物であるペットボトルの側面を撮像して取得される75画素×75画素の特異部及び特徴を含まないデータを格納する。 The server device includes a database DB1 that stores sample images of normal objects, and a database DB2 that stores sample images of abnormal objects. Database DB1 stores data of segmented images that do not include peculiar parts. In this embodiment, database DB1 stores data of segmented images that do not include peculiar parts or features, which is 75 pixels x 75 pixels, acquired by capturing an image of the side of a plastic bottle, which is the object.
データベースDB2は、特異部または特徴を含む第2画像データ群を格納する。本実施形態では、データベースDB2は、分割画像のデータとして、対象物であるペットボトルの側面を撮像して取得される75画素×75画素の特異部又は特徴の少なくとも何れか一方を含むデータを格納する。本実施形態において、特異部及び特徴は、例えば、人毛、塵、容器の汚れ又はそれらの一部である。従って、データベースDB2は、人毛を含む複数の分割画像のデータ、塵を含む複数の分割画像のデータ、容器の汚れを含む複数の分割画像のデータ等をそれぞれ格納する。 Database DB2 stores a second image data group including unique parts or features. In this embodiment, database DB2 stores data of divided images including at least one of unique parts or features of 75 pixels x 75 pixels acquired by imaging the side of the target PET bottle. In this embodiment, the unique parts and features are, for example, human hair, dust, stains on the container, or parts thereof. Therefore, database DB2 stores data of multiple divided images including human hair, data of multiple divided images including dust, data of multiple divided images including stains on the container, etc.
なお、特異部及び特徴は、検出対象に応じて異なる。例えば、気泡が検出対象である場合、気泡を含む分割画像のデータは、特異部及び特徴を含む第2画像データとしてデータベースDB2に格納される。しかしながら、炭酸飲料が収容されるペットボトルが検出対象物である場合、気泡は検出対象でないため、気泡を含む分割画像のデータは、特異部又は特徴を含む第1画像データとしてデータベースDB1に格納される。 The unique parts and features differ depending on the detection target. For example, if the detection target is air bubbles, data of the divided image including the air bubbles is stored in database DB2 as second image data including the unique parts and features. However, if the detection target is a plastic bottle containing a carbonated drink, air bubbles are not the detection target, so data of the divided image including the air bubbles is stored in database DB1 as first image data including the unique parts or features.
個別評価部16は、データベースDB1及びデータベースDB2に格納される分割画像のデータを教師データとして学習することにより、特徴の有無を評価するための内部パラメータを含む学習済みモデルを取得している。内部パラメータは、例えば、畳み込み層におけるバイアス値、結合層における重み付け係数等である。教師データを追加することにより内部パラメータは、変動する。
The
本実施の形態における学習済みモデルは、所定の大きさの入力画像に含まれる特徴の有無に関する情報を出力するように構成された学習済みモデルである。本実施の形態における学習済みモデルは、複数の分割画像のデータのそれぞれに対して特徴の有無がラベル付けされた教師データを用いた機械学習により生成される。なお、学習済みモデルは、入力画像に含まれる特徴の有無に関する情報および/または特徴の種別に関する情報を出力するようにしてもよい。このような学習済みモデルは、複数の分割画像のデータのそれぞれに対して、特徴の有無および/または特徴の種別がラベル付けされた教師データを用いた機械学習により生成される。 The trained model in this embodiment is a trained model configured to output information regarding the presence or absence of a feature included in an input image of a predetermined size. The trained model in this embodiment is generated by machine learning using training data in which each of the data of a plurality of segmented images is labeled with the presence or absence of a feature. The trained model may be configured to output information regarding the presence or absence of a feature included in the input image and/or information regarding the type of feature. Such a trained model is generated by machine learning using training data in which each of the data of a plurality of segmented images is labeled with the presence or absence of a feature and/or the type of feature.
個別評価部16は、各分割画像のそれぞれに対し、上述したような機械学習を用いて取得された学習済みモデルを適用して、1000以上の各分割画像が特徴を含むか否かの個別評価を行い、特徴の有無の可能性を示す確率情報を取得する。
The
総合評価部18は、複数の分割画像のうち、特徴が含まれている可能性があると個別評価部16によって評価された2以上の分割画像に基づいて、特異部の有無の評価を行う。より具体的には、総合評価部18は、所定範囲内の分割画像の数Y1と、特徴が含まれている可能性があると個別評価部16によって評価された分割画像の数X1とを取得し、その比であるX1/Y1が、所定の閾値以上の場合に、対象物が特異部を含むと評価する。
The
図2は、画像処理装置20を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。撮像部12は、上述したとおり、対象物を撮像して対象物の所定範囲の画像を取得するものであり、例えば、ラインカメラから構成される。プロセッサ22は、記憶部24に記憶されたコンピュータプログラム(特異部有無の評価を行うための学習済みモデルを含む。)を実行して、本実施形態に示される各演算処理を実行する。従って、プロセッサ22及び記憶部24は、協働して、画像分割部14、個別評価部16及び総合評価部18として機能する。プロセッサ22は、例えば、複数の演算コアを備えるASIC(Application Specific Integrated Circuit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)又は量子コンピュータ等から構成される。記憶部24は、本実施形態に示される各演算処理を実行するためのコンピュータプログラム(特徴有無の評価を行うための学習済みモデルを含む。)を含む各命令その他の情報を記憶する。記憶部24は、NANDフラッシュメモリ、FeRAM、MRAM等の電気的に情報を記録及び読取可能な不揮発性半導体記憶素子(一時的でない記憶素子)又はHDD(Hard Disc Drive)等の磁気記憶素子から構成される。RAM26は、本実施形態に示される各演算処理等のために使用するデータその他の情報を一次記憶するためのSRAM(Static Random Access Memory)及びDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性半導体記憶素子から構成される。表示部28は、プロセッサ22による演算結果を表示するためのディスプレイを備える。演算結果は、個別評価部16及び総合評価部18による評価結果を含む。通信I/F部30は、ネットワークNを介して、データベースDB1及びデータベースDB2に接続され、データベースDB1及びデータベースDB2から情報を受け取ることができる。入力部32は、検査者が画像処理システム10に情報を入力するためのキーボード等の入力機器を備える。これら各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。ただし、一部構成は、ネットワークNを介して遠隔地に設けられてもよいし、他の構成と一体化されてもよい。また、プロセッサ22によって実行される機能の一部は、撮像部12等、他の構成によって実行されてもよい。更にサーバ装置も、図2に示されるハードウェア構成を備えてもよい。更に、データベースDB1及びデータベースDB2は、画像処理装置20と一体に構成された情報処理装置として構成されてもよい。また、画像処理装置20の画像分割部14、個別評価部16及び総合評価部18を実行するそれぞれの情報処理装置が、画像処理装置20から分離して設けられ、これらがネットワークNを介して電気通信可能に接続されて画像処理システム10を構成してもよい。
2 is a block diagram showing a hardware configuration for realizing the image processing device 20. As described above, the
以上のような画像処理システム10を用いた画像処理方法について説明する。図3は、本実施形態に示される画像処理方法のフローチャートである。
An image processing method using the
まず、撮像部12は、対象物を撮像して基画像を取得する(ステップS1)。具体的には、対象物であるペットボトルを中心軸周りに回転させながら、撮像部12のラインカメラによってペットボトルの側面を撮像して、所定範囲に対応する基画像を撮像する。本実施形態において、撮像部12は、所定範囲に対応する基画像として5000画素×5000画素の画像を撮像する。また、本実施形態において、撮像部12は、5000画素×5000画素の各画素について、8ビット(256階調)の輝度値を有するグレースケールデータを基画像として取得する。ここで、ペットボトルの容器は、透光性を有する。このため、撮像部12は、ペットボトルの容器及びその内部に収容される液体の画像を取得する。
First, the
次いで画像分割部14は、撮像部12によって取得されたペットボトルの側面に対応する基画像を75画素×75画素の分割画像に分割し、1000個以上の分割画像を取得する(ステップS2)。
Next, the
そして個別評価部16は、機械学習を用いて生成された学習済みモデルに基づいて、各分割画像を個別に評価し、各分割画像が特徴を含むか否かを評価する(ステップS3)。
Then, the
図4は、所定範囲の一部である部分範囲の分割画像に対する個別評価の結果を模式的に示す図である。同図における部分範囲は、紙面上下方向に8行、紙面左右方向に10列の80個の分割画像を含んでいる。また、各分割画像に示される数値は、個別評価部16により取得された、各分割画像が特徴を有する可能性を示す確率情報を示している。本実施形態では、数値が0に近いほど特徴を有する可能性が高く、数値が1に近いほど特徴を有する可能性が低い。例えば、分割画像DI1の確率情報は、0.041であるから、分割画像DI1が特徴を有しない確率は、4.1%(特徴を有する確率は95.9%)である。分割画像DI2の確率情報は、0.444であるから、分割画像DI2が特徴を有しない確率は、44.4%(特徴を有する確率は55.6%)である。
Figure 4 is a diagram showing the results of individual evaluation of divided images of a partial range that is a part of a predetermined range. The partial range in the figure includes 80 divided images arranged in 8 rows in the vertical direction of the paper and 10 columns in the horizontal direction of the paper. The numerical value shown for each divided image indicates probability information obtained by the
画像処理装置20は、各分割画像の確率情報を表示部28に表示可能に構成してもよい。例えば、確率情報を3つの閾値で分類し、各分割画像を色分けして表示可能に構成することにより、特徴を有すると評価された分割画像が所定範囲内又は部分範囲内にどのように分布しているかをわかりやすく表示させてもよい。なお、特徴を有すると評価する基準となる閾値は、検出対象に応じて適宜設定可能である。例えば、特徴を有しない確率が90%以上のときに特徴を有しないと評価するように個別評価部16を構成してもよい。
The image processing device 20 may be configured to display probability information for each divided image on the
特徴を有すると評価される原因は、様々である。例えば、ノイズが原因となって特徴を有すると評価される場合がある。また、塵、人毛等が原因となって特徴を有すると評価される場合がある。例えば人毛H(図4)が混入している場合、分割画像DI3乃至DI7等のように隣接した複数の分割画像に亘って特徴を有すると評価される場合がある。 There are various reasons why an image may be evaluated as having a feature. For example, an image may be evaluated as having a feature due to noise. An image may also be evaluated as having a feature due to dust, human hair, etc. For example, if a human hair H (Figure 4) is mixed in, an image may be evaluated as having a feature across multiple adjacent divided images, such as divided images DI3 to DI7.
その後総合評価部18は、所定範囲内の分割画像の数Y1と、特徴が含まれている可能性があると個別評価部16によって評価された分割画像の数X1とを取得し、その比であるX1/Y1が、所定の閾値(「第1の所定値」の一例)以上か否か判断する(ステップS4)。
Then, the
例えば、Y1が5000でありX1が10の場合、X1/Y1は0.002となる。この値が所定の閾値以上の場合(YES)、検出対象物は特異部を含むと評価する(ステップS5)。閾値未満の場合(NO)、検出対象物は特異部を含まないと評価する(ステップS6)。 For example, if Y1 is 5000 and X1 is 10, X1/Y1 is 0.002. If this value is equal to or greater than a predetermined threshold (YES), the object to be detected is evaluated as including a unique portion (step S5). If it is less than the threshold (NO), the object to be detected is evaluated as not including a unique portion (step S6).
検出対象物が特異部を含むと評価された場合、表示部28は、その旨の情報を出力し、検査者による目視検査を促す(ステップS7)。このとき、表示部28は、特異部又は特徴が含まれていると評価された分割画像の所定範囲内の位置を表示するように構成される。このように構成することで、検査者は、特異部又は特徴が含まれていると評価された領域を容易に特定することができる。このため、目視による検査時間を低減することが可能になる。なお、検出対象物が特異部を含むと評価された場合、画像処理装置20は、その旨の情報を、製造ラインの制御対象物を制御するコントローラ(例えば、PLC: programmable logic controller等)に出力してもよく、情報を受信したコントローラは、特異部を含むと評価された対象物を、製造ラインの系外に不良品または不良品の候補として排出するように製造ラインを制御するようにしてもよい。
If the detection object is evaluated to include a unique part, the
なお、検出対象物は特異部を含まないと評価された場合であっても、目視検査を更に行ってもよい。 Even if the detection target is evaluated as not containing a unique portion, visual inspection may be further performed.
また、検出対象物が大きい場合、ステップS1乃至ステップS7を含む本実施形態に係る画像処理方法を異なる範囲について繰り返し実行してもよい。一方で、特異部が欠陥でありその欠陥が発生し得る箇所が一部の領域に集中している場合、検出対象物が大きくても、その領域についてステップS1乃至ステップS7を含む本実施形態に係る画像処理方法を実施し、別の領域については、異なる方法(例えば目視検査)により検出対象物を検査してもよい。 Furthermore, if the object to be detected is large, the image processing method according to this embodiment including steps S1 to S7 may be repeatedly executed for different ranges. On the other hand, if the singular portion is a defect and the locations where the defect may occur are concentrated in a certain area, even if the object to be detected is large, the image processing method according to this embodiment including steps S1 to S7 may be executed for that area, and the object to be detected may be inspected for another area using a different method (e.g., visual inspection).
以上のような画像処理システム10及び画像処理方法によれば、分割画像のサイズを機械学習に適するように小さく設定することが可能になるため、特異部を包含するように大きく画像サイズを設定する場合と比較して、機械学習の学習時間及び演算時間を短縮することが可能となる。更に、本出願の発明者らは、特異部又は特徴として評価すべきでないノイズ等については複数の分割画像に跨る場合が少ない一方で、特異部又は特徴として評価すべきである塵、人毛等については複数の分割画像に跨る場合が相対的に多いことに着目し、単一の分割画像が特徴を有することに基づいて特異部を有すると評価するのではなく、複数の分割画像が特徴を有することに基づいて特異部を有すると評価する画像処理システム10及び画像処理方法を考案した。このため、ノイズ等に起因して特異部が存在すると誤認して過検出する可能性を減少させるとともに、特異部又は特徴として評価すべきである塵、人毛等の見逃しを抑制し、検出精度を高めることが可能になる。
According to the
換言すると、特異部が複数の分割画像に跨るように分割画像のサイズを設定することにより、検出精度と処理速度とを両立した画像処理システム10及び画像処理方法を提供したとも言える。
In other words, by setting the size of the divided images so that the unique parts span multiple divided images, it can be said that an
大量に生産される対象物の場合、そのうちの1個のみに特異部が存在したとしても大きな問題に生じる可能性があるところ、本実施形態に係る画像処理システム10及び画像処理方法を使用し、あえて特異部よりも小さいサイズとなるように分割画像を生成することにより、特異部の見逃し率を低減することが可能となった。
When objects are mass-produced, even the presence of a unique part in just one of them can cause a major problem. However, by using the
また、本実施の形態における画像処理方法では、教師データ(訓練データ)に基づいて、入力データに対する推定ルールを自律的に生成可能な機械学習により得られたモデルを用いる方法を採用するところ、教師データとして画素数が少ない分割画像を利用することにより、学習時間の短縮を図ることが可能になる。 In addition, the image processing method in this embodiment employs a method that uses a model obtained by machine learning that can autonomously generate estimation rules for input data based on teacher data (training data), and by using a segmented image with a small number of pixels as the teacher data, it is possible to shorten the learning time.
特に本実施の形態における評価方法を製造ラインに実装して製品検査に用いることを想定すると、製造対象の製品のロット変更や型式変更に臨機応変に対応すべく、学習済みモデルを生成するための時間は短いことが好ましい。上記のように、学習時間の増大を抑制することで、製造ラインへの実装に適した評価方法を実現することができる。 In particular, assuming that the evaluation method in this embodiment is implemented in a manufacturing line and used for product inspection, it is preferable that the time required to generate a trained model is short in order to flexibly respond to lot changes and model changes in the products to be manufactured. As described above, by suppressing increases in learning time, it is possible to realize an evaluation method suitable for implementation in a manufacturing line.
なお、上述した効果をさらに高める観点から、第1の方法としては、製造対象の製品のロット変更や型式変更に応じて変更すべき要素が少なく、また、データ量の大きい画像処理にも適用可能なルールベースの画像処理方法を用いることが、好ましい。 In order to further enhance the above-mentioned effects, it is preferable to use a rule-based image processing method as the first method, which has fewer elements that need to be changed in response to changes in the lot or model of the product being manufactured and is also applicable to image processing of large amounts of data.
なお、撮像部12により撮像される領域を通過するように複数の対象物を移動させながら撮像することにより、複数の対象物を同時に撮像可能としてもよい。これによれば、複数の対象物を効率的に評価可能となる。その際、中心軸周りに対象物を回転させながら移動させることにより、側面全体を評価可能となるように画像処理システム10を構成してもよい。また、第1の対象物について撮像部12を用いて撮像を実行しながら、同時に、第2の対象物について、個別評価部16または総合評価部18を用いて特徴または特異部の有無の評価を実行してもよい。
It is also possible to simultaneously image multiple objects by imaging the multiple objects while moving them so that they pass through the area imaged by the
[第1変形例]
以下、第1実施形態の第1変形例について説明する。なお、以下に記載される変形例において第1実施形態または他の変形例と同一又は同様の構成を備えることが当業者に合理的に理解可能な点については説明を省略または簡略化し異なる部分を中心に説明する。
[First Modification]
The following describes a first modified example of the first embodiment. Note that, in the modified example described below, explanations of points that a person skilled in the art can reasonably understand as having the same or similar configuration as the first embodiment or other modified examples will be omitted or simplified, and the description will focus on the differences.
第1実施形態に係る画像処理装置及び画像処理方法は、所定範囲について、所定範囲を構成する複数の画素の数Y1と、Y1個の画像のうち個別評価において特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比に基づいて総合評価を行った。 The image processing device and image processing method according to the first embodiment performed a comprehensive evaluation of a given range based on the ratio of the number Y1 of pixels constituting the given range to the number X1 of images that were evaluated as containing features in the individual evaluation of the Y1 images.
第1変形例に係る画像処理方法は、所定範囲ではなく、所定範囲の一部である部分範囲について、部分範囲を構成する複数の画素の数Y1と、Y1個の画像のうち個別評価において特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比に基づいて総合評価を行う。 The image processing method according to the first modification performs an overall evaluation not on a predetermined range, but on a partial range that is a part of the predetermined range, based on the ratio of the number Y1 of pixels constituting the partial range to the number X1 of images that are evaluated as containing features in the individual evaluation of the Y1 images.
部分範囲の大きさは、適宜設定可能である。例えば、検出対象として想定される特異部の大きさを包含するように、部分範囲が設定される。例えば、典型的な特異部の大きさが分割画像16個(4行4列の16個の分割画像から構成される部分範囲)に包含される場合が多いとき、部分範囲を同じ4行4列の16個の分割画像から構成される部分として設定し、個別評価において特徴が含まれていると評価された画素の数が4個以上のとき、即ち、Y1が16でありX1が4でありX1/Y1が0.25以上である場合に総合評価部18は、特異部を含むと評価するように構成されてもよい。
The size of the partial range can be set appropriately. For example, the partial range is set so as to include the size of the peculiar part expected to be detected. For example, when the size of a typical peculiar part is often included in 16 divided images (a partial range consisting of 16 divided images of 4 rows and 4 columns), the partial range may be set as a part consisting of the same 16 divided images of 4 rows and 4 columns, and when the number of pixels evaluated as containing a feature in the individual evaluation is 4 or more, that is, when Y1 is 16, X1 is 4, and X1/Y1 is 0.25 or more, the
[第2変形例]
以下、第1実施形態の第2変形例について説明する。
第2変形例に係る画像処理方法は、第1実施形態に記載された総合評価と、第1変形例に記載された総合評価を組み合わせた評価を行う。
[Second Modification]
A second modification of the first embodiment will now be described.
The image processing method according to the second modification performs an evaluation by combining the overall evaluation described in the first embodiment and the overall evaluation described in the first modification.
具体的には、ステップS4において、X1/Y1が閾値未満の場合(NO)であっても、この閾値よりも小さい第2閾値(「第2の所定値」の一例)以上の場合、Y1個の分割画像から構成される所定範囲の一部である第2部分範囲を構成する複数の分割画像の数Y2(<Y1)と、Y2個の画像のうち個別評価において特徴が含まれていると評価された画像の数X2との比X2/Y2が、第3閾値(「第3の所定値」の一例)以上の場合に、総合評価部18は、特異部を含むと評価するように構成してもよい。
Specifically, in step S4, even if X1/Y1 is less than the threshold (NO), if it is equal to or greater than a second threshold (an example of a "second predetermined value") that is smaller than this threshold, the
このような構成を採用することにより、所定範囲内におけるX1が小さい場合であっても、一部の領域に特徴が含まれていると評価された分割画像が密集している場合を捕捉することが可能になるから、特異部の見逃し率を抑制することが可能となる。 By adopting such a configuration, even if X1 within the specified range is small, it is possible to capture cases where divided images that are evaluated to contain features in some areas are densely packed, making it possible to reduce the rate at which singular parts are overlooked.
[第3変形例]
以下、第1実施形態の第3変形例について説明する。
第3変形例に係る画像処理方法は、個別評価において特徴が含まれていると評価された複数の分割画像の位置関係のパターンに基づいて総合評価を行う。
[Third Modification]
A third modified example of the first embodiment will now be described.
The image processing method according to the third modified example performs a comprehensive evaluation based on the pattern of positional relationships of a plurality of segmented images that have been evaluated as including features in the individual evaluations.
図5に、複数の分割画像の位置関係のパターンの例を示す。同図において黒色のセルは、分割画像の個別評価(ステップS3)において、特徴が含まれていると評価された分割画像を示し、白色のセルは、特徴が含まれていないと評価された分割画像を示している。 Figure 5 shows an example of a pattern of positional relationships between multiple segmented images. In the figure, black cells indicate segmented images that were evaluated as containing features in the individual evaluation of the segmented images (step S3), and white cells indicate segmented images that were evaluated as not containing features.
同図に示されるように、図5(A)及び図5(B)は、3行3列の9個の分割画像から構成される部分範囲のうち、特徴が含まれていると評価された分割画像のうち中心の分割画像(「画像A」の一例)の周囲に位置する8個の分割画像のうち、特徴が含まれると評価された分割画像が2個存在するパターンを示している。図5(A)及び図5(B)は、共に、各列(上下方向)に1つずつ特徴が含まれると評価された分割画像が存在し、かつ、斜め方向に隣接する2個の分割画像を含んでいるパターンを示しており、図5(A)は、斜め方向に3個連なっているパターンを示し、図5(B)は、中心の分割画像を基準として1個の分割画像については斜めに連なり、他の1個の分割画像については上下方向又は左右方向に連なっているパターンを示している。 As shown in the figure, Fig. 5(A) and Fig. 5(B) show a pattern in which, out of the eight divided images located around a central divided image (an example of "Image A") among the divided images evaluated to contain features in a partial range consisting of nine divided images in three rows and three columns, two divided images are evaluated to contain features. Fig. 5(A) and Fig. 5(B) both show patterns in which there is one divided image evaluated to contain features in each column (vertical direction) and which include two divided images adjacent in a diagonal direction, Fig. 5(A) shows a pattern in which three divided images are connected diagonally, and Fig. 5(B) shows a pattern in which one divided image is connected diagonally with respect to the central divided image, and another divided image is connected vertically or horizontally.
なお、図に示されるパターンを90度回転させたパターン及びこのパターンを紙面上下対称または紙面左右対称にしたパターンであってもよい。 The pattern shown in the figure may be rotated 90 degrees, or may be symmetrical up and down or left and right on the page.
行列状に配列される分割画像に対し、特異部が斜め方向に延在する可能性が高いことが予めわかっている場合、同図に示されるように、個別評価において、中心となる分割画像の周囲に位置する8つの分割画像のうち、2以上の分割画像に特徴が含まれると評価され、かつ、少なくとも1つの分割画像が、特徴を含まれていると評価された分割画像に対して斜め方向に位置する場合に、総合評価部18は、特異部を含むと評価するように構成してもよい。
When it is known in advance that there is a high possibility that the peculiar portion extends diagonally for divided images arranged in a matrix, as shown in the figure, the
なお、その他の6個の分割画像には特徴が含まれていないと個別評価された場合に、総合評価部18は、特異部を含むと評価するように構成してもよいし、その他の6個の分割画像に特徴が含まれていると個別評価された場合であっても、総合評価部18は、特異部を含むと評価するように構成してもよい。
The
特異部が線状のものであり、分割画像のサイズよりも細い幅を有するような場合、前者のように総合評価をすることが好ましい。一方で、特異部が線状のものであっても、分割画像のサイズよりも太い幅を有するような場合、後者のように総合評価をしてもよい。すなわち想定される特異部の形状に応じて、個別評価において特徴が含まれていると評価された複数の分割画像の位置関係のパターンを設定することが好ましい。 When the unique portion is linear and has a width narrower than the size of the divided image, it is preferable to perform the comprehensive evaluation as in the former. On the other hand, even if the unique portion is linear, when the width is wider than the size of the divided image, it is also possible to perform the comprehensive evaluation as in the latter. In other words, it is preferable to set a pattern of positional relationships of multiple divided images that have been evaluated as containing features in the individual evaluations, depending on the expected shape of the unique portion.
このような、個別評価において特徴が含まれていると評価された複数の分割画像の位置関係のパターンに基づく総合評価は、第1実施形態におけるステップS4において実行し、X1/Y1が所定の閾値以上、かつ、図5(A)または図5(B)等に示されるパターンが検出されたときに、検出対象物は特異部を含むと評価するようにしてもよい。 Such a comprehensive evaluation based on the pattern of the positional relationships of multiple divided images that have been evaluated as containing features in the individual evaluations may be performed in step S4 in the first embodiment, and when X1/Y1 is equal to or greater than a predetermined threshold value and a pattern such as that shown in FIG. 5(A) or FIG. 5(B) is detected, the detected object may be evaluated as containing a singular part.
また、代替的に、X1/Y1が所定の閾値以上であるか否かというステップS4を実行せずに、個別評価の後に、複数の分割画像の位置関係のパターンに基づいて、検出対象物は特異部を含むと評価する総合評価を行ってもよい。そのような場合の画像処理方法は、付記される。 Alternatively, instead of performing step S4 of checking whether X1/Y1 is equal to or greater than a predetermined threshold, after the individual evaluations, a comprehensive evaluation may be performed in which the detected object is evaluated as including a unique portion based on the positional relationship pattern of the multiple divided images. The image processing method in such a case will be described later.
[第4変形例]
以下、第1実施形態の第4変形例について説明する。
第4変形例に係る画像処理方法は、個別評価において特徴が含まれていると評価された複数の分割画像の位置関係のパターンに基づいて総合評価を行う点で、第3変形例と共通する。
[Fourth Modification]
A fourth modified example of the first embodiment will now be described.
The image processing method according to the fourth modified example is common to the third modified example in that a comprehensive evaluation is performed based on the pattern of positional relationships of multiple segment images that have been evaluated as containing features in the individual evaluations.
本出願の発明者らは、第3変形例に記載される場合(3行3列の9個の分割画像から構成される部分範囲のうち、特徴が含まれていると評価された分割画像のうち中心の分割画像(「画像A」の一例)の周囲に位置する8個の分割画像のうち、特徴が含まれると評価された分割画像が2個存在する場合)以外の場合であっても、特異部が存在する場合がある点に着目した。そのような場合とは、個別評価において特徴を含むと評価された2つの分割画像(「画像A」及び「画像B」の一例)が隣接し、個別評価において特徴を含むと評価された他の2つの分割画像(「画像D」及び「画像E」の一例)が隣接し、画像A及び画像Bと、画像C及び画像Dとは、互いに隣接しておらず、個別評価において特徴を含まないと評価された1つの分割画像(「画像C」の一例)を隔てているパターンである。 The inventors of the present application have noted that even in cases other than the case described in the third modified example (when, among the partial range consisting of nine divided images in three rows and three columns, two divided images are evaluated as including features out of the eight divided images located around the central divided image (an example of "Image A") among the divided images evaluated as including features out of the eight divided images that are evaluated as including features), there may be a singular part. Such a case is a pattern in which two divided images (an example of "Image A" and "Image B") evaluated as including features in the individual evaluation are adjacent, two other divided images (an example of "Image D" and "Image E") evaluated as including features in the individual evaluation are adjacent, and images A and B and images C and D are not adjacent to each other, and are separated by one divided image (an example of "Image C") evaluated as not including features in the individual evaluation.
換言すると、個別評価において特徴を含むと評価された画像Aが存在し、画像Aの周囲に位置し、個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Bが存在し、画像Aの周囲に位置せず、画像Bの周囲に位置し、個別評価において特徴を含まないと評価された画像Cが存在し、画像A及び画像Bの周囲に位置せず、画像Cの周囲に位置し、個別評価において特徴を含むと評価された画像Dが存在し、画像A、画像B及び画像Cの周囲に位置せず、画像Dの周囲に位置し、個別評価において特徴を含むと評価された画像Eが存在する場合に、総合評価部18は、対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成される。
In other words, when image A exists that is evaluated to include a feature in the individual evaluation, and is located around image A, image B exists that is evaluated to include the feature in the individual evaluation, and image C exists that is not located around image A but is located around image B, and image D exists that is evaluated to include a feature in the individual evaluation, and image E exists that is not located around image A and image B but is located around image C, and image D exists that is evaluated to include a feature in the individual evaluation, and image E exists that is not located around image A, image B, and image C but is located around image D, and image E exists that is evaluated to include a feature in the individual evaluation, and image E exists that is evaluated to include a feature in the individual evaluation, and image E exists that is not located around image A, image B, and image C but is located around image D. The
図6には、このようなパターンが例示されている。なお、図に示されるパターンを90度回転させたパターン及びこのパターンを紙面上下対称または紙面左右対称にしたパターンについては記載を省略する。これら図面において、黒色のセルは、分割画像の個別評価(ステップS3)において、特徴が含まれていると評価された分割画像を示し、白色のセルは、特徴が含まれていないと評価された分割画像を示している。 Figure 6 shows an example of such a pattern. Note that patterns obtained by rotating the pattern shown in the figure by 90 degrees and patterns obtained by making this pattern symmetrical in the vertical or horizontal directions on the page are not shown. In these figures, black cells indicate segmented images that were evaluated as containing features in the individual evaluation of the segmented images (step S3), and white cells indicate segmented images that were evaluated as not containing features.
図6(A)には、画像B、画像C及び画像Dが行方向又は列方向に一直線に配列されているパターンを一部に含むパターンを示している。画像Aは、画像A1乃至画像A3のいずれか一つであってもよい。画像Eは、画像E1乃至画像E3のいずれか一つであってもよい。 Figure 6 (A) shows a pattern that includes a pattern in which images B, C, and D are arranged in a straight line in the row or column direction. Image A may be any one of images A1 to A3. Image E may be any one of images E1 to E3.
図6(B)には、画像B、画像C及び画像Dのうち画像B及び画像Cが行方向又は列方向に一直線に配列され、画像Dが画像Cに対して斜め方向に配置されるパターンを一部に含むパターンを示している。画像Aは、画像A1乃至画像A3のいずれか一つであってもよい。画像Eは、画像E1乃至画像E5のいずれか一つであってもよい。 Figure 6 (B) shows a pattern that includes a pattern in which, of images B, C, and D, images B and C are arranged in a straight line in the row or column direction, and image D is arranged diagonally relative to image C. Image A may be any one of images A1 to A3. Image E may be any one of images E1 to E5.
図6(C)には、画像B、画像C及び画像Dのうち、画像B及び画像Dが行方向又は列方向に同じ位置に配列され、画像Cが画像B及び画像Dに対して斜め方向に配置されるパターンを一部に含むパターンを示している。画像Aは、画像A1乃至画像A3のいずれか一つであってもよい。画像Eは、画像E1乃至画像E4のいずれか一つであってもよい。 Figure 6 (C) shows a pattern including, among images B, C, and D, a pattern in which images B and D are arranged in the same position in the row or column direction, and image C is arranged diagonally with respect to images B and D. Image A may be any one of images A1 to A3. Image E may be any one of images E1 to E4.
図6(D)には、画像B、画像C及び画像Dが斜め方向に一直線に配列されるパターンを一部に含むパターンを示している。画像Aは、画像A1乃至画像A5のいずれか一つであってもよい。画像Eは、画像E1乃至画像E5のいずれか一つであってもよい。 Figure 6 (D) shows a pattern that includes a pattern in which images B, C, and D are arranged in a straight line in a diagonal direction. Image A may be any one of images A1 to A5. Image E may be any one of images E1 to E5.
なお図6(E)に示されるパターンは、図6(B)を90度回転された後に左右対称に反転されたパターンに相当するため、図6(B)のパターンと実質的に同一であるため説明を割愛する。 The pattern shown in FIG. 6(E) corresponds to a pattern that is rotated 90 degrees from FIG. 6(B) and then inverted symmetrically, and is therefore substantially identical to the pattern in FIG. 6(B), so a description thereof will be omitted.
このような、個別評価において特徴が含まれていると評価された複数の分割画像の位置関係のパターンに基づく総合評価は、第1実施形態におけるステップS4において実行される、X1/Y1が所定の閾値以上、という評価と共に、または独立して、実行されてもよい。 Such an overall evaluation based on the pattern of the positional relationships of multiple divided images that have been evaluated as containing features in the individual evaluations may be performed together with or independently of the evaluation that X1/Y1 is equal to or greater than a predetermined threshold, which is performed in step S4 in the first embodiment.
以上のような画像処理方法及び画像処理装置によれば、画像Cに相当する分割画素に含まれるべき特徴の検出を見逃したとしても、その周囲の分割画素に基づいて特異部を検出することが可能となるから、特異部の見逃しを抑制し、検出精度を高めることが可能になる。 With the image processing method and image processing device described above, even if a feature that should be included in the divided pixel corresponding to image C is overlooked, it is possible to detect a peculiar part based on the surrounding divided pixels, thereby preventing the peculiar part from being overlooked and improving detection accuracy.
[教師データの生成方法]
以下、データベースDB1及びデータベースDB2に格納する教師データの生成方法について説明する。
[How to generate training data]
A method for generating the training data to be stored in the databases DB1 and DB2 will be described below.
従来、ノイズ因を生じさせる複雑な構造を有する対象物を官能検査する場合、過検出を抑制するために部位の境界部などノイズ因を生じさせる部分をマスクして撮像をすることが行われていた。 Conventionally, when performing sensory testing on objects with complex structures that generate noise, images were taken while masking areas that generate noise, such as the boundaries between parts, in order to prevent overdetection.
しかしながら、マスクにより特異部が分断されると、特異部の検出性能が低下する。このため、本実施形態においては、教師データを生成するために複数の部位から構成される対象物を撮像して基画像を取得する際に、マスクを用いることなく複数の部位およびその境界部を含むように対象物の所定範囲を撮像する。ここで複数の部位は、平面から構成される一つの部位と、これに接続される曲面から構成される一つの部位や、ある素材から構成される一つの部品と、この部品に接続され他の素材から構成される他の一つの部品の場合を含む。 However, if a unique portion is divided by a mask, the performance of detecting the unique portion decreases. For this reason, in this embodiment, when an object made up of multiple parts is imaged to obtain a base image in order to generate training data, a predetermined range of the object is imaged so as to include the multiple parts and their boundaries without using a mask. Here, multiple parts include one part made up of a flat surface and one part made up of a curved surface connected to it, or one part made up of a certain material and another part connected to this part and made of a different material.
そして、基画像を複数の分割画像に分割して教師データを生成する。データベースDB1には、特異部を含まない分割画像が格納される。ここで、これら分割画像は、複数の部位およびその境界部を含む所定範囲を構成するところ、フィルタ処理等のノイズを除去するための処理を行うことなく教師データとなる分割画像を生成している。このため、これら分割画像は、ノイズを含んでいる場合もある。 Then, the base image is divided into multiple split images to generate training data. The split images that do not include singular parts are stored in database DB1. Here, these split images constitute a predetermined range that includes multiple parts and their boundaries, and the split images that become training data are generated without performing processing to remove noise, such as filtering. For this reason, these split images may contain noise.
その後、ステップS1において対象物を撮像して基画像を取得する際に、撮像部12は、複数の部位およびその境界部を含むように対象物の所定範囲を撮像し、これに基づいてステップS2において分割画像が取得される。
Then, when capturing an image of the object to obtain a base image in step S1, the
そしてステップS3において、機械学習を用いて生成された学習済みモデルに基づいて、各分割画像を個別に評価し、各分割画像が特徴を含むか否かを評価するところ、学習済みモデルは、複数の部位およびその境界部を含む所定範囲を構成する分割画像を教師データとしているので、この所定範囲を構成する各分割画像が特徴を含むか否かの個別評価を精度良く実行することが可能となる。 In step S3, each divided image is individually evaluated based on a trained model generated using machine learning to evaluate whether or not each divided image contains features. Since the trained model uses trained data consisting of divided images that constitute a specified range including multiple parts and their boundaries, it is possible to accurately individually evaluate whether or not each divided image that constitutes this specified range contains features.
データベースDB2には、特異部または特徴を含む分割画像が格納される。これら分割画像も、複数の部位およびその境界部を含む所定範囲を構成する。図7には、特異部H2乃至H4の一例と、これに基づいて生成される分割画像の一例が示される。この図に示されるように、特異部は、分割画像のサイズよりも大きい場合がある(換言すると一部の特異部よりも小さくなるように分割画像のサイズを設定する)。また、分割画像のサイズよりも小さい特異部であっても、特異部が複数の分割画像にまたがることもある。本実施形態に示される総合評価部18によって、2以上の分割画像に基づいて総合評価を行うことにより、そのような特異部の検出精度を高めることが可能となる。
Database DB2 stores segmented images that include unique parts or features. These segmented images also form a predetermined range that includes multiple parts and their boundaries. Figure 7 shows an example of unique parts H2 to H4 and an example of a segmented image generated based on them. As shown in this figure, the unique part may be larger than the size of the segmented image (in other words, the size of the segmented image is set so that it is smaller than some of the unique parts). Furthermore, even if the unique part is smaller than the size of the segmented image, the unique part may span multiple segmented images. The
[適用範囲]
本開示に係る画像処理システム及び画像処理装置は、様々な対象物を評価するために適用することが可能である。例えば、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)の透明フィルムの製造工程において、透明フィルムに含まれ得る異物、傷、皺等を特異部として検出するために使用することができる。
[Scope of application]
The image processing system and image processing device according to the present disclosure can be applied to evaluate various objects. For example, the image processing system and image processing device can be used to detect foreign matter, scratches, wrinkles, etc. that may be contained in a transparent film as a specific part in a manufacturing process of a transparent film made of polyvinylidene chloride (PVDC).
また、フラットパネルディスプレイ用等の高分子フィルムの製造工程において、高分子フィルムに含まれ得る異物、傷等を特異部として検出するために使用することができる。 It can also be used to detect specific areas such as foreign objects and scratches that may be contained in polymer films during the manufacturing process of polymer films for flat panel displays, etc.
また、ガラス製品等の製造工程において、ガラスに含まれ得る割れやキズ等を特異部として検出するために使用することができる。この場合、ガラス製品に照明を当てて撮像し、特異部において輝度が他の部位よりも高くなることを利用して特異部を検出することができる。 It can also be used to detect cracks, scratches, and other defects that may be present in glass during the manufacturing process of glass products, etc., as unique parts. In this case, the glass product is illuminated and an image is taken, and the unique parts can be detected by utilizing the fact that the brightness of the unique parts is higher than that of other parts.
また、クロマトグラフィーの分離膜の製造工程において、膜表面の変形や気泡を特異部として検出するために使用することができる。この場合、分離膜に照明を当てて撮像し、特異部において輝度が他の部位よりも低く、又は、高くなることを利用して特異部を検出することができる。 It can also be used to detect deformations or air bubbles on the membrane surface as unique areas during the manufacturing process of separation membranes for chromatography. In this case, the separation membrane is illuminated and an image is taken, and the unique areas can be detected by utilizing the fact that the brightness of the unique areas is lower or higher than that of other areas.
また、本開示は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。 In addition, the present disclosure may be modified in various ways without departing from the spirit of the disclosure. For example, within the scope of ordinary creative ability of a person skilled in the art, some components in one embodiment may be added to another embodiment. Also, some components in one embodiment may be replaced with corresponding components in another embodiment.
例えば、本開示に係る画像処理方法は、
対象物を撮像した複数の画像であって、それぞれが前記対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得することと、
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うことと、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことと、
を含み、
前記総合評価は、前記個別評価において、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の位置関係に基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かを評価する、
画像処理方法であってよい。
For example, the image processing method according to the present disclosure includes:
Obtaining a plurality of images of an object, each image capturing a different portion of a predetermined range of the object;
applying a predetermined image processing method acquired using machine learning to each of the plurality of images to individually evaluate whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
performing a comprehensive evaluation as to whether the object includes a specific portion to be detected based on whether the feature is included in two or more images of the plurality of images;
Including,
The comprehensive evaluation evaluates whether or not the object includes a singular portion to be detected based on a positional relationship of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range in the individual evaluation.
It may be an image processing method.
例えば、本開示に係る画像処理装置は、
対象物を撮像した複数の画像であって、それぞれが前記対象物の所定範囲の異なる部分を撮像した複数の画像を取得する手段と、
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行う手段と、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行う手段と、
を含み、
前記総合評価を行う手段は、前記個別評価において、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の位置関係に基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かを評価するように構成される、
画像処理装置であってよい。
For example, the image processing device according to the present disclosure includes:
A means for acquiring a plurality of images of an object, each of the images capturing a different portion of a predetermined range of the object;
a means for applying a predetermined image processing method acquired by machine learning to each of the plurality of images to individually evaluate whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
a means for performing a comprehensive evaluation as to whether or not the object includes a specific portion to be detected based on whether or not the feature is included in two or more images among the plurality of images;
Including,
The means for performing the comprehensive evaluation is configured to evaluate, in the individual evaluation, whether or not the object includes a unique portion to be detected based on a positional relationship of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range.
It may be an image processing device.
このような画像処理方法及び画像処理装置において、
前記複数の画像は、それぞれ長辺及び短辺を有する矩形状の領域の画像であり、
前記総合評価は、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された少なくとも2つの前記画像が斜め方向に隣接する場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含むと評価するように構成されてもよい。
In such an image processing method and image processing device,
Each of the plurality of images is an image of a rectangular area having a long side and a short side,
The overall evaluation may be configured to evaluate the object as including a peculiar portion to be detected when at least two of the images evaluated as including the feature in the individual evaluation are adjacent in a diagonal direction.
10 画像処理システム
12 撮像部
14 画像分割部
16 個別評価部
18 総合評価部
18 総合評価部
20 画像処理装置
20 画像処理装置
22 プロセッサ
24 記憶部
28 表示部
32 入力部
DB1 データベース
DB2 データベース
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うことと、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことと、
を含み、
前記総合評価は、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の数Y1と、Y1個の前記画像のうち前記個別評価において前記特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比X1/Y1が、第1の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価し、
さらに前記総合評価は、前記比X1/Y1が前記第1の所定値未満であり、かつ、前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値以上であって、かつ、前記Y1個の画像から構成される前記所定範囲又は前記部分範囲の一部である第2部分範囲を構成する複数の画像の数Y2(<Y1)と、Y2個の前記画像のうち前記個別評価において前記特徴が含まれていると評価された画像の数X2との比X2/Y2が、第3の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する、
画像処理方法。 acquiring a plurality of images of an object, each image including a different portion of a predetermined range of the object;
applying a predetermined image processing method acquired using machine learning to each of the plurality of images to individually evaluate whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
performing a comprehensive evaluation as to whether the object includes a specific portion to be detected based on whether the feature is included in two or more images of the plurality of images;
Including,
the comprehensive evaluation is performed by evaluating that the object includes a unique portion to be detected when a ratio X1/Y1 of a number Y1 of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range to a number X1 of the Y1 images that are evaluated in the individual evaluation as including the feature is equal to or greater than a first predetermined value ;
Furthermore, the comprehensive evaluation evaluates that the object includes a unique portion to be detected when the ratio X1/Y1 is less than the first predetermined value and is equal to or greater than a second predetermined value smaller than the first predetermined value, and when a ratio X2/Y2 of a number Y2 (<Y1) of a plurality of images constituting the predetermined range or a second partial range that is a part of the partial range constituted by the Y1 images and a number X2 of images evaluated as including the feature in the individual evaluation among the Y2 images is equal to or greater than a third predetermined value.
Image processing methods.
をさらに含む請求項1に記載の画像処理方法。 Dividing an original image obtained by capturing an image of a predetermined range of the object, and generating the plurality of images each having the same image size;
The image processing method of claim 1 further comprising:
前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Aが存在しており、かつ、
前記個別評価において、前記画像Aの周囲に位置する前記複数の画像のうち、2以上の画像に前記特徴が含まれると評価された場合に、
前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する、
請求項1または2に記載の画像処理方法。 The overall evaluation is as follows:
There is an image A that is evaluated as including the feature in the individual evaluation, and
In the individual evaluation, when it is evaluated that two or more of the plurality of images located around the image A include the feature,
Evaluating that the object includes a specific portion to be detected;
3. The image processing method according to claim 1 .
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行うことと、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行うことと、
を含み、
前記総合評価は、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Aが存在し、前記画像Aの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Bが存在し、前記画像Aの周囲に位置せず、前記画像Bの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含まないと評価された画像Cが存在し、前記画像A及び前記画像Bの周囲に位置せず、前記画像Cの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Dが存在し、前記画像A、前記画像B及び前記画像Cの周囲に位置せず、前記画像Dの周囲に位置し、前記個別評価において前記特徴を含むと評価された画像Eが存在する場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価する、
画像処理方法。 acquiring a plurality of images of an object, each image including a different portion of a predetermined range of the object;
applying a predetermined image processing method acquired using machine learning to each of the plurality of images to individually evaluate whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
performing a comprehensive evaluation as to whether the object includes a specific portion to be detected based on whether the feature is included in two or more images of the plurality of images;
Including,
The comprehensive evaluation is performed in the following case: an image A evaluated to include the feature in the individual evaluation exists, and is located around the image A; an image B evaluated to include the feature in the individual evaluation exists, and is not located around the image A but around the image B; an image C evaluated to not include the feature in the individual evaluation exists, and is not located around the images A and B but around the image C; an image D evaluated to include the feature in the individual evaluation exists, and an image E evaluated to include the feature in the individual evaluation exists, and is not located around the images A, B, and C but is located around the image D ;
Image processing methods.
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行う個別評価手段と、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行う総合評価手段と、
を備え、
前記総合評価手段は、前記所定範囲又は前記所定範囲の一部である部分範囲を構成する前記複数の画像の数Y1と、Y1個の前記画像のうち前記個別評価手段により前記特徴が含まれていると評価された画像の数X1との比X1/Y1が、第1の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成され、
さらに前記総合評価手段は、前記比X1/Y1が前記第1の所定値未満であり、かつ、前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値以上であって、かつ、前記Y1個の画像から構成される前記所定範囲又は前記部分範囲の一部である第2部分範囲を構成する複数の画像の数Y2(<Y1)と、Y2個の前記画像のうち前記個別評価手段により前記特徴が含まれていると評価された画像の数X2との比X2/Y2が、第3の所定値以上の場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成された、
画像処理装置。 an image acquisition means for acquiring a plurality of images of different parts of a predetermined range of an object;
an individual evaluation means for applying a predetermined image processing method acquired by machine learning to each of the plurality of images to perform an individual evaluation of whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
a comprehensive evaluation means for performing a comprehensive evaluation as to whether or not the object includes a specific portion to be detected, based on whether or not the feature is included in two or more images among the plurality of images;
Equipped with
the comprehensive evaluation means is configured to evaluate that the object includes a unique portion to be detected when a ratio X1/Y1 of a number Y1 of the plurality of images constituting the predetermined range or a partial range that is a part of the predetermined range to a number X1 of the Y1 images evaluated by the individual evaluation means as including the feature is equal to or greater than a first predetermined value ;
Furthermore, the comprehensive evaluation means is configured to evaluate that the object includes a unique portion to be detected when the ratio X1/Y1 is less than the first predetermined value and is equal to or greater than a second predetermined value smaller than the first predetermined value, and when a ratio X2/Y2 between a number Y2 (<Y1) of a plurality of images constituting the predetermined range or a second partial range that is a part of the partial range constituted by the Y1 images and a number X2 of images evaluated by the individual evaluation means to include the feature among the Y2 images is equal to or greater than a third predetermined value.
Image processing device.
をさらに含む請求項6に記載の画像処理装置。 a means for dividing an original image obtained by capturing an image of a predetermined range of the object, and generating the plurality of images each having the same image size;
The image processing apparatus according to claim 6 , further comprising:
前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Aが存在しており、かつ、
前記個別評価手段により、前記画像Aの周囲に位置する前記複数の画像のうち、2以上の画像に前記特徴が含まれると評価された場合に、
前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成された、
請求項6または7に記載の画像処理装置。 The comprehensive evaluation means includes:
There is an image A that has been evaluated by the individual evaluation means as including the feature, and
When the individual evaluation means evaluates that two or more of the plurality of images located around the image A include the feature,
The object is configured to evaluate that it includes a specific portion to be detected;
8. The image processing device according to claim 6 or 7.
前記複数の画像のそれぞれに対し、機械学習を用いて取得された所定の画像処理方法を適用して、前記複数の画像のそれぞれが検出対象の特徴を含むか否かの個別評価を行う個別評価手段と、
前記特徴が前記複数の画像のうちの2以上の画像に含まれているか否かに基づいて、前記対象物が検出対象の特異部を含むか否かの総合評価を行う総合評価手段と、
を備え、
前記総合評価手段は、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Aが存在し、前記画像Aの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Bが存在し、前記画像Aの周囲に位置せず、前記画像Bの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含まないと評価された画像Cが存在し、前記画像A及び前記画像Bの周囲に位置せず、前記画像Cの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Dが存在し、前記画像A、前記画像B及び前記画像Cの周囲に位置せず、前記画像Dの周囲に位置し、前記個別評価手段により前記特徴を含むと評価された画像Eが存在する場合に、前記対象物が検出対象の特異部を含む、と評価するように構成された、
画像処理装置。 an image acquisition means for acquiring a plurality of images of different parts of a predetermined range of an object;
an individual evaluation means for applying a predetermined image processing method acquired by machine learning to each of the plurality of images to perform an individual evaluation of whether each of the plurality of images includes a feature to be detected;
a comprehensive evaluation means for performing a comprehensive evaluation as to whether or not the object includes a specific portion to be detected, based on whether or not the feature is included in two or more images among the plurality of images;
Equipped with
The comprehensive evaluation means is configured to evaluate that the object includes a unique portion to be detected when an image A evaluated by the individual evaluation means to include the feature exists, an image B evaluated by the individual evaluation means to include the feature exists, an image C not located around the image A but located around the image B, an image D evaluated by the individual evaluation means to include the feature exists, an image D not located around the images A and B but located around the image C, an image D evaluated by the individual evaluation means to include the feature exists, and an image E evaluated by the individual evaluation means to include the feature exists, an image E not located around the images A, B, and C but located around the image D ,
Image processing device.
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