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JP7710928B2 - Information processing device, information processing system, information processing method, and program - Google Patents
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JP7710928B2 - Information processing device, information processing system, information processing method, and program - Google Patents

Information processing device, information processing system, information processing method, and program

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Description

本発明は、オブジェクトの識別に関する。 The present invention relates to object identification.

日本の漁獲量は年々減少している。原因の一つとして、水産資源の減少がある。漁獲量減少に歯止めをかけるため、国は漁獲量の管理をし、水産資源管理を強化しようとしている。漁獲量を把握するため、国は漁業者に詳細な漁獲実績を報告するよう求めているが、漁業者には漁獲量の調査に労力を割く余裕がないのが現状である。そのため、漁獲モニタリングのための画像解析システムが求められている。漁獲モニタリングのための画像解析システムの実現には、魚種を分類するモデルが必要である。特許文献1には、ディープラーニングを用いて魚種を判別する方法が開示されている。また、特許文献2には、撮影条件に応じて適切な認識方式を適用して認識する方法が開示されている。 Japan's fish catch is decreasing year by year. One of the reasons is the decline in fishery resources. To stop the decline in fish catch, the government is trying to manage the catch and strengthen fishery resource management. To grasp the catch, the government requires fishermen to report detailed catch records, but the reality is that fishermen do not have the time to devote to investigating catches. Therefore, an image analysis system for monitoring catches is required. To realize an image analysis system for monitoring catches, a model for classifying fish species is necessary. Patent Document 1 discloses a method for identifying fish species using deep learning. Patent Document 2 discloses a method for recognition by applying an appropriate recognition method according to the shooting conditions.

特開2019-135986号公報JP 2019-135986 A 特開2009-239871号公報JP 2009-239871 A

Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks. Renra.NIPS2015Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks. Renra. NIPS2015 Yann LeCun, Leon Bottou, Yoshua Bengio, Partick Haffner. ” Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition”. In Proceedings of the IEEE, 86, pp. 2278-2324, 1998.Yann LeCun, Leon Bottou, Joshua Bengio, Partick Haffner. “Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition”. In Proceedings of the IEEE, 86, pp. 2278-2324, 1998.

しかしながら、魚体の光り具合や、魚体の色等が魚種ごとに異なるため、固定の撮影条件で撮影した画像から魚種を識別するには困難を伴うことがある。例えば、アジやサンマのような青魚は光を反射しやすく、正面からの光源では魚体が光ってしまって正しい識別ができない。また、魚が置かれている台と魚体の色が同系色だと、魚体との区別がつきにくく、魚種の識別も難しくなる。 However, because the brightness and color of fish bodies vary from species to species, it can be difficult to identify fish species from images taken under fixed shooting conditions. For example, blue fish such as horse mackerel and pacific saury tend to reflect light, and if the light source is from the front, the fish body will shine and cannot be correctly identified. In addition, if the color of the stand on which the fish is placed is similar to that of the fish body, it is difficult to distinguish the fish body, making it difficult to identify the fish species.

本発明はかかる課題に鑑みなされたものであり、オブジェクトの種類を高精度に識別することを目的とする。 The present invention was developed in consideration of these problems, and aims to identify the type of object with high accuracy.

本発明に係る情報処理装置は、オブジェクトを第一の撮影条件で撮像した第一の画像を第一のモデルに入力することにより、前記オブジェクトの種類の識別に適した撮影条件を識別する第一の識別手段と、前記第一の識別手段で識別された第二の撮影条件で前記オブジェクトを撮像した第二の画像を第二のモデルに入力することにより、前記種類を識別する第二の識別手段と、を有し、前記第二のモデルは撮影条件ごとに用意されており、前記第二の識別手段は、複数の前記第二のモデルのうち、前記第二の撮影条件に紐づく前記第二のモデルを用いることを特徴とする。 The information processing device of the present invention has a first identification means for identifying shooting conditions suitable for identifying the type of object by inputting a first image of the object captured under first shooting conditions into a first model, and a second identification means for identifying the type by inputting a second image of the object captured under second shooting conditions identified by the first identification means into a second model, wherein the second models are prepared for each shooting condition, and the second identification means uses the second model associated with the second shooting condition from among a plurality of the second models .

本発明によれば、オブジェクトの種類を高精度に識別することができる。 The present invention makes it possible to identify object types with high accuracy.

情報処理システムの全体構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of an information processing system. 情報処理システムのハードウェア構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an information processing system. 情報処理システムで用いるデータの流れを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a flow of data used in the information processing system. 識別処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a discrimination process. 撮影条件の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of shooting conditions. 学習処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a learning process. 学習処理により生成されるデータを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing data generated by a learning process. 学習システムの例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a learning system.

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings. Note that the configurations shown in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the configurations shown in the drawings.

図1は、本実施形態に係る情報処理システムの全体構成例を示す。情報処理システムは、対象物105,106を搬送するベルトコンベア104、対象物105,106を撮像する撮像装置101,102、識別を行う情報処理装置100、及び対象物105,106を仕分ける自動仕分け機107を有する。撮像装置101,102は、ベルトコンベア104のベルト面上の対象物105,106を撮像し、その画像を情報処理装置100へ送信する。撮像装置102は、ベルトコンベア104の搬送方向に対し、撮像装置101よりも下流側に配置されている。また撮像装置102の照明設備として、照明装置103が設けられている。照明装置103は、撮像装置102の撮影位置において、ベルト面上の対象物を正面から照射する光源と、ベルト面上の対象物を背面から照射するようベルトコンベア104に組み込まれたバックライトとを含む。なおベルト面は、透光性を有している。自動仕分け機107は、ベルトコンベア104の搬送方向に対し、撮像装置102よりも下流側に配置されており、ベルトコンベア104を流れてきた対象物105,106を、識別結果に応じて複数の仕分け箱108~110のうちの何れかに仕分ける。情報処理装置100、撮像装置101,102、及び照明装置103は、ネットワーク211(図2)を介して相互に通信可能に接続されている。また情報処理装置100は、出力I/F206(図2)を介して自動仕分け機107に識別結果を出力する。以下では、対象物が魚であるとして説明するが、魚は対象物としてのオブジェクトの一例に過ぎない。 1 shows an example of the overall configuration of an information processing system according to this embodiment. The information processing system includes a belt conveyor 104 that transports objects 105 and 106, imaging devices 101 and 102 that image the objects 105 and 106, an information processing device 100 that performs identification, and an automatic sorting machine 107 that sorts the objects 105 and 106. The imaging devices 101 and 102 image the objects 105 and 106 on the belt surface of the belt conveyor 104 and transmit the images to the information processing device 100. The imaging device 102 is disposed downstream of the imaging device 101 in the conveying direction of the belt conveyor 104. In addition, a lighting device 103 is provided as a lighting facility for the imaging device 102. The lighting device 103 includes a light source that irradiates the object on the belt surface from the front at the shooting position of the imaging device 102, and a backlight incorporated in the belt conveyor 104 to irradiate the object on the belt surface from the back. The belt surface is translucent. The automatic sorter 107 is disposed downstream of the imaging device 102 in the conveying direction of the belt conveyer 104, and sorts the objects 105 and 106 traveling on the belt conveyer 104 into one of a number of sorting boxes 108-110 according to the identification result. The information processing device 100, the imaging devices 101 and 102, and the lighting device 103 are connected to each other so as to be able to communicate with each other via a network 211 (FIG. 2). The information processing device 100 outputs the identification result to the automatic sorter 107 via an output I/F 206 (FIG. 2). In the following description, the objects are described as fish, but fish is merely one example of an object as the object.

情報処理装置100は、撮像装置101の撮影位置で所定の撮影条件で撮像された画像を撮像装置101から受信して、受信した画像から対象とする魚の領域を検出する。そして、当該魚領域の画像を予め学習された第一のモデルに入力することにより、対象とする魚の種類を識別するのに適した撮影条件を識別する。また、識別された撮影条件に紐づく、第二のモデルを特定する。情報処理装置100は、識別された撮影条件に応じて、撮像装置102のカメラ設定、及び照明装置103の照明設定を変更するよう制御する。その後、情報処理装置100は、対象とする魚がベルトコンベア104上を流れて、撮像装置102の撮影位置に到達したタイミングで撮像された画像を、撮像装置102から受信する。なお、情報処理装置100は、ベルトコンベア104の搬送速度と、撮像装置101と撮像装置102の間の距離から、撮像装置101の画像から検出された魚と同じ魚が撮像装置102の撮影位置に到達するタイミングの予測を行う。情報処理装置100は、撮像装置102から動画を受信し、受信した動画から予測されたタイミングのフレーム画像を取得してもよい。情報処理装置100は、撮像装置102から受信した画像から魚の領域を検出し、当該魚領域の画像を予め学習された第二のモデルに入力することにより、対象とする魚の魚種を推定する。情報処理装置100は、自動仕分け機107を制御して、推定された魚種に応じた仕分け箱108~110に対象の魚を仕分ける。 The information processing device 100 receives an image captured under a predetermined shooting condition at the shooting position of the imaging device 101 from the imaging device 101, and detects the area of the target fish from the received image. Then, the image of the fish area is input to a first model that has been learned in advance, thereby identifying the shooting conditions suitable for identifying the type of the target fish. In addition, a second model associated with the identified shooting conditions is specified. The information processing device 100 controls the camera settings of the imaging device 102 and the lighting settings of the lighting device 103 to be changed according to the identified shooting conditions. After that, the information processing device 100 receives from the imaging device 102 an image captured at the timing when the target fish flows on the belt conveyor 104 and reaches the shooting position of the imaging device 102. Note that the information processing device 100 predicts the timing when the same fish as the fish detected from the image of the imaging device 101 will arrive at the shooting position of the imaging device 102 from the conveying speed of the belt conveyor 104 and the distance between the imaging devices 101 and 102. The information processing device 100 may receive video from the imaging device 102 and obtain frame images at predicted timing from the received video. The information processing device 100 detects a fish area from the image received from the imaging device 102 and estimates the species of the target fish by inputting the image of the fish area into a second model that has been trained in advance. The information processing device 100 controls an automatic sorting machine 107 to sort the target fish into sorting boxes 108-110 according to the estimated fish species.

ここで、本実施形態に係る対象物としての魚は、表面の光り具合、表面の色、表面の滑らかさ、形状、大きさ等の特性が魚種ごとに異なる。そのため、固定の撮影条件で撮像された画像から、すべての魚種を精度よく識別することは難しい。例えば、アジやサンマのような青魚の場合、光を反射しやすいため、正面からの光源で正面から撮影すると、魚体が光ってしまう。このような場合には、照明光の反射が直接撮像装置に入らないよう、照明装置と撮像装置の設置角度を調整することで、魚種を識別しやすくなる。また、魚体表面の色がベルトコンベアのベルト面の色と同系色の場合、魚体との区別がつきにくい。このような場合には、ベルトコンベアのバックライトを用い、魚体表面の色に応じたバックライトの色に変更することで、魚種を識別しやすくなる。また、カサゴのように魚体の表面が滑らかでない場合には、斜めから光を当てて影が出るよう調整したり、平らな魚の場合には、正面から光を当てて魚体全体に光が当たるよう調整したりすることで、魚種を識別しやすくなる。以上のように、魚種を識別するのに適した撮影条件で撮像された画像を用いることで、魚種の識別性能が高まると考えられる。そこで本実施形態では、第一のモデルを用いて対象とする魚の種類を識別するのに適した撮影条件を識別する。 Here, the characteristics of the fish as the object in this embodiment, such as the degree of surface brilliance, surface color, surface smoothness, shape, size, etc., differ for each fish species. Therefore, it is difficult to accurately identify all fish species from images captured under fixed shooting conditions. For example, blue fish such as horse mackerel and pacific saury are prone to reflect light, so if they are photographed from the front with a light source from the front, the fish body will shine. In such a case, the fish species can be easily identified by adjusting the installation angle of the lighting device and the imaging device so that the reflection of the illumination light does not directly enter the imaging device. Also, if the color of the fish body surface is similar to the color of the belt surface of the belt conveyor, it is difficult to distinguish the fish body from the color of the belt conveyor. In such a case, the fish species can be easily identified by using the backlight of the belt conveyor and changing the color of the backlight according to the color of the fish body surface. Also, if the surface of the fish body is not smooth like a rockfish, it is easier to identify the fish species by applying light from an angle to cast a shadow, or by applying light from the front to illuminate the entire fish body in the case of a flat fish. As described above, it is believed that the ability to identify fish species can be improved by using images captured under shooting conditions suitable for identifying fish species. Therefore, in this embodiment, the first model is used to identify shooting conditions suitable for identifying the target fish species.

次に、図5を用いて、第一のモデルで識別対象の撮影条件の概要について説明する。本実施形態では、図5に示すように、複数の撮影条件ごとに、各種の撮影パラメータの設定が定められている。なお、図5は撮影条件A~Dを示すが、撮影条件A~Dは一例であり、撮影条件が更にあってもよい。撮影パラメータの設定には、撮像装置102のカメラ設定と、照明装置103の照明設定がある。カメラ設定には、例えば、正面から撮影するか、斜め30度から撮影するか等の撮影位置に関する設定、シャッタースピード等のカメラパラメータに関する設定がある。また照明設定には、例えば、正面から照射するか、斜め45度から照射するか等の照明位置に関する設定、光量に関する設定、バックライトに関する設定(ON/OFF、光量、色)がある。なお、撮影パラメータの設定はこれらに限定されない。例えば、これらの他に、光源の種類や色温度等の設定があってもよい。また例えば、絞りやフォーカスの設定があってもよい。また、ベルトコンベア104の搬送速度の設定があってもよい。また、撮影パラメータ間で、使用しない設定内容の組み合わせもある。例えば、弱い光量と速いシャッタースピードの組み合わせは、露光不十分になるため使用しない。また、カメラ設定には、画像内の魚領域の範囲が所定の大きさに満たない場合に、対象の魚にズームインするなど、ズーム倍率の設定も含まれる。図5に示すような複数の撮影条件A~Dのうち、何れの撮影条件が魚種の識別に適しているかが学習により獲得される。学習方法については、後述する。 Next, an overview of the shooting conditions of the object to be identified in the first model will be described with reference to FIG. 5. In this embodiment, as shown in FIG. 5, various shooting parameter settings are determined for each of a plurality of shooting conditions. Note that FIG. 5 shows shooting conditions A to D, but shooting conditions A to D are examples, and there may be more shooting conditions. The shooting parameter settings include the camera settings of the imaging device 102 and the lighting settings of the lighting device 103. The camera settings include, for example, settings related to the shooting position, such as whether to shoot from the front or from a 30-degree angle, and settings related to camera parameters such as shutter speed. The lighting settings include, for example, settings related to the lighting position, such as whether to irradiate from the front or from a 45-degree angle, settings related to the amount of light, and settings related to the backlight (ON/OFF, amount of light, color). Note that the shooting parameter settings are not limited to these. For example, in addition to these, there may be settings such as the type of light source and color temperature. For example, there may be settings for the aperture and focus. There may also be settings for the conveying speed of the belt conveyor 104. There may also be combinations of settings that are not used between the shooting parameters. For example, a combination of low light intensity and a fast shutter speed is not used because it results in insufficient exposure. The camera settings also include a zoom magnification setting, such as zooming in on the target fish when the range of the fish area in the image is less than a specified size. Which of the multiple shooting conditions A to D shown in Figure 5 is suitable for identifying fish species is acquired by learning. The learning method will be described later.

本実施形態では、以下に示すように、二段階での識別を行う。一段目の識別では、魚種の識別に適した撮影条件の識別を行い、二段目の識別では、一段目で識別された撮影条件で撮像された画像を用いて魚種の識別を行う。一段目の識別では、一段目の識別を行うための分類モデルである第一のモデルを用いて、固定の撮影条件(第一の撮影条件)で撮像された画像(第一の画像)から当該画像に写り込む魚の種類を識別するのに適した撮影条件を識別する。第二のモデルは、二段目の識別を行うための分類モデルであり、撮影条件ごとに学習され、当該撮影条件に紐づけて記憶される。本実施形態では、撮影条件が複数存在するため、第二のモデルも複数存在する。二段目の識別では、一段目の識別で識別された撮影条件に紐づいた第二のモデルを用いて、一段目の識別で決定された撮影条件(第二の撮影条件)で撮像された画像(第二の画像)から当該画像に写り込む魚の種類を識別する。
以上のように、一段目の識別では、魚種の識別に適した撮影条件の識別を行い、二段目の識別では、魚種ごとに適した撮影条件で撮像された画像を用いて魚種の識別を行う。これにより、魚種の識別精度を向上できる。更に、一段目の識別で、魚種の識別に適した撮影条件によって魚種のグループの識別が行われ、二段目の識別では、適した撮影条件が同じ魚種のグループ内での識別を行う。従って、分類するクラス数を削減でき、魚種の識別にかかる時間を短縮できる。第一のモデル、及び第二のモデルの学習方法については後述する。
In this embodiment, as shown below, a two-stage classification is performed. In the first stage classification, a photographing condition suitable for identifying a fish species is identified, and in the second stage classification, a fish species is identified using an image captured under the photographing condition identified in the first stage. In the first stage classification, a first model, which is a classification model for performing the first stage classification, is used to identify a photographing condition suitable for identifying a fish species appearing in an image (first image) captured under a fixed photographing condition (first photographing condition). The second model is a classification model for performing the second stage classification, which is learned for each photographing condition and is stored in association with the photographing condition. In this embodiment, since there are a plurality of photographing conditions, there are also a plurality of second models. In the second stage classification, a second model associated with the photographing condition identified in the first stage classification is used to identify a fish species appearing in an image (second image) captured under the photographing condition (second photographing condition) determined in the first stage classification.
As described above, in the first stage of classification, classification is performed under shooting conditions suitable for classifying fish species, and in the second stage of classification, classification of fish species is performed using images captured under shooting conditions suitable for each fish species. This improves the accuracy of fish species classification. Furthermore, in the first stage of classification, classification of fish species groups is performed under shooting conditions suitable for classifying fish species, and in the second stage of classification, classification is performed within groups of fish species having the same suitable shooting conditions. This makes it possible to reduce the number of classes to be classified, and shorten the time required for fish species classification. The learning methods of the first model and the second model will be described later.

続いて、本実施形態に係る情報処理システムのハードウェア構成について説明する。図2は、本実施形態に係る情報処理システムのハードウェア構成例を示す。情報処理装置100は、CPU201、ROM202、RAM203、外部記憶装置204、入力I/F205、出力I/F206、及び通信I/F207により構成される。これら各構成部は、システムバス208を介して通信可能に接続されている。 Next, the hardware configuration of the information processing system according to this embodiment will be described. FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the information processing system according to this embodiment. The information processing device 100 is composed of a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, an external storage device 204, an input I/F 205, an output I/F 206, and a communication I/F 207. Each of these components is connected to be able to communicate with each other via a system bus 208.

CPU(Central Processing Unit)201は、情報処理装置100の全体を制御する。ROM(Read Only Memory)202は、変更を必要としないプログラムやパラメータを記憶する。RAM(Random Access Memory)203は、外部装置等から供給されるデータを一時記憶する。外部記憶装置204は、情報処理装置100に固定して設置されたハードディスクやメモリカード等の記憶装置である。なお、外部記憶装置204は、情報処理装置100から着脱可能なフレキシブルディスク(FD)やコンパクトディスク(CD)等の光ディスク、磁気や光カード、ICカード、メモリカード等を含んでもよい。なお、後述する情報処理装置100の機能や処理は、CPU201がROM202等に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現される。 The CPU (Central Processing Unit) 201 controls the entire information processing device 100. The ROM (Read Only Memory) 202 stores programs and parameters that do not require modification. The RAM (Random Access Memory) 203 temporarily stores data supplied from an external device or the like. The external storage device 204 is a storage device such as a hard disk or a memory card that is fixedly installed in the information processing device 100. The external storage device 204 may include an optical disk such as a flexible disk (FD) or a compact disk (CD) that is detachable from the information processing device 100, a magnetic or optical card, an IC card, a memory card, or the like. The functions and processes of the information processing device 100 described below are realized by the CPU 201 reading out a program stored in the ROM 202 or the like and executing this program.

入力I/F205は、ユーザの操作を受け、データを入力するポインティングデバイスやキーボード等の入力デバイス209とのインターフェースである。出力デバイスI/F206は、情報処理装置100の保持するデータや供給されたデータを表示するためのモニタ210、及び識別結果に基づいて魚を自動で仕分ける自動仕分け機107とのインターフェースである。通信I/F207は、ネットワーク211に接続する。CPU201は、ネットワーク211を介して、撮像装置101,102、及び照明装置103との間でデータの送受信を行う。
撮像装置101,102、及び照明装置103は、通信機能を有し、ネットワーク211に接続する。なおベルトコンベア104も、ネットワーク211に接続してもよい。この場合には、情報処理装置100は、ベルトコンベア104の搬送開始/終了、及び搬送速度の制御を行ってもよい。
The input I/F 205 is an interface with an input device 209 such as a pointing device or a keyboard that receives a user's operation and inputs data. The output device I/F 206 is an interface with a monitor 210 for displaying data held by the information processing device 100 and data supplied thereto, and with an automatic sorting machine 107 that automatically sorts fish based on the identification results. The communication I/F 207 is connected to a network 211. The CPU 201 transmits and receives data to and from the imaging devices 101 and 102 and the lighting device 103 via the network 211.
The imaging devices 101 and 102 and the lighting device 103 have a communication function and are connected to a network 211. The belt conveyor 104 may also be connected to the network 211. In this case, the information processing device 100 may control the start/end of conveyance of the belt conveyor 104 and the conveyance speed.

図3は、本実施形態に係る情報処理システムで用いるデータの流れの例を示す。図3では、情報処理装置100が、画像から魚の領域を検出する検出部301、及び魚領域の画像を用いて識別を行う識別部302として機能する。情報処理装置100の外部記憶装置204には、識別部302で用いられる第一のモデル、及び第二のモデルが記憶されている。第二のモデルは、複数の撮影条件ごとに用意されている。以下、データの流れに沿って説明する。 Figure 3 shows an example of the flow of data used in the information processing system according to this embodiment. In Figure 3, the information processing device 100 functions as a detection unit 301 that detects fish regions from an image, and a recognition unit 302 that performs recognition using an image of the fish region. A first model and a second model used by the recognition unit 302 are stored in the external storage device 204 of the information processing device 100. The second model is prepared for each of a number of shooting conditions. The data flow will be described below.

まず、情報処理装置100は、ネットワーク211及び通信I/F207を介して撮像装置101,102から撮像画像303を取得する。
検出部301は、取得した撮像画像303を解析し、画像内に写っている魚の領域を検出する。検出部301は、例えば、CNN(Convolutional Neural Networks)によるオブジェクト検出手法、非特許文献1に記載のFaster R-CNNを用いる。Faster R-CNNでは、人、車など多クラスのオブジェクトを検出することができる。Faster R-CNNを用いる場合には、予め収集した多数の魚画像を用いて魚を検出可能なように学習を行っておく。
First, the information processing apparatus 100 acquires the captured image 303 from the imaging apparatuses 101 and 102 via the network 211 and the communication I/F 207 .
The detection unit 301 analyzes the captured image 303 and detects the area of the fish in the image. The detection unit 301 uses, for example, an object detection method using CNN (Convolutional Neural Networks), Faster R-CNN described in Non-Patent Document 1. Faster R-CNN can detect multiple classes of objects such as people and cars. When using Faster R-CNN, learning is performed using a large number of fish images collected in advance so that fish can be detected.

識別部302は、検出部301が抽出した魚領域の識別を行う。対象とする撮像画像303が、撮像装置101から取得されている場合、識別部302は、外部記憶装置204から第一のモデル304を読み出して、第一のモデル304を用いて撮影条件を識別する。更に、識別部302は、外部記憶装置204に記憶される複数の第二のモデルのうち、識別された撮影条件306に紐づく第二のモデル307を特定する。その後、情報処理装置100は、撮像装置102及び照明装置103に対して通信I/F207を介して、識別された撮影条件306を送信する。撮像装置102及び照明装置103は、受信した撮影条件306に基づき各種の設定を調整して撮像を行う。 The identification unit 302 identifies the fish area extracted by the detection unit 301. If the target captured image 303 is acquired from the imaging device 101, the identification unit 302 reads out the first model 304 from the external storage device 204 and identifies the shooting conditions using the first model 304. Furthermore, the identification unit 302 specifies the second model 307 associated with the identified shooting conditions 306 from among the multiple second models stored in the external storage device 204. After that, the information processing device 100 transmits the identified shooting conditions 306 to the imaging device 102 and the lighting device 103 via the communication I/F 207. The imaging device 102 and the lighting device 103 adjust various settings based on the received shooting conditions 306 and capture the image.

一方、対象とする撮像画像303が、撮像装置102から取得されている場合、識別部302は、外部記憶装置204から上記で特定されている第二のモデル307を読み出して、第二のモデル307を用いて魚種を識別し、識別結果305を取得する。その後、情報処理装置100は、出力I/F206を介して、識別結果305を自動仕分け機107に通知する。自動仕分け機107は、識別結果305に応じて仕分けを行う。なお、識別部302は、撮像した際に用いた撮影条件を撮像画像303と共に撮像装置102から取得して、当該取得した撮影条件に紐づく第二のモデルを用いる構成でもよい。 On the other hand, if the target captured image 303 has been acquired from the imaging device 102, the identification unit 302 reads the second model 307 specified above from the external storage device 204, identifies the fish species using the second model 307, and acquires the identification result 305. The information processing device 100 then notifies the automatic sorting machine 107 of the identification result 305 via the output I/F 206. The automatic sorting machine 107 performs sorting according to the identification result 305. The identification unit 302 may be configured to acquire the shooting conditions used when capturing the image from the imaging device 102 together with the captured image 303, and use the second model associated with the acquired shooting conditions.

続いて、図4を用いて、本実施形態に係る情報処理装置100が実行する識別処理について説明する。図4は、識別処理の流れを示すフローチャートである。図4のフローチャートは、CPU201がROM202等に記憶されるプログラムをRAM203に展開して実行することにより実現される。図4のフローチャートは、入力デバイス209の操作によりベルトコンベア104が稼働し、ベルトコンベア104上に魚が置かれたことにより開始する。以下、フローチャートの各工程(ステップ)は、それら符号の先頭にはS(ステップ)を付与して説明する。 Next, the identification process executed by the information processing device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the identification process. The flowchart in FIG. 4 is realized by the CPU 201 expanding a program stored in the ROM 202 etc. into the RAM 203 and executing it. The flowchart in FIG. 4 starts when the input device 209 is operated to operate the conveyor belt 104 and a fish is placed on the conveyor belt 104. Each process (step) in the flowchart will be described below with an S (step) added to the beginning of each reference number.

まずS401で、CPU201は、通信I/F207を介して撮像装置101から第一の画像を取得する。
次にS402で、CPU201は、S401で取得した第一の画像から魚領域を検出する。なお、ここでは1つの魚領域が検出されたときのフローを説明する。複数の魚領域が検出された場合は、以降のS403からS409の処理を繰り返し行えばよく、ここではその説明を割愛する。
次にS403で、CPU201は、S402で検出した魚領域の画像を第一のモデル304に入力し、魚種の識別に適した撮影条件306と第二のモデル307を特定する。第一のモデル304は、S402で検出した魚の種類を識別する際に、どの撮影条件が適しているかを識別するモデルである。CPU201は、第一のモデル304を用いて、入力画像の魚種の識別に適した撮影条件に対応するクラスを識別する。具体的には、図5に示す撮影条件A~D等のクラス分類を行う。第二のモデル307は、撮影条件ごとに、その撮影条件で識別する魚種を識別するモデルであり、撮影条件に対して1つの第二のモデルが紐づいている。
First, in step S<b>401 , the CPU 201 acquires a first image from the imaging device 101 via the communication I/F 207 .
Next, in S402, the CPU 201 detects a fish region from the first image acquired in S401. Note that the flow when one fish region is detected will be described here. When multiple fish regions are detected, the subsequent processes from S403 to S409 can be repeated, and the description thereof will be omitted here.
Next, in S403, the CPU 201 inputs the image of the fish region detected in S402 to the first model 304, and specifies the photographing conditions 306 and the second model 307 suitable for identifying the fish species. The first model 304 is a model for identifying which photographing conditions are suitable for identifying the type of fish detected in S402. The CPU 201 uses the first model 304 to identify a class corresponding to the photographing conditions suitable for identifying the fish species of the input image. Specifically, classifying the photographing conditions A to D, etc. shown in FIG. 5 is performed. The second model 307 is a model for identifying the fish species identified under each photographing condition, and one second model is linked to each photographing condition.

次にS404で、CPU201は、S403で特定した撮影条件306と、第一の画像を撮像した際に用いた撮影条件を比較し、同じ撮影条件であるか否かを判定する。CPU201が撮影条件が同じと判定した場合、第一の画像をそのまま第二の画像として用いることができるため、S405~S407をスキップし、処理はS408へ進む。一方CPU201が撮影条件が異なると判定した場合、処理はS405に進む。
S405で、CPU201は、通信I/F207を介してS403で特定した撮影条件306を、撮像装置102及び照明装置103へ送信する。撮像装置102及び照明装置103は、受信した撮影条件306にしたがって設定を変更する。
次にS406で、CPU201は、S402で検出した魚と同じ魚が撮像装置102の撮影位置に到達するタイミングで、通信I/F207を介して撮像装置102から撮影条件306で撮像された第二の画像を取得する。
次にS407で、CPU201は、S406で取得した第二の画像から魚領域を検出する。
次にS408で、CPU201は、S407で検出した魚領域の画像をS403で特定した第二のモデル307に入力し、魚種の識別を行う。なお、S403で特定した撮影条件306と、第一の画像を撮像した際に用いた撮影条件が同じである場合には、S402で検出した魚領域の画像を入力する。
次にS409で、CPU201は、出力I/F206を介して、識別した魚種を自動仕分け機107に通知する。自動仕分け機107は、S402で検出した魚を通知された魚種にしたがって仕分ける。その後フローチャートに示す一連の識別処理が終了する。
Next, in S404, the CPU 201 compares the shooting conditions 306 specified in S403 with the shooting conditions used when the first image was captured, and determines whether they are the same. If the CPU 201 determines that the shooting conditions are the same, the first image can be used as the second image as is, so S405 to S407 are skipped and the process proceeds to S408. On the other hand, if the CPU 201 determines that the shooting conditions are different, the process proceeds to S405.
In S405, the CPU 201 transmits the shooting conditions 306 specified in S403 to the image capturing apparatus 102 and the lighting apparatus 103 via the communication I/F 207. The image capturing apparatus 102 and the lighting apparatus 103 change the settings in accordance with the received shooting conditions 306.
Next, in S406, the CPU 201 acquires a second image captured under the shooting condition 306 from the imaging device 102 via the communication I/F 207 at the timing when the same fish as the fish detected in S402 arrives at the shooting position of the imaging device 102.
Next, in S407, the CPU 201 detects a fish region from the second image acquired in S406.
Next, in S408, the CPU 201 inputs the image of the fish region detected in S407 to the second model 307 specified in S403, and identifies the fish species. Note that if the shooting conditions 306 specified in S403 are the same as the shooting conditions used when the first image was captured, the image of the fish region detected in S402 is input.
Next, in S409, the CPU 201 notifies the automatic sorting machine 107 of the identified fish species via the output I/F 206. The automatic sorting machine 107 sorts the fish detected in S402 according to the notified fish species. Then, the series of identification processes shown in the flowchart ends.

以上のような本実施形態に係る識別処理によれば、魚種ごとに適した撮影条件で撮像された画像を用いるため、魚種の識別精度を向上できる。更に、適した撮影条件が同じ魚種のグループ内での識別であるため、分類するクラス数を削減できる。従って、魚種の識別にかかる時間を短縮できる。 According to the classification process of this embodiment as described above, images captured under shooting conditions suitable for each fish species are used, so the accuracy of fish species classification can be improved. Furthermore, because the suitable shooting conditions are used for classification within a group of the same fish species, the number of classes to be classified can be reduced. Therefore, the time required for fish species classification can be shortened.

続いて図6を用いて、本実施形態に係る情報処理装置100の学習フェーズにおける学習処理について説明する。図6は、学習処理の流れを示すフローチャートである。図6のフローチャートは、CPU201がROM202等に記憶されるプログラムをRAM203に展開して実行することにより実現される。図7は、図6の学習処理により生成されるデータを示す。
まず、学習用の学習データとして、本実施形態に係る撮像装置101,102を用いて、異なる撮影条件ごとに複数種類の魚を撮像することにより、複数の撮像画像を準備する。各撮像画像には、撮像した際に用いた撮影条件及び魚種が正解データとしてラベル付けされている。
まず、S601で、CPU201は、DNN(ディープニューラルネットワーク)を用いて第二のモデルの学習を行う。学習方法の詳細については後述する。この学習は、図5の撮影条件ごとに行う。そしてCPU201は、魚種ごとに別々のクラスになるような学習を行い、魚種ごとの識別精度を求める。すべての撮影条件についての学習が完了すると、CPU201は、各撮影条件での識別精度を魚種ごとに集計する。その後CPU201は、集計結果に基づいて、識別に適した撮影条件を魚種ごとに決定する。
Next, the learning process in the learning phase of the information processing device 100 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a flowchart showing the flow of the learning process. The flowchart in Fig. 6 is realized by the CPU 201 expanding a program stored in the ROM 202 or the like into the RAM 203 and executing it. Fig. 7 shows data generated by the learning process in Fig. 6.
First, as learning data for learning, a plurality of captured images are prepared by capturing images of a plurality of types of fish under different shooting conditions using the imaging devices 101 and 102 according to the present embodiment. Each captured image is labeled with the shooting conditions and fish species used when capturing the image as correct answer data.
First, in S601, the CPU 201 learns the second model using a DNN (deep neural network). The learning method will be described in detail later. This learning is performed for each shooting condition in FIG. 5. The CPU 201 then performs learning so that each fish species becomes a separate class, and obtains the identification accuracy for each fish species. When learning for all shooting conditions is completed, the CPU 201 tallies the identification accuracy for each shooting condition for each fish species. The CPU 201 then determines the shooting condition suitable for identification for each fish species based on the tallied results.

図7(a)は、各撮影条件での識別精度を魚種ごとに集計した結果の例を示す。図7(a)では、アジ、サバ、イカ、キンキ、アカウオ、カサゴについて、撮影条件A~Dでの識別精度をそれぞれ示す。なお、図7(a)~図7(c)の撮影条件A~Dは、図5に示す撮影条件A~Dと同じである。ここでCPU201は、識別に適した撮影条件を、識別精度が最も高い撮影条件に決定する。なお、識別精度が他よりも高ければ最も高い場合に限られない。図7(a)の星印(★)を付けた箇所が、識別精度が最も高い撮影条件を示す。例えば、アジの場合、撮影条件A~Dでの識別精度が32%、47%、66%、95%であるため、撮影条件Dに決定する。また例えば、サバの場合、撮影条件A~Dでの識別精度が18%、33%、52%、94%であるため、撮影条件Dに決定する。また例えば、イカの場合、撮影条件A~Dでの識別精度が99%、75%、83%、67%であるため、撮影条件Aに決定する。同様にして、キンキ、アカウオ、カサゴついても、各撮影条件での識別精度によって、識別に適した撮影条件を決定する。図7(b)は、各撮影条件A~Dについて、その撮影条件で識別するのに適した魚種一覧の例を示す。図7(b)に示すように、魚種の識別に適した撮影条件によって魚種をグループ化することができる。これにより、図4のS403では、撮影条件数と同数のグループに魚を分類することができる。図7(b)の例では、撮影条件Dで識別するのに適した魚種として、アジ、サバ、サンマが同じグループに分類されている。 Figure 7(a) shows an example of the results of tallying up the identification accuracy for each shooting condition by fish species. Figure 7(a) shows the identification accuracy for shooting conditions A to D for horse mackerel, mackerel, squid, thresher, red scorpionfish, and rockfish. Note that shooting conditions A to D in Figures 7(a) to 7(c) are the same as shooting conditions A to D shown in Figure 5. Here, the CPU 201 determines the shooting condition suitable for identification as the shooting condition with the highest identification accuracy. Note that the highest identification accuracy is not limited to the case where the identification accuracy is higher than the others. The parts marked with a star (★) in Figure 7(a) indicate the shooting condition with the highest identification accuracy. For example, in the case of horse mackerel, the identification accuracy for shooting conditions A to D is 32%, 47%, 66%, and 95%, so shooting condition D is determined. Also, for example, in the case of mackerel, the identification accuracy for shooting conditions A to D is 18%, 33%, 52%, and 94%, so shooting condition D is determined. For example, in the case of squid, the identification accuracy for shooting conditions A to D is 99%, 75%, 83%, and 67%, so shooting condition A is selected. Similarly, for thresher, redfish, and rockfish, the shooting condition suitable for identification is selected based on the identification accuracy for each shooting condition. FIG. 7(b) shows an example of a list of fish species suitable for identification under each shooting condition A to D. As shown in FIG. 7(b), fish species can be grouped according to the shooting conditions suitable for fish species identification. As a result, in S403 of FIG. 4, fish can be classified into the same number of groups as the number of shooting conditions. In the example of FIG. 7(b), horse mackerel, mackerel, and pacific saury are classified into the same group as fish species suitable for identification under shooting condition D.

次に、S602で、CPU201は、DNNを用いて第一のモデルの学習を行う。この学習は、複数の撮影条件のうちの1つの撮影条件(例えば、撮影条件A)の学習データを用いて行う。この学習は、撮影条件が同じグループの魚種同士が、同じクラスに分類され、撮影条件が異なるグループの魚種同士が別のクラスに分類されるように行う。本ステップで学習されたモデルを、図4の識別処理において、第一のモデルとして使用する。また、S401で取得する第一の画像の撮影条件は、本ステップの学習に用いた撮影条件(ここでは、撮影条件A)を用いる。以上のようにして、撮影条件Aで撮像された画像から、魚種の識別に適した撮影条件を識別する第一のモデルが生成される。
次に、S603で、CPU201は、S601で学習した第二のモデルの再学習を行う。S601の学習は、全魚種を識別するように行った。本ステップでは、撮影条件ごとに、同じ撮影条件に属する魚種を識別するように行う。例えば、撮影条件Aの学習データを用いて、S601で撮影条件Aに属すると決定された魚が、魚種ごとに別々のクラスになるような学習を行う。本ステップで学習されたモデルを、図4の識別処理において、S403で撮影条件Aが識別された場合に、撮影条件Aと紐づいた第二のモデルとして使用する。撮影条件B~Dについても同様にして、第二のモデルの再学習を行う。第二のモデルで識別対象とする魚種は、紐づく撮影条件ごとに異なる。以上のようにして、撮影条件ごとの第二のモデルが生成される。
Next, in S602, the CPU 201 learns a first model using a DNN. This learning is performed using learning data of one of the multiple shooting conditions (for example, shooting condition A). This learning is performed so that fish species in groups with the same shooting condition are classified into the same class, and fish species in groups with different shooting conditions are classified into different classes. The model learned in this step is used as the first model in the identification process of FIG. 4. In addition, the shooting condition of the first image acquired in S401 is the shooting condition used in the learning in this step (here, shooting condition A). In this manner, a first model that identifies the shooting condition suitable for identifying fish species is generated from the image captured under shooting condition A.
Next, in S603, the CPU 201 re-learns the second model learned in S601. The learning in S601 was performed to identify all fish species. In this step, the learning is performed for each shooting condition to identify fish species belonging to the same shooting condition. For example, using the learning data for shooting condition A, learning is performed so that fish determined to belong to shooting condition A in S601 are classified into different classes for each fish species. When shooting condition A is identified in S403 in the identification process of FIG. 4, the model learned in this step is used as the second model linked to shooting condition A. Similarly, the second model is re-learned for shooting conditions B to D. The fish species to be identified by the second model differs depending on the associated shooting condition. In this manner, a second model for each shooting condition is generated.

なお、本実施形態では、S401で取得する第一の画像の撮影条件は、撮影条件Aを用いることとした。ここでCPU201は、第一の画像をどの撮影条件で撮像するのがよいかの学習を行ってもよい。その方法としては、例えば、撮影条件A~Dの学習データを用いて、撮影条件ごとに、S602の学習を行う。そして、撮影条件ごとに、識別精度を求める。すべての撮影条件についての学習が完了すると、CPU201は、各撮影条件での識別精度に基づいて、識別に適した撮影条件を決定する。図7(c)は、各撮影条件での識別精度の例を示す。ここでCPU201は、識別に適した撮影条件を、識別精度が最も高い撮影条件に決定する。なお、識別精度が他よりも高ければ最も高い場合に限られない。図7(c)の星印(★)を付けた箇所が、識別精度が最も高い撮影条件を示し、図7(c)の例では、撮影条件Cである。これにより、第一のモデルとしては、撮影条件Cで撮像された画像を用いて学習するのが最適であることがわかる。この場合、図4の識別処理では、S401では撮影条件Cで撮像した第一の画像を取得して、S403では撮影条件Cで撮像した画像を用いて学習した第一のモデルを用いる。 In this embodiment, the shooting condition for the first image acquired in S401 is shooting condition A. Here, the CPU 201 may learn under which shooting condition the first image should be captured. For example, the learning data for shooting conditions A to D is used to perform learning in S602 for each shooting condition. Then, the identification accuracy is obtained for each shooting condition. When learning for all shooting conditions is completed, the CPU 201 determines the shooting condition suitable for identification based on the identification accuracy under each shooting condition. FIG. 7(c) shows an example of the identification accuracy under each shooting condition. Here, the CPU 201 determines the shooting condition suitable for identification as the shooting condition with the highest identification accuracy. Note that the highest identification accuracy is not limited to the case where the identification accuracy is higher than the others. The part marked with a star (★) in FIG. 7(c) indicates the shooting condition with the highest identification accuracy, and in the example of FIG. 7(c), it is shooting condition C. This shows that it is optimal to learn the first model using an image captured under shooting condition C. In this case, in the identification process of FIG. 4, in S401, a first image captured under shooting condition C is obtained, and in S403, a first model trained using the image captured under shooting condition C is used.

図8は、学習を行う際に用いる学習システムの構成例を示す。以下、学習システムをDNN(ディープニューラルネットワーク)で構成した場合の学習方法について説明する。本実施形態では、ニューラルネットワークとして、例えば非特許文献2に記載のLeNetを用いる。 Figure 8 shows an example of the configuration of a learning system used for learning. Below, we explain the learning method when the learning system is configured with a DNN (deep neural network). In this embodiment, for example, LeNet described in Non-Patent Document 2 is used as the neural network.

図8において、DNN82には、画像81が入力され、S601、S603の場合は識別対象の魚種数、S602の場合は撮影条件数を次元数としたベクトル83が出力される。ベクトル83は、各要素が0~1の確率であり、かつ、合計値が1となるベクトルである。そして、画像81の正解ベクトルを用いて、損失関数84を算出する。正解ベクトルとは、各要素のうち正解の要素のみが1となり、その他の要素が0となっているベクトルである。損失関数84としては、下記式(1)のクロスエントロピー誤差H(p,q)を用いる。 In FIG. 8, an image 81 is input to a DNN 82, which outputs a vector 83 whose number of dimensions is the number of fish species to be identified in the cases of S601 and S603, and the number of shooting conditions in the case of S602. Each element of vector 83 is a probability between 0 and 1, and the total value is 1. A loss function 84 is then calculated using the correct vector of image 81. A correct vector is a vector in which only the correct elements are 1, and the other elements are 0. The cross-entropy error H(p, q) in the following formula (1) is used as the loss function 84.

上記式(1)の、pは画像81の正解ベクトルであり、qはDNN82の出力のベクトル83である。xは次元数、すなわち魚種数もしくは撮影条件数である。算出した損失関数84の値を用いて、誤差伝播法によって、DNN82に対して重みの更新を行うことにより、学習が行われる。以上のような学習システムを用いて、第一のモデル及び第二のモデルの学習が行われる。 In the above formula (1), p is the correct vector of the image 81, and q is the vector 83 of the output of the DNN 82. x is the number of dimensions, i.e., the number of fish species or the number of shooting conditions. Learning is performed by updating the weights of the DNN 82 using the calculated value of the loss function 84 through the error propagation method. The first model and the second model are learned using the above learning system.

以上のような、本実施形態に係る情報処理システムによれば、一段目の識別で魚種の識別に適した撮影条件を決定し、その撮影条件で撮影した画像を用いて二段目の識別で魚種の識別を行う。二段目の識別では、魚種ごとに適した撮影条件で撮像された画像を用いて識別を行うため、固定の撮影条件で撮像された画像を用いる場合と比較して、魚種の識別精度を向上できる。更に、二段目の識別では、適した撮影条件が同じ魚種のグループ内での識別になるため、分類するクラス数を削減できる。従って、魚種の識別にかかる時間を短縮できる。 According to the information processing system of this embodiment as described above, the shooting conditions suitable for identifying fish species are determined in the first stage of classification, and the fish species are identified in the second stage of classification using images captured under those shooting conditions. In the second stage of classification, classification is performed using images captured under shooting conditions suitable for each fish species, so the accuracy of fish species classification can be improved compared to when images captured under fixed shooting conditions are used. Furthermore, in the second stage of classification, the suitable shooting conditions are used to identify within a group of the same fish species, so the number of classes to be classified can be reduced. Therefore, the time required for fish species classification can be shortened.

なお本実施形態では、魚種の識別に適用した例について説明したが、工場における組み立てラインのベルトコンベア上の部品の種類の識別等、その他の各種のオブジェクトの識別に適用することが可能である。部品によっては、光沢感の有無、凹凸感、形状、寸法等の特徴が異なる。一段目の識別で、上記のような部品の特徴に応じて適した撮影条件を識別し、二段目の識別で、識別した撮影条件で撮像した画像を用いて部品の種類を識別する。これにより、部品の種類を高精度に識別することが可能になる。 In this embodiment, an example of application to identifying fish species has been described, but the invention can be applied to identifying various other objects, such as identifying the type of parts on a conveyor belt in an assembly line in a factory. Parts have different characteristics, such as the presence or absence of gloss, unevenness, shape, and size. In the first stage of identification, appropriate shooting conditions are identified according to the above-mentioned characteristics of the parts, and in the second stage of identification, the type of part is identified using images captured under the identified shooting conditions. This makes it possible to identify the type of part with high accuracy.

(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Embodiments
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The present invention has been described above in conjunction with embodiments, but the above embodiments are merely illustrative examples of how the present invention may be implemented, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limiting manner based on these embodiments. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from its technical concept or main features.

以下、上記実施形態の変形例について説明する。
第1の変形例として、ベルトコンベア104で対象物105,106を搬送し、異なる地点で、一段目の識別用の撮像を行い、二段目の識別用の撮像を行う方法に代えて、同じ地点で、撮影条件を変えて識別用の撮像を行ってもよい。この場合、ベルトコンベア104を用いなくてよい。
また第2の変形例として、ベルトコンベア104上の複数の地点で撮影条件数分の撮像を行っておき、それらの画像から識別に適した撮影条件で撮像した画像を選択して、二段目の識別を行ってもよい。
Below, a modification of the above embodiment will be described.
As a first modified example, instead of a method in which the objects 105 and 106 are transported by the belt conveyor 104 and images for identification are taken of the first stage and the second stage at different points, images for identification may be taken at the same point under different shooting conditions. In this case, the belt conveyor 104 does not need to be used.
As a second variant, images may be taken at multiple points on the conveyor belt 104 for a number of shooting conditions, and an image taken under shooting conditions suitable for classification may be selected from those images to perform the second stage of classification.

また第3の変形例として、ベルトコンベア104上に、対象物105,106を整列した状態で配置して、第一の画像及び第二の画像内に写り込む対象物の数が限定されるようにしてもよい。
また第4の変形例として、図6に示す学習処理は、学習を行う別の装置で実行されてもよい。その場合には、当該別の装置から識別処理に用いる第一のモデル、及び第二のモデルを取得する構成でもよい。
As a third variant, the objects 105 and 106 may be arranged in an aligned state on the conveyor belt 104 so that the number of objects appearing in the first image and the second image is limited.
As a fourth modified example, the learning process shown in Fig. 6 may be executed by another device that performs learning. In that case, the first model and the second model used in the classification process may be obtained from the other device.

100:情報処理装置、101,102:撮像装置、103:照明装置、104:ベルトコンベア、105,106:対象物、107:自動仕分け機 100: Information processing device, 101, 102: Imaging device, 103: Lighting device, 104: Belt conveyor, 105, 106: Object, 107: Automatic sorting machine

Claims (19)

オブジェクトを第一の撮影条件で撮像した第一の画像を第一のモデルに入力することにより、前記オブジェクトの種類の識別に適した撮影条件を識別する第一の識別手段と、
前記第一の識別手段で識別された第二の撮影条件で前記オブジェクトを撮像した第二の画像を第二のモデルに入力することにより、前記種類を識別する第二の識別手段と、
を有し、
前記第二のモデルは撮影条件ごとに用意されており、前記第二の識別手段は、複数の前記第二のモデルのうち、前記第二の撮影条件に紐づく前記第二のモデルを用いることを特徴とする情報処理装置。
a first identification means for inputting a first image obtained by capturing an object under a first capturing condition into a first model, thereby identifying a capturing condition suitable for identifying a type of the object;
a second identification means for identifying the type by inputting a second image obtained by capturing the object under the second photographing condition identified by the first identification means into a second model;
having
An information processing device characterized in that the second model is prepared for each shooting condition, and the second identification means uses the second model associated with the second shooting condition among the multiple second models .
前記第二のモデルごとに、識別対象の前記種類が異なることを特徴とする請求項に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the type of the object to be identified differs for each of the second models. 前記種類の識別に適した撮影条件は、複数の撮影条件ごとに前記第二のモデルの識別精度を集計した結果に基づいて、前記種類ごとに決定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。 3. The information processing device according to claim 1, wherein the photographing conditions suitable for identifying the type are determined for each type based on a result of tallying up the identification accuracy of the second model for each of a plurality of photographing conditions. 前記第一の撮影条件で前記オブジェクトを撮像した画像が、前記種類の識別に適した撮影条件が同じ前記種類ごとにクラス分けされるように、前記第一のモデルを学習する第一の学習手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 The information processing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a first learning means for learning the first model so that images of the object captured under the first shooting conditions are classified into classes according to the types having the same shooting conditions suitable for identifying the type. 前記種類の識別に適した撮影条件で前記オブジェクトを撮像した画像が、前記種類ごとにクラス分けされるように、前記第二のモデルを学習する第二の学習手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 5. The information processing device according to claim 1, further comprising a second learning means for learning the second model so that images of the object captured under shooting conditions suitable for identifying the type are classified according to the type . 前記第一の学習手段は、複数の撮影条件ごとに前記第一のモデルの識別精度を集計した結果に基づいて、前記第一の撮影条件として用いる撮影条件を決定することを特徴とする請求項に記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 4, characterized in that the first learning means determines the shooting conditions to be used as the first shooting conditions based on a result of tallying up the identification accuracy of the first model for each of a plurality of shooting conditions. 前記第二の識別手段は、前記第二の撮影条件が、前記第一の撮影条件と同じである場合には、前記第一の画像を前記第二のモデルに入力することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 7. The information processing device according to claim 1, wherein the second identification means inputs the first image into the second model when the second shooting conditions are the same as the first shooting conditions. 前記第一の画像及び前記第二の画像のうちの少なくとも何れか一方から前記オブジェクトの領域を検出する検出手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 8. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit for detecting an area of the object from at least one of the first image and the second image. 前記撮影条件は、撮影位置、及びカメラパラメータに関する設定のうちの少なくとも何れか1つの設定を含むことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 9. The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the photographing conditions include at least one of a photographing position and settings related to camera parameters. 前記撮影条件は、照明位置、照明の光量、及び照明の色に関する設定のうちの少なくとも何れか1つの設定を含むことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の情報処理装置。 10. The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the photographing conditions include at least one of settings related to a lighting position, a lighting amount, and a lighting color. 前記オブジェクトの撮像を行う撮像装置の制御を行う制御手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記撮像装置の設定を前記第二の撮影条件に変更するよう制御して、
前記第二の識別手段は、前記撮像装置から前記第二の画像を取得することを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の情報処理装置。
The imaging device further includes a control unit for controlling the imaging device that captures an image of the object.
The control means controls the setting of the imaging device to be changed to the second photographing condition,
11. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the second identification means acquires the second image from the imaging device.
前記制御手段は、前記撮像装置の照明装置の制御をさらに行い、前記照明装置の設定を前記第二の撮影条件に変更するよう制御することを特徴とする請求項11に記載の情報処理装置。 12. The information processing apparatus according to claim 11 , wherein the control means further controls an illumination device of the imaging device, and controls so as to change the setting of the illumination device to the second photographing condition. 前記オブジェクトは、ベルトコンベア上を搬送されており、
前記制御手段は、第一の撮像装置と、前記ベルトコンベアの搬送方向に対し、前記第一の撮像装置よりも下流側に設けられた第二の撮像装置の制御を行い、
前記第一の識別手段は、前記第一の撮像装置から前記第一の画像を取得して、
前記第二の識別手段は、前記第一の撮像装置と前記第二の撮像装置との距離と、前記ベルトコンベアの搬送速度とに基づいて、前記第一の撮像装置で撮像された前記オブジェクトと同じ前記オブジェクトが前記第二の撮像装置の撮影位置に到達されたと予測されるタイミングで、前記第二の撮像装置から前記第二の画像を取得することを特徴とする請求項11又は12に記載の情報処理装置。
the object is transported on a conveyor belt;
the control means controls a first imaging device and a second imaging device provided downstream of the first imaging device in a conveying direction of the belt conveyor;
The first identification means acquires the first image from the first imaging device,
The information processing device according to claim 11 or 12, characterized in that the second identification means acquires the second image from the second imaging device at a timing when it is predicted that the object same as the object imaged by the first imaging device has reached the shooting position of the second imaging device based on the distance between the first imaging device and the second imaging device and the conveying speed of the conveyor belt .
前記第二の識別手段は、複数の撮影条件で撮像された画像のうち、前記第二の撮影条件で撮像された画像を選択することを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の情報処理装置。 14. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the second identification means selects an image captured under the second shooting condition from among images captured under a plurality of shooting conditions. 前記オブジェクトが魚であることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載の情報処理装置。 15. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the object is a fish. 前記第一のモデル及び第二のモデルのうちの少なくとも何れか一方が、ニューラルネットワークで構成されていることを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載の情報処理装置。 16. The information processing apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first model and the second model is configured as a neural network. オブジェクトを撮像する撮像装置と、前記オブジェクトを識別する情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記撮像装置から第一の撮影条件で撮像した第一の画像を取得する第一の取得手段と、
前記第一の画像を第一のモデルに入力することにより、前記オブジェクトの種類の識別に適した撮影条件を識別する第一の識別手段と、
前記撮像装置の設定を第二の撮影条件に変更するよう制御する制御手段と、
前記撮像装置から前記第二の撮影条件で撮像した第二の画像を取得する第二の取得手段と、
前記第二の画像を第二のモデルに入力することにより、前記種類を識別する第二の識別手段と、
を有し、
前記第二のモデルは撮影条件ごとに用意されており、前記第二の識別手段は、複数の前記第二のモデルのうち、前記第二の撮影条件に紐づく前記第二のモデルを用いることを特徴とする情報処理システム。
An information processing system including an imaging device that images an object and an information processing device that identifies the object,
The information processing device includes:
a first acquisition means for acquiring a first image captured under a first photographing condition from the imaging device;
a first identification means for identifying a photographing condition suitable for identifying the type of the object by inputting the first image into a first model;
A control means for controlling the image capturing device to change the setting to a second photographing condition;
a second acquisition means for acquiring a second image captured under the second photographing condition from the imaging device;
a second identification means for identifying the type by inputting the second image into a second model;
having
An information processing system characterized in that the second model is prepared for each shooting condition, and the second identification means uses the second model associated with the second shooting condition from among the multiple second models .
オブジェクトを第一の撮影条件で撮像した第一の画像を第一のモデルに入力することにより、前記オブジェクトの種類の識別に適した撮影条件を識別する第一の識別工程と、
前記第一の識別工程で識別された第二の撮影条件で前記オブジェクトを撮像した第二の画像を第二のモデルに入力することにより、前記種類を識別する第二の識別工程と、
を含み、
前記第二のモデルは撮影条件ごとに用意されており、前記第二の識別工程では、複数の前記第二のモデルのうち、前記第二の撮影条件に紐づく前記第二のモデルを用いることを特徴とする情報処理方法。
a first identification step of inputting a first image of an object captured under a first imaging condition into a first model, thereby identifying an imaging condition suitable for identifying a type of the object;
a second classification step of classifying the type by inputting a second image of the object captured under the second photographing condition classified in the first classification step into a second model;
Including,
The information processing method is characterized in that the second model is prepared for each shooting condition, and in the second identification process, the second model associated with the second shooting condition is used from among the multiple second models .
請求項1乃至16の何れか1項に記載の情報処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each of the means of the information processing apparatus according to any one of claims 1 to 16 .
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