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JP7776129B2 - Foreign object detection teacher data generation device, trained model manufacturing device, foreign object detection device, foreign object detection teacher data generation method, and program - Google Patents
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JP7776129B2 - Foreign object detection teacher data generation device, trained model manufacturing device, foreign object detection device, foreign object detection teacher data generation method, and program - Google Patents

Foreign object detection teacher data generation device, trained model manufacturing device, foreign object detection device, foreign object detection teacher data generation method, and program

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JP7776129B2
JP7776129B2 JP2022010581A JP2022010581A JP7776129B2 JP 7776129 B2 JP7776129 B2 JP 7776129B2 JP 2022010581 A JP2022010581 A JP 2022010581A JP 2022010581 A JP2022010581 A JP 2022010581A JP 7776129 B2 JP7776129 B2 JP 7776129B2
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Description

本発明は、異物検出用教師データ生成装置、学習済みモデル製造装置、異物検出装置、異物検出用教師データ生成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a device for generating training data for foreign object detection, a trained model production device, a foreign object detection device, a method for generating training data for foreign object detection, and a program.

検出対象物に含まれる異物を検出、分類する方法として、画像データを教師あり機械学習により処理する異物検査手法が知られている(特許文献1)。 A known method for detecting and classifying foreign objects contained in a detection target is a foreign object inspection method that processes image data using supervised machine learning (Patent Document 1).

特開2008-14652号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-14652

しかしながら、教師あり分類を行うためには、多数の教師データが必要になる。多数の教師データを用意するためには、異物が含まれる画像中の異物の位置や種類をラベリングする作業が必要になり、人手で行うには多大な時間と労力を有するという課題がある。 However, supervised classification requires a large amount of training data. Preparing a large amount of training data requires labeling the location and type of foreign objects in images containing them, which poses the problem of requiring a great deal of time and effort to do manually.

そこで本発明は、ラベル付け作業を必要とせずに異物検出用の教師データを生成可能な異物検出用教師データ生成装置を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a device for generating training data for foreign object detection that can generate training data for foreign object detection without requiring labeling work.

前記目的を達成するために、本発明の異物検出用教師データ生成装置は、
検出対象画像取得部、異物画像取得部、画像合成部、及び教師データ出力部を含み、
前記検出対象画像取得部は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得部は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成部は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力部は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する。
In order to achieve the above object, the foreign object detection training data generating device of the present invention comprises:
The apparatus includes a detection object image acquisition unit, a foreign substance image acquisition unit, an image synthesis unit, and a training data output unit,
the detection target image acquisition unit acquires a detection target image obtained by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed,
the foreign substance image acquisition unit acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image composition unit combines the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance composite image;
The teacher data output unit
A set of the foreign substance composite image and the composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance.

本発明の学習済みモデル製造装置は、
教師データ取得部、及び学習済みモデル生成部を含み、
前記教師データ取得部は、異物検出用教師データとして、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置が出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成部は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する。
The trained model production device of the present invention comprises:
The system includes a training data acquisition unit and a trained model generation unit,
the teacher data acquisition unit acquires, as the teacher data for foreign object detection, the teacher data for foreign object detection output by the teacher data generation device for foreign object detection of the present invention;
The trained model generation unit generates, through machine learning using the foreign object detection training data, a foreign object detection model that, when inputted, outputs whether or not the foreign object detection target contains a foreign object, as a trained model.

本発明の異物検出装置は、
異物検出対象画像取得部、及び異物検出部を含み、
前記異物検出対象画像取得部は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出部は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置が生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は前記本発明の学習済みモデル製造装置により製造された学習済みモデルである。
The foreign object detection device of the present invention comprises:
a foreign object detection target image acquisition unit and a foreign object detection unit,
the foreign object detection target image acquisition unit acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target,
the foreign object detection unit inputs the foreign object detection target image into a foreign object detection model and detects whether or not the foreign object detection target includes a foreign object;
The foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by the foreign object detection training data generation device of the present invention, so that when an image of the foreign object detection target is input, it outputs whether or not the foreign object detection target contains a foreign object, or it is a trained model manufactured by the trained model manufacturing device of the present invention.

本発明の異物検出用教師データ生成方法は、
検出対象画像取得工程、異物画像取得工程、画像合成工程、及び教師データ出力工程を含み、
前記検出対象画像取得工程は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得工程は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成工程は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力工程は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する。
The method for generating training data for foreign object detection according to the present invention includes the steps of:
The method includes a detection object image acquisition step, a foreign substance image acquisition step, an image synthesis step, and a training data output step,
the detection target image acquisition step acquires a detection target image by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image;
The teacher data output step includes:
A set of the foreign substance composite image and the composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance.

本発明の学習済みモデル製造方法は、
教師データ取得工程、及び学習済みモデル生成工程を含み、
前記教師データ取得工程は、異物検出用教師データとして、前記本発明の異物検出用教師データ生成方法が出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成工程は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する。
The trained model production method of the present invention includes:
The method includes a training data acquisition step and a trained model generation step.
the teacher data acquisition step acquires, as the teacher data for foreign object detection, the teacher data for foreign object detection output by the method for generating teacher data for foreign object detection of the present invention;
The trained model generation process uses machine learning using the foreign object detection training data to generate a trained model of a foreign object detection model that, when an image of a foreign object detection target is input, outputs whether or not the foreign object detection target contains a foreign object.

本発明の異物検出方法は、
異物検出対象画像取得工程、及び異物検出工程を含み、
前記異物検出対象画像取得工程は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出工程は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、前記本発明の異物検出用教師データ生成方法が生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は前記本発明の学習済みモデル製造方法により製造された学習済みモデルである。
The foreign object detection method of the present invention comprises:
The method includes a foreign object detection image acquisition step and a foreign object detection step,
the foreign object detection target image acquisition step acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target,
the foreign object detection step includes inputting the foreign object detection target image into a foreign object detection model and detecting whether or not a foreign object is included in the foreign object detection target;
The foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by the foreign object detection training data generation method of the present invention, so that when a foreign object detection target image of the foreign object detection target is input, it outputs whether or not the foreign object detection target contains a foreign object, or is a trained model produced by the trained model production method of the present invention.

本発明の第1のプログラムは、検出対象画像取得手順、異物画像取得手順、画像合成手順、及び教師データ出力手順を含み、
前記検出対象画像取得手順は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得手順は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成手順は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力手順は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力し、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
The first program of the present invention includes a detection object image acquisition procedure, a foreign substance image acquisition procedure, an image synthesis procedure, and a training data output procedure,
the detection target image acquisition step includes acquiring a detection target image by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image;
The teacher data output procedure includes:
outputting a set of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image as training data indicating the presence of a foreign substance;
This is a program for causing a computer to execute each of the above procedures.

本発明の第2のプログラムは、教師データ取得手順、及び学習済みモデル生成手順を含み、
前記教師データ取得手順は、異物検出用教師データとして、前記本発明の第1のプログラムが出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成手順は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成し、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
A second program of the present invention includes a training data acquisition procedure and a trained model generation procedure,
the teacher data acquisition step acquires teacher data for foreign object detection output by the first program of the present invention as teacher data for foreign object detection;
the trained model generation step generates, as a trained model, a foreign object detection model that outputs whether or not a foreign object is included in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target obtained by capturing the foreign object detection target is input, by machine learning using the foreign object detection training data;
This is a program for causing a computer to execute each of the above procedures.

本発明の第3のプログラムは、異物検出対象画像取得手順、及び異物検出手順を含み、
前記異物検出対象画像取得手順は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出手順は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、前記本発明の第1のプログラムが生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は前記本発明の第2のプログラムにより製造された学習済みモデルであり、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
A third program of the present invention includes a foreign object detection image acquisition procedure and a foreign object detection procedure,
the foreign object detection target image acquisition step acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target;
the foreign object detection step includes inputting the foreign object detection target image into a foreign object detection model, and detecting whether or not the foreign object detection target includes a foreign object;
the foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by the first program of the present invention so as to output whether or not a foreign object is included in a foreign object detection target when a foreign object detection target image obtained by capturing an image of the foreign object detection target is input, or is a trained model produced by the second program of the present invention;
This is a program for causing a computer to execute each of the above procedures.

本発明によれば、ラベル付け作業を必要とせずに異物検出用の教師データを生成できる。 This invention makes it possible to generate training data for foreign object detection without the need for labeling.

図1は、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a foreign object detection training data generation device according to the first embodiment. 図2は、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the foreign object detection training data generation device according to the first embodiment. 図3は、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置における処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing in the foreign object detection training data generation device of the first embodiment. 図4(A)は、異物合成画像を示す模式図であり、図4(B)は、異物合成画像における異物の合成位置を説明するための模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram showing a foreign substance composite image, and FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the composite position of a foreign substance in the foreign substance composite image. 図5は、実施形態2の異物検出用教師データ生成装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a foreign object detection training data generating device according to the second embodiment. 図6は、実施形態2の異物検出用教師データ生成装置における処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing in the foreign object detection training data generation device of the second embodiment. 図7は、実施形態3の異物検出用教師データ生成装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of a foreign object detection training data generating device according to the third embodiment. 図8は、実施形態3の異物検出用教師データ生成装置における処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing in the foreign object detection training data generation device of the third embodiment. 図9は、実施形態4の学習済みモデル製造装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of a trained model production device according to the fourth embodiment. 図10は、実施形態4の学習済みモデル製造装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a trained model production device according to the fourth embodiment. 図11は、実施形態4の学習済みモデル製造装置における処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing in the trained model production device of the fourth embodiment. 図12は、実施形態5の異物検出装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of a foreign object detection device according to the fifth embodiment. 図13は、実施形態5の異物検出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the hardware configuration of a foreign object detection device according to the fifth embodiment. 図14は、実施形態5の異物検出装置における処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing an example of processing in the foreign object detection device of the fifth embodiment.

次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。 Next, embodiments of the present invention will be described using the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. In each of the following drawings, identical parts are designated by the same reference numerals. Furthermore, unless otherwise specified, the descriptions of each embodiment can be used interchangeably, and the configurations of each embodiment can be combined unless otherwise specified.

[実施形態1]
本実施形態の異物検出用教師データ生成装置について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10の一例の構成を示すブロック図である。図1に示すように、異物検出用教師データ生成装置10(以下、「本装置10」ともいう)は、検出対象画像取得部11、異物画像取得部12、画像合成部13、及び教師データ出力部14を含む。また、図示していないが、本装置10は、例えば、記憶部を含んでもよい。
[Embodiment 1]
The foreign object detection training data generation device of this embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a foreign object detection training data generation device 10 of this embodiment. As shown in Fig. 1, the foreign object detection training data generation device 10 (hereinafter also referred to as "the device 10") includes a detection object image acquisition unit 11, a foreign object image acquisition unit 12, an image synthesis unit 13, and a training data output unit 14. Although not shown, the device 10 may also include, for example, a storage unit.

本装置10は、例えば、前記各部を含む1つの装置でもよいし、前記各部が、通信回線網を介して接続可能な装置でもよい。また、本装置10は、通信回線網を介して、後述する外部装置と接続可能である。通信回線網は、特に制限されず、公知のネットワークを使用でき、例えば、有線でも無線でもよい。通信回線網は、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、SAN(Storage Area Network)、DTN(Delay Tolerant Networking)、LPWA(Low Power Wide Area)、L5G(ローカル5G)、等があげられる。無線通信としては、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ローカル5G、LPWA等が挙げられる。前記無線通信としては、各装置が直接通信する形態(Ad Hoc通信)、インフラストラクチャ(infrastructure通信)、アクセスポイントを介した間接通信等であってもよい。本装置10は、例えば、システムとしてサーバに組み込まれていてもよい。また、本装置10は、例えば、本発明のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ(PC、例えば、デスクトップ型、ノート型)、スマートフォン、タブレット端末等であってもよい。さらに、本装置10は、例えば、前記各部のうち少なくとも一つがサーバ上にあり、その他の前記各部が端末上にあるような、クラウドコンピューティングやエッジコンピューティング等の形態であってもよい。 The device 10 may be, for example, a single device including each of the above-mentioned components, or a device in which each of the above-mentioned components can be connected via a communication network. The device 10 can also be connected to external devices (described later) via a communication network. The communication network is not particularly limited, and any known network can be used, and may be wired or wireless. Examples of communication networks include the Internet, the World Wide Web (WWW), telephone lines, LANs (Local Area Networks), SANs (Storage Area Networks), DTNs (Delay Tolerant Networking), LPWAs (Low Power Wide Area Networks), and L5Gs (Local 5G). Examples of wireless communication include Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), local 5G, and LPWA. The wireless communication may be in the form of direct communication between devices (ad hoc communication), infrastructure communication, or indirect communication via an access point. The device 10 may be incorporated into a server as a system. The device 10 may also be, for example, a personal computer (PC, e.g., desktop or laptop) on which the program of the present invention is installed, a smartphone, a tablet terminal, or the like. Furthermore, the device 10 may be in the form of cloud computing or edge computing, in which at least one of the components is located on a server and the other components are located on a terminal.

図2に、本装置10のハードウェア構成のブロック図を例示する。本装置10は、例えば、CPU101、メモリ102、バス103、記憶装置104、入力装置106、出力装置107、通信デバイス(通信部)108等を含む。本装置10の各部は、それぞれのインタフェース(I/F)により、バス103を介して相互に接続されている。 Figure 2 shows an example block diagram of the hardware configuration of the device 10. The device 10 includes, for example, a CPU 101, memory 102, a bus 103, a storage device 104, an input device 106, an output device 107, and a communication device (communication unit) 108. Each unit of the device 10 is connected to each other via the bus 103 and their respective interfaces (I/F).

CPU101は、例えば、コントローラ(システムコントローラ、I/Oコントローラ等)等により、他の構成と連携動作し、本装置10の全体の制御を担う。本装置10において、CPU101により、例えば、本発明のプログラム105やその他のプログラムが実行され、また、各種情報の読み込みや書き込みが行われる。具体的には、例えば、CPU101が、検出対象画像取得部11、異物画像取得部12、画像合成部13、及び教師データ出力部14として機能する。本装置10は、演算装置として、CPUを備えるが、GPU(Graphics Processing Unit)、APU(Accelerated Processing Unit)等の他の演算装置を備えてもよいし、CPUとこれらとの組合せを備えてもよい。 The CPU 101 operates in conjunction with other components, for example, via a controller (system controller, I/O controller, etc.), and is responsible for overall control of the device 10. In the device 10, the CPU 101 executes, for example, the program 105 of the present invention and other programs, and also reads and writes various types of information. Specifically, the CPU 101 functions, for example, as a detection target image acquisition unit 11, a foreign substance image acquisition unit 12, an image synthesis unit 13, and a training data output unit 14. The device 10 includes a CPU as a computing device, but may also include other computing devices such as a GPU (Graphics Processing Unit) or APU (Accelerated Processing Unit), or may include a combination of the CPU and these.

バス103は、例えば、外部装置とも接続できる。前記外部装置は、例えば、後述する学習済みモデル製造装置、異物検出装置、外部記憶装置(外部データベース等)、プリンタ、外部入力装置、外部出力装置、スピーカ等の音声出力装置、カメラ等の外部撮像装置、および加速度センサ、地磁気センサ、方向センサ等の各種センサ等があげられる。本装置10は、例えば、バス103に接続された通信デバイス108により、外部ネットワーク(前記通信回線網)に接続でき、外部ネットワークを介して他の装置と接続することもできる。 The bus 103 can also be connected to, for example, external devices. Examples of such external devices include a trained model production device (described below), a foreign object detection device, an external storage device (external database, etc.), a printer, an external input device, an external output device, an audio output device such as a speaker, an external imaging device such as a camera, and various sensors such as an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and a direction sensor. The device 10 can be connected to an external network (the above-mentioned communication line network) via, for example, a communication device 108 connected to the bus 103, and can also be connected to other devices via the external network.

メモリ102は、例えば、メインメモリ(主記憶装置)が挙げられる。CPU101が処理を行う際には、例えば、後述する記憶装置104に記憶されている本発明のプログラム105等の種々の動作プログラムを、メモリ102が読み込み、CPU101は、メモリ102からデータを受け取って、プログラムを実行する。前記メインメモリは、例えば、RAM(ランダムアクセスメモリ)である。また、メモリ102は、例えば、ROM(読み出し専用メモリ)であってもよい。 The memory 102 may be, for example, a main memory (primary storage device). When the CPU 101 performs processing, the memory 102 reads various operating programs, such as the program 105 of the present invention, stored in the storage device 104 (described below), and the CPU 101 receives data from the memory 102 and executes the programs. The main memory may be, for example, a RAM (random access memory). The memory 102 may also be, for example, a ROM (read-only memory).

記憶装置104は、例えば、前記メインメモリ(主記憶装置)に対して、いわゆる補助記憶装置ともいう。前述のように、記憶装置104には、本発明のプログラムを含む動作プログラム105が格納されている。記憶装置104は、例えば、記録媒体と、記録媒体に読み書きするドライブとの組合せであってもよい。前記記録媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、HD(ハードディスク)、CD-ROM、CD-R、CD-RW、MO、DVD、フラッシュメモリー、メモリーカード等が挙げられる。記憶装置104は、例えば、記録媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ(HDD)、及びソリッドステートドライブ(SSD)であってもよい。本装置10が、例えば、前記記憶部を含む場合、記憶装置104が前記記憶部として機能する。記憶装置104は、例えば、後述する異物検出モデルを記憶していてもよい。 The storage device 104 is also referred to as an auxiliary storage device, in contrast to the main memory. As described above, the storage device 104 stores an operating program 105 including the program of the present invention. The storage device 104 may be, for example, a combination of a recording medium and a drive for reading and writing from and to the recording medium. The recording medium is not particularly limited and may be internal or external, and examples include HD (hard disk), CD-ROM, CD-R, CD-RW, MO, DVD, flash memory, and memory card. The storage device 104 may be, for example, a hard disk drive (HDD) or solid state drive (SSD) that integrates the recording medium and drive. If the device 10 includes, for example, the storage unit, the storage device 104 functions as the storage unit. The storage device 104 may store, for example, a foreign object detection model, as described below.

本装置10において、メモリ102及び記憶装置104は、ログ情報、外部データベース(図示せず)や外部の装置から取得した情報、本装置10によって生成した情報、本装置10が処理を実行する際に用いる情報等の種々の情報を記憶することも可能である。なお、少なくとも一部の情報は、例えば、メモリ102及び記憶装置104以外の外部サーバに記憶されていてもよいし、複数の端末にブロックチェーン技術等を用いて分散して記憶されていてもよい。 In the device 10, the memory 102 and storage device 104 can also store various information such as log information, information obtained from an external database (not shown) or external device, information generated by the device 10, and information used by the device 10 when executing processing. Note that at least some of the information may be stored, for example, on an external server other than the memory 102 and storage device 104, or may be stored in a distributed manner across multiple terminals using blockchain technology, etc.

本装置10は、例えば、さらに、入力装置106、出力装置107を備える。入力装置106は、例えば、タッチパネル、トラックパッド、マウス等のポインティングデバイス;キーボード;カメラ、スキャナ等の撮像手段;ICカードリーダ、磁気カードリーダ等のカードリーダ;マイク等の音声入力手段;等があげられる。出力装置107は、例えば、LEDディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示装置;スピーカ等の音声出力装置;プリンタ;等があげられる。本実施形態1において、入力装置106と出力装置107とは、別個に構成されているが、入力装置106と出力装置107とは、タッチパネルディスプレイのように、一体として構成されてもよい。 The device 10 further includes, for example, an input device 106 and an output device 107. Examples of the input device 106 include pointing devices such as a touch panel, track pad, or mouse; a keyboard; imaging means such as a camera or scanner; card readers such as IC card readers or magnetic card readers; and audio input means such as a microphone. Examples of the output device 107 include display devices such as LED displays or liquid crystal displays; audio output devices such as speakers; and a printer. In this embodiment 1, the input device 106 and the output device 107 are configured separately, but the input device 106 and the output device 107 may also be configured as an integrated device, such as a touch panel display.

つぎに、本実施形態の異物検出用教師データ生成方法の一例を、図3のフローチャートに基づき説明する。本実施形態の異物検出用教師データ生成方法は、例えば、図1または図2に示す異物検出用教師データ生成装置10を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の異物検出用教師データ生成方法は、図1または図2の異物検出用教師データ生成装置10の使用には限定されない。本発明における異物検出対象は、異物検出の対象となるものであれば特に制限されず、例えば、生ごみ;製造ラインにおける製造物;農産物等があげられる。以下の説明においては、異物検出対象が、バイオガスプラントにおける生ごみである場合を例に挙げて説明するが、本発明は以下の例示には何ら制限されない。 Next, an example of the method for generating training data for foreign object detection according to this embodiment will be described based on the flowchart in Figure 3. The method for generating training data for foreign object detection according to this embodiment can be implemented, for example, as follows, using the device for generating training data for foreign object detection 10 shown in Figure 1 or Figure 2. Note that the method for generating training data for foreign object detection according to this embodiment is not limited to use with the device for generating training data for foreign object detection 10 shown in Figure 1 or Figure 2. The object to be detected for foreign objects in this invention is not particularly limited as long as it is an object that can be detected for foreign objects, and examples include food waste; products on a production line; agricultural products, etc. In the following description, the object to be detected for foreign objects will be described using food waste from a biogas plant as an example, but the present invention is not limited in any way to the following example.

まず、検出対象画像取得部11により、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得する(S1、検出対象画像取得工程)。前記検出対象画像は、例えば、異物が完全に除去された異物検出対象の画像でもよいし、異物が残存した異物検出対象の画像でもよいが、異物が完全に除去された異物検出対象の画像であることが好ましい。前記検出対象画像は、例えば、静止画でもよいし、動画でもよく、動画から切り出した静止画でもよい。検出対象画像取得部11は、例えば、連続的に画像を取得してもよいし、断続的に画像を取得してもよく、後者の場合、所定時間経過毎に画像を取得してもよいし、任意のタイミングで画像を取得してもよい。検出対象画像取得部11は、例えば、入力装置106である前記撮像装置によって前記異物検出対象を撮像することにより前記検出対象画像を取得してもよいが、通信デバイス108により、前記通信回線網を介して外部の撮像装置から前記検出対象画像を取得してもよい。後者の具体例として、例えば、バイオガスプラントにおける生ごみの仕分け場において、生ごみから異物を除去する現場を撮像したカメラが撮像した画像を撮像することにより、前記検出対象画像を取得できる。検出対象画像取得部11は、例えば、取得した検出対象画像をメモリ102又は記憶装置104に記憶してもよい。 First, the detection target image acquisition unit 11 acquires a detection target image capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed (S1, detection target image acquisition process). The detection target image may be, for example, an image of the foreign object detection target from which the foreign object has been completely removed, or an image of the foreign object detection target from which the foreign object still remains. However, an image of the foreign object detection target from which the foreign object has been completely removed is preferable. The detection target image may be, for example, a still image, a video, or a still image extracted from a video. The detection target image acquisition unit 11 may, for example, acquire images continuously or intermittently. In the latter case, images may be acquired every predetermined time period or at any timing. The detection target image acquisition unit 11 may, for example, acquire the detection target image by capturing an image of the foreign object detection target using the imaging device serving as the input device 106. Alternatively, the detection target image may be acquired from an external imaging device via the communication network using the communication device 108. As a specific example of the latter, the detection target image can be acquired by capturing an image taken by a camera capturing an image of the process of removing foreign matter from food waste at a food waste sorting area in a biogas plant. The detection target image acquisition unit 11 may, for example, store the acquired detection target image in memory 102 or storage device 104.

また、検出対象画像取得部11は、例えば、検出対象撮像部、及び差分対象画像抽出部を含んでもよい。この場合、前記検出対象撮像部は、例えば、所定時間経過毎に前記検出対象を撮像する。そして、前記差分対象画像抽出部は、例えば、n回目に撮像した検出対象の第1対象画像と、n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像との差分を抽出し、差分対象画像を生成する。前記n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像は、例えば、記憶装置104に記憶されていてもよいし、装置外の外部記憶装置に記憶されていてもよい。後者の場合、例えば、前記差分対象画像抽出部は、前記外部記憶装置から前記第2対象画像を取得して、前記差分対象画像を生成する。前記差分の抽出は、例えば、公知の画像解析手法における差分抽出方法により実行できる。そして、前記差分対象画像抽出部は、例えば、前記差分対象画像の面積が閾値以上の場合に、前記第1対象画像を前記検出対象画像として取得する。前記閾値は、特に制限されず、例えば、前記差分対象画像の大きさでもよいし、前記第1対象画像の面積に対する前記差分対象画像の面積の比でもよい。前記差分対象画像抽出部は、例えば、前記面積が閾値以上の場合、前記第1対象画像を前記検出対象画像として記憶装置104またはメモリ102に記憶し、前記面積が閾値未満の場合、前記第1対象画像を記憶せず破棄してもよい。このような態様によれば、例えば、差分の大きい画像、すなわち、検出対象に変化がある場合の画像のみを取得することができるため、より多様な教師データを生成することができ、また、例えば、装置の記憶容量を節約することができる。 The detection target image acquisition unit 11 may also include, for example, a detection target imaging unit and a difference target image extraction unit. In this case, the detection target imaging unit captures an image of the detection target, for example, at predetermined time intervals. The difference target image extraction unit then extracts the difference between, for example, a first target image of the detection target captured the nth time and a second target image of the detection target captured the (n-1)th time, to generate a difference target image. The second target image of the detection target captured the (n-1)th time may be stored, for example, in the storage device 104, or in an external storage device outside the device. In the latter case, for example, the difference target image extraction unit acquires the second target image from the external storage device and generates the difference target image. The extraction of the difference can be performed, for example, by a difference extraction method in a known image analysis technique. The difference target image extraction unit then acquires the first target image as the detection target image, for example, when the area of the difference target image is equal to or greater than a threshold. The threshold is not particularly limited and may be, for example, the size of the difference target image or the ratio of the area of the difference target image to the area of the first target image. For example, if the area is equal to or greater than the threshold, the difference target image extraction unit may store the first target image in storage device 104 or memory 102 as the detection target image, and if the area is less than the threshold, discard the first target image without storing it. This configuration makes it possible to acquire, for example, only images with large differences, i.e., images in which the detection target has changed, thereby generating more diverse training data and, for example, conserving device storage capacity.

つぎに、異物画像取得部12は、異物を撮像した異物画像を取得する(S2、異物画像取得工程)。前記異物画像は、例えば、前記検出対象から除去された異物の画像であり、1種類の異物の画像でもよいし、複数種類の異物が含まれる画像でもよい。また、前記異物画像は、例えば、前記検出対象から実際に除去された異物の画像でもよいし、前記検出対象前記検出対象に含まれることが予想される異物の画像を含んでもよいが、前記検出対象から実際に除去された異物の画像であることが好ましい。前記異物画像は、例えば、静止画でもよいし、動画でもよく、動画から切り出した静止画でもよい。異物画像取得部12は、例えば、連続的に画像を取得してもよいし、断続的に画像を取得してもよく、後者の場合、所定時間経過毎に画像を取得してもよいし、任意のタイミングで画像を取得してもよい。異物画像取得部11は、例えば、入力装置106である前記撮像装置によって前記異物を撮像することにより前記異物画像を取得してもよいが、通信デバイス108により、前記通信回線網を介して外部の撮像装置から前記異物画像を取得してもよい。後者の具体例として、例えば、バイオガスプラントにおける生ごみの仕分け場において、生ごみから除去された異物を撮像するカメラが撮像した画像を撮像することにより、前記異物画像を取得できる。異物画像取得部12は、例えば、取得した異物画像をメモリ102又は記憶装置104に記憶してもよい。 Next, the foreign object image acquisition unit 12 acquires a foreign object image (S2, foreign object image acquisition process). The foreign object image is, for example, an image of a foreign object removed from the detection target, and may be an image of a single type of foreign object or an image containing multiple types of foreign objects. The foreign object image may also be, for example, an image of a foreign object actually removed from the detection target, or may include images of foreign objects expected to be contained in the detection target. However, an image of a foreign object actually removed from the detection target is preferable. The foreign object image may, for example, be a still image, a video, or a still image extracted from a video. The foreign object image acquisition unit 12 may, for example, acquire images continuously or intermittently. In the latter case, images may be acquired at predetermined time intervals or at any timing. The foreign object image acquisition unit 11 may acquire the foreign object image by, for example, capturing an image of the foreign object using the imaging device that is the input device 106, or may acquire the foreign object image from an external imaging device via the communication network using the communication device 108. As a specific example of the latter, the foreign object image may be acquired by capturing an image taken by a camera that captures images of foreign objects removed from food waste at a food waste sorting area in a biogas plant. The foreign object image acquisition unit 12 may store the acquired foreign object image in the memory 102 or the storage device 104, for example.

前記異物画像取得部は、例えば、異物撮像部、差分異物画像抽出部、及び異物判定部を含んでもよい。この場合、例えば、前記異物撮像部は、所定時間経過毎に前記異物を撮像する。前記差分異物画像抽出部は、例えば、n回目に撮像した異物の第1異物画像と、n-1回目に撮像した異物の第2異物画像との差分を抽出して差分異物画像を生成する。前記差分の抽出は、例えば、公知の画像解析手法における差分抽出方法により抽出できる。前記異物判定部は、例えば、前記差分異物画像の面積が閾値範囲内の場合に、前記差分異物画像を異物の画像であると判定し、前記差分異物画像を前記異物画像として取得する。前記閾値範囲は、特に制限されず、例えば、前記差分異物画像の大きさの範囲でもよいし、前記第1異物画像の面積に対する前記差分異物画像の面積の比の範囲でもよい。前記閾値範囲は、例えば、前記検出対象に含まれる可能性のある異物の大きさや種類に応じて適宜設定できる。前記異物判定部は、例えば、前記面積が閾値範囲内の場合、前記差分画像を前記異物画像としてとして記憶装置104またはメモリ102に記憶し、さらに、前記第1異物画像を、次回以降の判定時の第2異物画像として記憶装置104またはメモリ102に記憶してもよい。また、前記異物判定部は、例えば、前記面積が閾値範囲外の場合、前記第1異物画像及び前記差分閾値画像を記憶せず破棄してもよい。前記検出対象が生ごみであり、前記異物画像が生ごみの仕分け場において撮像された、生ごみから除去された異物の画像である場合は、前記差分異物画像の面積が一定以下である場合は、異物撮像部により撮像された画像が新たな異物を含まない可能性が高い。また、前記差分異物画像の面積が一定以上である場合は、異物撮像部により撮像された画像は、異物以外の物体(例えば、異物を除去している作業者の体の一部等)の映り込みである可能性が高い。本態様によれば、例えば、取得する異物画像からこのような画像を除去することができるため、より質の高い教師データを生成することができる。 The foreign substance image acquisition unit may include, for example, a foreign substance imaging unit, a differential foreign substance image extraction unit, and a foreign substance determination unit. In this case, for example, the foreign substance imaging unit images the foreign substance at predetermined time intervals. The differential foreign substance image extraction unit generates a differential foreign substance image by extracting the difference between a first foreign substance image captured the nth time and a second foreign substance image captured the n-1th time. The difference can be extracted, for example, using a difference extraction method in a well-known image analysis technique. For example, if the area of the differential foreign substance image is within a threshold range, the foreign substance determination unit determines that the differential foreign substance image is an image of a foreign substance and acquires the differential foreign substance image as the foreign substance image. The threshold range is not particularly limited and may, for example, be the range of the size of the differential foreign substance image or the range of the ratio of the area of the differential foreign substance image to the area of the first foreign substance image. The threshold range can be set appropriately, for example, depending on the size and type of foreign substances that may be contained in the detection target. For example, if the area is within a threshold range, the foreign object determination unit may store the difference image as the foreign object image in storage device 104 or memory 102, and further store the first foreign object image in storage device 104 or memory 102 as a second foreign object image for subsequent determinations. Alternatively, if the area is outside the threshold range, the foreign object determination unit may discard the first foreign object image and the difference threshold image rather than store them. If the detection target is food waste and the foreign object image is an image of a foreign object removed from the food waste captured at a food waste sorting area, if the area of the difference foreign object image is below a certain level, the image captured by the foreign object image capture unit is likely to not contain a new foreign object. Furthermore, if the area of the difference foreign object image is above a certain level, the image captured by the foreign object image capture unit is likely to contain an object other than a foreign object (e.g., a part of the body of a worker removing the foreign object). According to this aspect, for example, such images can be removed from the acquired foreign object images, thereby generating higher-quality training data.

前記検出対象を撮像するカメラと前記異物を撮像するカメラとは、例えば、同一のカメラでもよいし、異なるカメラでもよい。 The camera that captures the detection target and the camera that captures the foreign object may be, for example, the same camera or different cameras.

つぎに、画像合成部13は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成する(S3、画像合成工程)。具体的に、画像合成部13は、例えば、前記検出対象画像と前記異物画像とをランダムに選出し、前記選出された検出対象画像と前記異物画像を合成することにより、前記異物合成画像を生成できる。画像合成部13は、例えば、1つの検出対象画像に対し、1つの異物画像を合成してもよいし、2以上の複数の異物画像を合成してもよい。前記検出対象画像において、例えば、前記異物画像を合成する位置(合成位置)は特に制限されず、任意の位置に合成できる。画像合成部13は、例えば、検出対象画像と異物画像の組に対し、合成位置を変えた複数の異物合成画像を生成してもよい。また、画像合成部13は、例えば、前記異物画像の角度又は大きさの変更、反転等の処理を行い、前記処理後の異物画像を前記検出対象画像に合成してもよい。 Next, the image composition unit 13 combines the foreign object image with the detection target image to generate a foreign object composite image (S3, image composition process). Specifically, the image composition unit 13 can generate the foreign object composite image by, for example, randomly selecting the detection target image and the foreign object image and combining the selected detection target image with the foreign object image. The image composition unit 13 can combine, for example, one foreign object image with one detection target image, or two or more foreign object images. For example, the position (combining position) at which the foreign object image is combined in the detection target image is not particularly limited, and the combination can be performed at any position. The image composition unit 13 can generate multiple foreign object composite images by changing the combining position for a pair of the detection target image and the foreign object image. The image composition unit 13 can also perform processing such as changing the angle or size of the foreign object image or flipping it, and combine the processed foreign object image with the detection target image.

前記合成位置は、例えば、前記異物合成画像を複数の画素要素に分割した後、前記画素要素と同数且つ同配列の2次元行列として特定することができる。図4に、異物合成画像131と、その合成位置の具体例を示す。図4(A)は、異物合成画像131を示す模式図であり、検出対象画像131aの右下に、異物画像131bが合成されていることを示している。前記合成位置は、図4(B)に示すように、異物合成画像131を複数の画素要素131cに分割した後、画素要素131cと同数且つ同配列の2次元行列において、異物画像131bが存在しない画素要素131cと対応する行列要素131dについて「0」、異物画像131bが存在する画素要素131cが対応する行列要素131dについて「1」を記録することにより特定することができる。なお、図4においては説明の便宜上、異物が存在しない画素要素と対応する行列要素に「0」、異物が存在する画素要素と対応する行列要素に「1」を示したが、本発明はこれに制限されず、例えば、異物の存在する位置と存在しない位置とのそれぞれに対応する行列要素が互いに異なる数値を有していればよい。 The composition position can be identified, for example, by dividing the foreign substance composite image into multiple pixel elements and then specifying a two-dimensional matrix with the same number and arrangement as the pixel elements. Figure 4 shows a specific example of the foreign substance composite image 131 and its composition position. Figure 4(A) is a schematic diagram of the foreign substance composite image 131, showing that a foreign substance image 131b is composed in the lower right corner of the detection target image 131a. As shown in Figure 4(B), the composition position can be identified by dividing the foreign substance composite image 131 into multiple pixel elements 131c and then specifying a two-dimensional matrix with the same number and arrangement as the pixel elements 131c, by recording "0" for matrix elements 131d corresponding to pixel elements 131c where no foreign substance image 131b is present and "1" for matrix elements 131d corresponding to pixel elements 131c where a foreign substance image 131b is present. For ease of explanation, in Figure 4, matrix elements corresponding to pixel elements where no foreign matter is present are shown as "0" and matrix elements corresponding to pixel elements where a foreign matter is present are shown as "1". However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient if the matrix elements corresponding to positions where a foreign matter is present and positions where no foreign matter is present have different numerical values.

そして、教師データ出力部14は、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する(S4、教師データ出力工程)。また、教師データ出力部14は、例えば、前記検出対象画像を異物なしの教師データとして出力してもよい。前記出力は、例えば、本装置10のメモリ102又は記憶装置104への出力(記憶)でもよいし、通信回線網を介して外部の装置への出力でもよい。前記外部の装置は、例えば、外部記憶装置、又は本装置10が生成した教師データを用いる装置、具体的には、後述する本発明の学習済みモデル製造装置もしくは異物検出装置等があげられる。 Then, the training data output unit 14 outputs a pair of the composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image as training data for the presence of a foreign substance (S4, training data output step). Alternatively, the training data output unit 14 may output, for example, the detection target image as training data for the absence of a foreign substance. The output may be, for example, output (storage) to the memory 102 or storage device 104 of the device 10, or output to an external device via a communications network. The external device may be, for example, an external storage device or a device that uses the training data generated by the device 10, specifically, a trained model production device or foreign substance detection device of the present invention, which will be described later.

本実施形態の異物検出用教師データ生成方法において、S1及びS2を実行した後、S3及びS4を順次実行する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれには制限されない。具体的に、本発明において、前記S1およびS2は、S3より上流の工程で実行されていればよく、S1とS2とは、例えば、同時に実行してもよいし、別個に実行してもよく、後者の場合、実行する順序は特に制限されず任意である。 In the method for generating training data for foreign object detection of this embodiment, an example has been described in which S1 and S2 are executed, followed by S3 and S4, but the present invention is not limited to this. Specifically, in the present invention, S1 and S2 may be executed in a process upstream of S3, and S1 and S2 may be executed simultaneously or separately, for example. In the latter case, the order of execution is not particularly limited and is arbitrary.

本実施形態の異物検出用教師データ生成装置によれば、検出対象を撮像した検出対象画像と、異物を撮像した異物画像とを別に取得し、これらを合成することにより、多数の異物合成画像と異物合成位置、すなわち異物合成画像における異物の位置との組を含む異物検出用教師データを生成できる。これにより、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置は、人手でのラベル付けを行うことなく、多数の異物検出用の教師データを生成できる。 The foreign object detection training data generation device of this embodiment separately acquires a detection target image of the detection target and a foreign object image of the foreign object, and then combines these to generate foreign object detection training data that includes a large number of pairs of foreign object composite images and foreign object composite positions, i.e., the positions of foreign objects in the foreign object composite images. This allows the foreign object detection training data generation device of this embodiment to generate a large number of training data for foreign object detection without manual labeling.

[実施形態2]
実施形態2は、本発明の異物検出用教師データ生成装置の他の例である。
[Embodiment 2]
The second embodiment is another example of the foreign object detection training data generating device of the present invention.

本実施形態の異物検出用教師データ生成装置は、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に加えて、変化情報取得部を含むこと以外は前記実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10と同様であり、その説明を援用できる。本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Aは、例えば、変化情報取得部を含み、前記変化情報取得部は、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、前記検出対象画像取得部は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、前記検出対象画像を取得し、前記異物画像取得部は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記異物画像を取得する。 The foreign object detection training data generation device of this embodiment is similar to the foreign object detection training data generation device 10 of the first embodiment, except that it includes a change information acquisition unit in addition to the configuration of the foreign object detection training data generation device 10 of the first embodiment, and the description therefor can be used. The foreign object detection training data generation device 10A of this embodiment includes, for example, a change information acquisition unit that acquires change information detecting a change in at least one of the detection target and the foreign object, the detection target image acquisition unit acquires the detection target image when it acquires the change information of the detection target, and the foreign object image acquisition unit acquires the foreign object image when it acquires the change information of the foreign object.

図5は、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Aの一例の構成を示すブロック図である。図5に示すように、異物検出用教師データ生成装置10Aは、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に加えて、変化情報取得部15を備える。異物検出用教師データ生成装置10Aのハードウェア構成は、図2の異物検出用教師データ生成装置10のハードウェア構成において、CPU101が、図1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に代えて、図5の異物検出用教師データ生成装置10Aの構成を備える以外は同様である。 Figure 5 is a block diagram showing an example configuration of a foreign object detection training data generation device 10A according to this embodiment. As shown in Figure 5, the foreign object detection training data generation device 10A includes a change information acquisition unit 15 in addition to the configuration of the foreign object detection training data generation device 10 according to embodiment 1. The hardware configuration of the foreign object detection training data generation device 10A is the same as that of the foreign object detection training data generation device 10 of Figure 2, except that the CPU 101 includes the configuration of the foreign object detection training data generation device 10A of Figure 5 instead of the configuration of the foreign object detection training data generation device 10 of Figure 1.

つぎに、本実施形態の異物検出用教師データ生成方法について、図6のフローチャートを用いて説明する。本実施形態の異物検出用教師データ生成方法は、例えば、図5に示す本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Aを用いて実施できる。なお、本発明の異物検出用教師データ生成方法は、異物検出用教師データ生成装置10Aの使用に限定されない。 Next, the method for generating training data for foreign object detection of this embodiment will be described using the flowchart in Figure 6. The method for generating training data for foreign object detection of this embodiment can be implemented, for example, using the device for generating training data for foreign object detection 10A of this embodiment shown in Figure 5. Note that the method for generating training data for foreign object detection of the present invention is not limited to use with the device for generating training data for foreign object detection 10A.

まず、変化情報取得部15は、例えば、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得する(S6、変化情報取得工程)。前記変化情報は、検出対象又は異物の状態に変化があったことを示す情報である。前記変化情報の具体例として、例えば、検出対象又は異物の重量変化情報、検出対象又は異物の距離変化情報、検出対象又は異物の体積変化情報、検出対象又は異物を収容する容器の加速度情報等があげられるが、前記変化情報は、検出対象又は異物の状態に変化があったことを示す情報であれば特に制限されない。前記変化情報は、例えば、重量計、距離センサ、体積測定装置、加速度センサ等の検出対象又は異物の状態を継続的に測定するセンサによって取得できる。以下、前記変化情報の具体例として、重量変化情報を取得する場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。変化情報取得部15は、例えば、前記検出対象又は前記異物の重量を経時的に測定し、測定値に変化があった場合に、前記変化した測定値を前記変化情報として取得してもよいし、有線又は無線で接続された装置外部の重量計から前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方について、重量の変化があったことを通知するシグナルを前記変化情報として取得してもよい。具体例として、例えば、バイオガスプラントにおける生ごみの仕分け場において、生ごみ(検出対象)を廃棄するゴミ箱、及び前記生ごみから仕分けされた異物を廃棄するゴミ箱のそれぞれに重量計を設置し、前記重量計からの通信により、前記重量計が測定した重量情報を取得することにより、前記検出対象及び前記異物の変化情報を取得できる。 First, the change information acquisition unit 15 acquires change information that detects a change in at least one of the detection target and the foreign object (S6, change information acquisition process). The change information is information indicating a change in the state of the detection target or foreign object. Specific examples of the change information include weight change information of the detection target or foreign object, distance change information of the detection target or foreign object, volume change information of the detection target or foreign object, and acceleration information of the container containing the detection target or foreign object. However, the change information is not particularly limited as long as it indicates a change in the state of the detection target or foreign object. The change information can be acquired by a sensor that continuously measures the state of the detection target or foreign object, such as a weigh scale, distance sensor, volume measuring device, or acceleration sensor. Below, we will explain the case of acquiring weight change information as a specific example of the change information, but the present invention is not limited to this. The change information acquisition unit 15 may, for example, measure the weight of the detection object or the foreign object over time, and if there is a change in the measurement value, acquire the changed measurement value as the change information, or may acquire a signal notifying that there has been a change in weight of at least one of the detection object and the foreign object from a wired or wirelessly connected weighing scale external to the device as the change information. As a specific example, at a food waste sorting area in a biogas plant, weighing scales may be installed in both trash bins for disposing of food waste (detection object) and trash bins for disposing of foreign objects sorted from the food waste, and change information on the detection object and the foreign object can be acquired by communicating with the weighing scales to acquire weight information measured by the weighing scales.

検出対象画像取得部11は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、前記実施形態1のS1と同様にして、前記検出対象画像を取得する。また、検出対象の重量が変化した直後に撮像した画像は、例えば、前記検出対象の状態が変化した要因(例えば、生ごみを廃棄した者の体の一部等)が映り込む可能性が高い。このため、検出対象画像取得部11は、例えば、前記変化情報を取得してから所定時間経過後に前記検出対象画像を取得してもよい。 When the detection target image acquisition unit 11 acquires change information about the detection target, it acquires the detection target image in the same manner as S1 in the first embodiment. Furthermore, an image captured immediately after a change in the weight of the detection target is likely to capture, for example, the cause of the change in the state of the detection target (for example, a part of the body of the person who disposed of the food waste). Therefore, the detection target image acquisition unit 11 may acquire the detection target image, for example, a predetermined time after acquiring the change information.

異物画像取得部12は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記実施形態1のS2と同様にして、前記異物画像を取得する。また、異物の重量が変化した直後に撮像した画像は、例えば、前記異物の状態が変化した要因(例えば、異物を廃棄した者の体の一部等)が映り込む可能性が高い。このため、異物画像取得部12は、例えば、前記変化情報を取得してから所定時間経過後に前記異物画像を取得してもよい。 When the foreign object image acquisition unit 12 acquires the change information of the foreign object, it acquires the foreign object image in the same manner as S2 in the first embodiment. Furthermore, an image captured immediately after a change in the weight of the foreign object is likely to capture, for example, the cause of the change in the state of the foreign object (e.g., a part of the body of the person who discarded the foreign object). Therefore, the foreign object image acquisition unit 12 may acquire the foreign object image, for example, a predetermined time after acquiring the change information.

そして、前記実施形態1のS3及びS4と同様にしてS3及びS4を実施し、処理を終了する(END)。 Then, steps S3 and S4 are carried out in the same manner as steps S3 and S4 in embodiment 1, and the process ends (END).

本実施形態の異物検出用教師データ生成装置は、例えば、変化情報取得部により、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、前記検出対象画像取得部は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、前記検出対象画像を取得し、前記異物画像取得部は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記異物画像を取得する。このため、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置によれば、例えば、教師データを生成するための検出対象画像及び異物画像をより効率よく取得できる。 In the foreign object detection training data generation device of this embodiment, for example, a change information acquisition unit acquires change information that detects changes in at least one of the detection target and the foreign object, and the detection target image acquisition unit acquires the detection target image when it acquires the change information of the detection target, and the foreign object image acquisition unit acquires the foreign object image when it acquires the change information of the foreign object. Therefore, with the foreign object detection training data generation device of this embodiment, for example, detection target images and foreign object images for generating training data can be acquired more efficiently.

[実施形態3]
実施形態3は、本発明の異物検出用教師データ生成装置の他の例である。
[Embodiment 3]
The third embodiment is another example of the foreign object detection training data generating device of the present invention.

本実施形態の異物検出用教師データ生成装置は、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に加えて、画像加工部を含むこと以外は前記実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10と同様であり、その説明を援用できる。本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Bは、例えば、画像加工部を含み、前記画像加工部は、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成し、前記画像合成部は、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する。 The foreign object detection training data generation device of this embodiment is similar to the foreign object detection training data generation device 10 of the first embodiment, except that it includes an image processing unit in addition to the configuration of the foreign object detection training data generation device 10 of the first embodiment, and the description thereof can be used. The foreign object detection training data generation device 10B of this embodiment includes, for example, an image processing unit that processes the detection target image to generate a processed detection target image and a processed foreign object image by processing the foreign object image, and the image synthesis unit generates a foreign object composite image by synthesizing at least one of the processed detection target image and the processed foreign object image.

図7は、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Bの一例の構成を示すブロック図である。図7に示すように、異物検出用教師データ生成装置10Bは、実施形態1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に加えて、画像加工部16を備える。異物検出用教師データ生成装置10Bのハードウェア構成は、図2の異物検出用教師データ生成装置10のハードウェア構成において、CPU101が、図1の異物検出用教師データ生成装置10の構成に代えて、図7の異物検出用教師データ生成装置10Bの構成を備える以外は同様である。 Figure 7 is a block diagram showing an example configuration of a foreign object detection training data generation device 10B of this embodiment. As shown in Figure 7, foreign object detection training data generation device 10B includes an image processing unit 16 in addition to the configuration of foreign object detection training data generation device 10 of embodiment 1. The hardware configuration of foreign object detection training data generation device 10B is the same as the hardware configuration of foreign object detection training data generation device 10 of Figure 2, except that the CPU 101 includes the configuration of foreign object detection training data generation device 10B of Figure 7 instead of the configuration of foreign object detection training data generation device 10 of Figure 1.

つぎに、本実施形態の異物検出用教師データ生成方法について、図8のフローチャートを用いて説明する。本実施形態の異物検出用教師データ生成方法は、例えば、図7に示す本実施形態の異物検出用教師データ生成装置10Bを用いて実施できる。なお、本発明の異物検出用教師データ生成方法は、異物検出用教師データ生成装置10Bの使用に限定されない。 Next, the method for generating training data for foreign object detection of this embodiment will be described using the flowchart in Figure 8. The method for generating training data for foreign object detection of this embodiment can be implemented, for example, using the device for generating training data for foreign object detection 10B of this embodiment shown in Figure 7. Note that the method for generating training data for foreign object detection of the present invention is not limited to use with the device for generating training data for foreign object detection 10B.

まず、前記実施形態1のS1及びS2と同様にしてS1及びS2を実施し、検出対象画像及び異物画像を取得する。 First, steps S1 and S2 are performed in the same manner as in embodiment 1, and an image of the detection target and an image of the foreign substance are obtained.

画像加工部16は、例えば、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成する。前記加工は、例えば、一般的な画像認識を用いる教師データ作成における画像データの拡張方法が利用でき、具体例として、前記画像の色合い、大きさ、傾き、パース等の変更、水平シフト、ランダムシフト、水平反転、垂直反転、シアー変換、RGBチャンネル変換、背景の切り抜き等があげられる。
前記検出対象が生ごみであり、前記異物が前記生ごみから除去された異物である場合、例えば、画像加工部16は、例えば、検出対象画像及び異物画像について、時間帯ごとに指定された色合いのフィルタによる色彩調整を行った加工検出対象画像及び加工異物画像を生成することが好ましい。また、画像加工部16は、例えば、前記異物画像について、シアー変換処理による斜め変形を行った加工異物画像を生成してもよい。
The image processing unit 16 processes the detection target image to generate a processed detection target image and the foreign substance image to generate a processed foreign substance image. The processing can be performed using, for example, an image data extension method used in creating training data using general image recognition. Specific examples include changing the color, size, tilt, perspective, etc. of the image, horizontal shifting, random shifting, horizontal flipping, vertical flipping, shearing, RGB channel conversion, background cutting, etc.
When the detection target is food waste and the foreign matter is a foreign matter removed from the food waste, the image processing unit 16 preferably generates a processed detection target image and a processed foreign matter image by performing color adjustment on the detection target image and the foreign matter image using a filter with a color tone specified for each time period. Furthermore, the image processing unit 16 may generate a processed foreign matter image by performing oblique deformation on the foreign matter image using a shear transformation process.

つぎに、画像合成部13は、例えば、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する(S3、画像合成工程)。前記合成は、前記検出対象画像及び前記異物画像に加えて、前記加工対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を含む画像を使用すること以外は、前記実施形態1のS3と同様にして実施できる。 Next, the image composition unit 13 generates a foreign substance composite image by combining, for example, at least one of the processed detection target image and the processed foreign substance image (S3, image composition process). The composition can be performed in the same manner as S3 in the first embodiment, except that an image including at least one of the processed target image and the processed foreign substance image is used in addition to the detection target image and the foreign substance image.

そして、前記実施形態1のS4と同様にしてS4を実施し、処理を終了する(END)。 Then, S4 is carried out in the same manner as S4 in embodiment 1, and the process ends (END).

本実施形態の異物検出用教師データ生成装置は、例えば、画像加工部により、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成できる。このため、本実施形態の異物検出用教師データ生成装置によれば、例えば、教師データを生成するための検出対象画像及び異物画像について、実際に取得した画像だけでなく、加工により拡張した画像を使用した教師データを生成できるため、より効率よく異物検出用教師データを生成できる。 The foreign object detection training data generation device of this embodiment can, for example, use an image processing unit to generate a processed detection target image by processing the detection target image and a processed foreign object image by processing the foreign object image. Therefore, with the foreign object detection training data generation device of this embodiment, training data can be generated using not only actually acquired images but also images that have been expanded through processing for the detection target image and foreign object image used to generate training data, making it possible to generate training data for foreign object detection more efficiently.

[実施形態4]
実施形態4は、本発明の学習済みモデル製造装置の例である。
[Embodiment 4]
Embodiment 4 is an example of a trained model production device of the present invention.

本実施形態の学習済みモデル製造装置について、図9を用いて説明する。図9は、本実施形態の学習済みモデル製造装置20の一例の構成を示すブロック図である。図9に示すように、学習済みモデル製造装置20は、教師データ取得部21、及び学習済みモデル生成部22を含む。また、図示していないが、学習済みモデル製造装置20は、例えば、記憶部を含んでもよい。 The trained model production device of this embodiment will be described using Figure 9. Figure 9 is a block diagram showing an example configuration of a trained model production device 20 of this embodiment. As shown in Figure 9, the trained model production device 20 includes a teacher data acquisition unit 21 and a trained model generation unit 22. Although not shown, the trained model production device 20 may also include, for example, a memory unit.

学習済みモデル製造装置20は、例えば、前記各部を含む1つの装置でもよいし、前記各部が、通信回線網を介して接続可能な装置でもよい。また、学習済みモデル製造装置20は、通信回線網を介して、後述する外部装置と接続可能である。通信回線網は、特に制限されず、公知のネットワークを使用でき、例えば、有線でも無線でもよい。通信回線網は、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、SAN(Storage Area Network)、DTN(Delay Tolerant Networking)、LPWA(Low Power Wide Area)、L5G(ローカル5G)、等があげられる。無線通信としては、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ローカル5G、LPWA等が挙げられる。前記無線通信としては、各装置が直接通信する形態(Ad Hoc通信)、インフラストラクチャ(infrastructure通信)、アクセスポイントを介した間接通信等であってもよい。学習済みモデル製造装置20は、例えば、システムとしてサーバに組み込まれていてもよい。また、学習済みモデル製造装置20は、例えば、本発明のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ(PC、例えば、デスクトップ型、ノート型)、スマートフォン、タブレット端末等であってもよい。さらに、学習済みモデル製造装置20は、例えば、前記各部のうち少なくとも一つがサーバ上にあり、その他の前記各部が端末上にあるような、クラウドコンピューティングやエッジコンピューティング等の形態であってもよい。 The trained model production device 20 may be, for example, a single device including each of the above-mentioned units, or a device to which each of the above-mentioned units can be connected via a communication network. The trained model production device 20 can also be connected to an external device (described later) via a communication network. The communication network is not particularly limited, and any known network can be used, and may be wired or wireless, for example. Examples of communication networks include the Internet, WWW (World Wide Web), telephone lines, LAN (Local Area Network), SAN (Storage Area Network), DTN (Delay Tolerant Networking), LPWA (Low Power Wide Area), and L5G (Local 5G). Examples of wireless communication include Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), local 5G, and LPWA. The wireless communication may be a form in which each device communicates directly (ad hoc communication), infrastructure communication, indirect communication via an access point, or the like. The trained model production device 20 may be incorporated into a server as a system. The trained model production device 20 may also be, for example, a personal computer (PC, e.g., desktop or laptop) on which the program of the present invention is installed, a smartphone, a tablet terminal, or the like. Furthermore, the trained model production device 20 may be, for example, a form of cloud computing or edge computing in which at least one of the above-mentioned components is located on a server and the other components are located on a terminal.

図10に、学習済みモデル製造装置20のハードウェア構成のブロック図を例示する。図10に示すように、学習済みモデル製造装置20は、例えば、CPU201、メモリ202、バス203、記憶装置204、入力装置206、出力装置207、通信デバイス208等を備える。学習済みモデル製造装置20の各構成の説明は、異物検出用教師データ生成装置10の各構成の説明を援用できる。学習済みモデル製造装置20の各部は、それぞれのインタフェース(I/F)により、バス203を介して接続されている。学習済みモデル製造装置20において、CPU201が教師データ取得部21、及び学習済みモデル生成部22として機能する。 Figure 10 illustrates a block diagram of the hardware configuration of the trained model manufacturing device 20. As shown in Figure 10, the trained model manufacturing device 20 includes, for example, a CPU 201, memory 202, bus 203, storage device 204, input device 206, output device 207, and communication device 208. The description of each component of the trained model manufacturing device 20 can be made using the description of each component of the foreign object detection training data generation device 10. Each unit of the trained model manufacturing device 20 is connected via the bus 203 and its respective interface (I/F). In the trained model manufacturing device 20, the CPU 201 functions as a training data acquisition unit 21 and a trained model generation unit 22.

つぎに、本実施形態の学習済みモデルの製造方法の一例を、図11のフローチャートに基づき説明する。本実施形態の学習済みモデルの製造方法は、例えば、図9及び10の学習済みモデル製造装置20を用いて、次のように実施する。なお、本実施形態の学習済みモデルの製造方法は、図9及び図10の学習済みモデル製造装置20の使用には限定されない。 Next, an example of a method for manufacturing a trained model according to this embodiment will be described based on the flowchart in Figure 11. The method for manufacturing a trained model according to this embodiment is carried out as follows, for example, using the trained model manufacturing device 20 of Figures 9 and 10. Note that the method for manufacturing a trained model according to this embodiment is not limited to use of the trained model manufacturing device 20 of Figures 9 and 10.

まず、教師データ取得部21により、異物検出用教師データとして、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置が出力した異物検出用教師データを取得する(S21、教師データ取得工程)。教師データ取得部21は、例えば、前記通信回線網を介して、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置から異物検出用教師データを取得してもよいし、前記異物検出用データが記憶された外部記憶装置から前記異物検出用教師データを取得してもよい。 First, the teacher data acquisition unit 21 acquires the foreign object detection teacher data output by the foreign object detection teacher data generation device of the present invention as foreign object detection teacher data (S21, teacher data acquisition step). The teacher data acquisition unit 21 may acquire the foreign object detection teacher data from the foreign object detection teacher data generation device of the present invention via the communication network, for example, or may acquire the foreign object detection teacher data from an external storage device in which the foreign object detection data is stored.

つぎに、学習済みモデル生成部21は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する(S22、学習工程)。前記機械学習は、特に制限されず、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(Convolution Neural Network:CNN)等のニューラルネットワーク、SVM(Support Vector Machine)、ベイジアンネットワーク、回帰木等を用いた機械学習である。前記機械学習は、例えば、畳み込みニューラルネットワーク、特に、セマンティック・セグメンテーション(Semantic Segmentation)を用いた機械学習であることが好ましい。また、学習済みモデル生成部21は、例えば、前記異物検出用教師データと、既に生成された学習済モデルとを用いて、再学習させた学習済モデル(派生モデル)を生成してもよい。さらに、学習済みモデル生成部21は、前記異物検出用教師データを用いて生成した学習済みモデルを用いて転移学習することにより得られた学習済みモデルを生成してもよいし、前記異物検出用教師データを用いて生成した学習済みモデルをモデル圧縮することにより前記学習済みモデルを生成してもよい。 Next, the trained model generation unit 21 generates a trained foreign object detection model through machine learning using the foreign object detection training data. The trained model outputs whether or not a foreign object is contained in a foreign object detection target when a foreign object detection target image is input (S22, training process). The machine learning is not particularly limited, and may be, for example, machine learning using a neural network such as a convolutional neural network (CNN), a support vector machine (SVM), a Bayesian network, a regression tree, or the like. The machine learning is preferably, for example, machine learning using a convolutional neural network, particularly semantic segmentation. Furthermore, the trained model generation unit 21 may, for example, generate a retrained trained model (derived model) using the foreign object detection training data and a previously generated trained model. Furthermore, the trained model generation unit 21 may generate a trained model obtained by transfer learning using a trained model generated using the training data for foreign object detection, or may generate the trained model by model compression of a trained model generated using the training data for foreign object detection.

本実施形態によって生成される学習済みモデルは、例えば、後述する異物検出装置に使用される。これにより、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を用いて異物検出対象中の異物検出が可能となる。 The trained model generated by this embodiment is used, for example, in the foreign object detection device described below. This makes it possible to detect foreign objects within a foreign object detection target using a foreign object detection target image captured of the foreign object detection target.

[実施形態5]
実施形態5は、本発明の異物検出装置の例である。
[Embodiment 5]
The fifth embodiment is an example of a foreign object detection device of the present invention.

本実施形態の異物検出装置について、図12を用いて説明する。図12は、本実施形態の異物検出装置30の一例の構成を示すブロック図である。図12に示すように、異物検出装置30は、異物検出対象画像取得部31、及び異物検出部32を含む。また、図示していないが、異物検出装置30は、例えば、記憶部を含んでもよい。 The foreign object detection device of this embodiment will be described using FIG. 12. FIG. 12 is a block diagram showing an example configuration of a foreign object detection device 30 of this embodiment. As shown in FIG. 12, the foreign object detection device 30 includes a foreign object detection target image acquisition unit 31 and a foreign object detection unit 32. Although not shown, the foreign object detection device 30 may also include, for example, a memory unit.

異物検出装置30は、例えば、前記各部を含む1つの装置でもよいし、前記各部が、通信回線網を介して接続可能な装置でもよい。また、異物検出装置30は、通信回線網を介して、後述する外部装置と接続可能である。通信回線網は、特に制限されず、公知のネットワークを使用でき、例えば、有線でも無線でもよい。通信回線網は、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、SAN(Storage Area Network)、DTN(Delay Tolerant Networking)、LPWA(Low Power Wide Area)、L5G(ローカル5G)、等があげられる。無線通信としては、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ローカル5G、LPWA等が挙げられる。前記無線通信としては、各装置が直接通信する形態(Ad Hoc通信)、インフラストラクチャ(infrastructure通信)、アクセスポイントを介した間接通信等であってもよい。異物検出装置30は、例えば、システムとしてサーバに組み込まれていてもよい。また、異物検出装置30は、例えば、本発明のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ(PC、例えば、デスクトップ型、ノート型)、スマートフォン、タブレット端末等であってもよい。さらに、異物検出装置30は、例えば、前記各部のうち少なくとも一つがサーバ上にあり、その他の前記各部が端末上にあるような、クラウドコンピューティングやエッジコンピューティング等の形態であってもよい。 For example, the foreign object detection device 30 may be a single device including each of the above-mentioned components, or a device in which each of the above-mentioned components can be connected via a communication network. Furthermore, the foreign object detection device 30 can be connected to an external device (described later) via the communication network. The communication network is not particularly limited, and any known network can be used, and may be wired or wireless, for example. Examples of communication networks include the Internet, the World Wide Web (WWW), telephone lines, LANs (Local Area Networks), SANs (Storage Area Networks), DTNs (Delay Tolerant Networking), LPWAs (Low Power Wide Area Networks), and L5Gs (Local 5G). Examples of wireless communication include Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), local 5G, and LPWA. The wireless communication may be a form in which each device communicates directly (ad hoc communication), infrastructure communication, or indirect communication via an access point. The foreign object detection device 30 may be incorporated into a server as a system. The foreign object detection device 30 may also be, for example, a personal computer (PC, e.g., desktop or laptop) on which the program of the present invention is installed, a smartphone, a tablet terminal, or the like. Furthermore, the foreign object detection device 30 may be, for example, a cloud computing or edge computing system in which at least one of the above components is located on a server and the other components are located on a terminal.

図13に、異物検出装置30のハードウェア構成のブロック図を例示する。図13に示すように、異物検出装置30は、例えば、CPU301、メモリ302、バス303、記憶装置304、入力装置306、出力装置307、通信デバイス308等を備える。異物検出装置30の各構成の説明は、異物検出用教師データ生成装置10の各構成の説明を援用できる。異物検出装置30の各部は、それぞれのインタフェース(I/F)により、バス303を介して接続されている。異物検出装置30において、CPU301が異物検出対象画像取得部31、及び異物検出部32として機能する。 Figure 13 shows an example block diagram of the hardware configuration of the foreign object detection device 30. As shown in Figure 13, the foreign object detection device 30 includes, for example, a CPU 301, memory 302, a bus 303, a storage device 304, an input device 306, an output device 307, and a communication device 308. The explanation of each component of the foreign object detection device 30 can be made using the explanation of each component of the foreign object detection training data generation device 10. Each unit of the foreign object detection device 30 is connected via the bus 303 and its respective interface (I/F). In the foreign object detection device 30, the CPU 301 functions as the foreign object detection target image acquisition unit 31 and the foreign object detection unit 32.

つぎに、本実施形態の学習済みモデルの製造方法の一例を、図14のフローチャートに基づき説明する。本実施形態の学習済みモデルの製造方法は、例えば、図12及び図13の異物検出装置30を用いて、次のように実施する。なお、本実施形態の学習済みモデルの製造方法は、図12及び図13の異物検出装置30の使用には限定されない。 Next, an example of a method for manufacturing a trained model of this embodiment will be described based on the flowchart in Figure 14. The method for manufacturing a trained model of this embodiment is carried out as follows, for example, using the foreign object detection device 30 of Figures 12 and 13. Note that the method for manufacturing a trained model of this embodiment is not limited to using the foreign object detection device 30 of Figures 12 and 13.

まず、異物検出対象画像取得部31により、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得する(S31、異物検出対象画像取得工程)。前記異物検出対象は、例えば、異物を含んでいてもよいし、異物を含んでいなくてもよく、異物を含んでいるか否か不明であってもよい。前記異物検出対象画像は、例えば、静止画でもよいし、動画でもよく、動画から切り出した静止画でもよい。異物検出対象画像取得部31は、例えば、連続的に画像を取得してもよいし、断続的に画像を取得してもよく、後者の場合、所定時間経過毎に画像を取得してもよいし、任意のタイミングで画像を取得してもよい。異物検出対象画像取得部31は、例えば、入力装置306である前記撮像装置によって前記異物検出対象を撮像することにより前記異物検出対象画像を取得してもよいが、通信デバイス308により、前記通信回線網を介して外部の撮像装置から前記異物検出対象画像を取得してもよい。後者の具体例として、例えば、バイオガスプラントにおける生ごみの廃棄場において、生ごみを撮像したカメラが撮像した画像を撮像することにより、前記異物検出対象画像を取得できる。異物検出対象画像取得部31は、例えば、取得した異物検出対象画像をメモリ302又は記憶装置304に記憶してもよい。 First, the foreign object detection target image acquisition unit 31 acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target (S31, foreign object detection target image acquisition process). The foreign object detection target may, for example, contain a foreign object, may not contain a foreign object, or it may be unclear whether the foreign object is present. The foreign object detection target image may, for example, be a still image, a video, or a still image extracted from a video. The foreign object detection target image acquisition unit 31 may, for example, acquire images continuously or intermittently. In the latter case, images may be acquired every predetermined time period or at any timing. The foreign object detection target image acquisition unit 31 may, for example, acquire the foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target using the imaging device that is the input device 306. Alternatively, the foreign object detection target image may be acquired from an external imaging device via the communication network using the communication device 308. As a specific example of the latter, the foreign object detection target image can be acquired by capturing an image of food waste taken by a camera at a food waste disposal site in a biogas plant. The foreign object detection target image acquisition unit 31 may, for example, store the acquired foreign object detection target image in memory 302 or storage device 304.

異物検出部32は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出する(S32、異物検出工程)。前記異物検出モデルは、例えば、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置が生成した教師データを用いた機械学習によって、前記異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否か、すなわち、異物検出結果を出力するよう生成された学習済みモデルである。なお、前記異物検出モデルは、例えば、前記実施形態4の学習済みモデル製造装置により製造された学習モデルでもよい。 The foreign object detection unit 32 inputs the foreign object detection target image into a foreign object detection model and detects whether the foreign object detection target contains a foreign object (S32, foreign object detection process). The foreign object detection model is a trained model generated, for example, by machine learning using training data generated by the foreign object detection training data generation device of the present invention, so that when the foreign object detection target image is input, it determines whether the foreign object detection target contains a foreign object, i.e., outputs a foreign object detection result. Note that the foreign object detection model may also be, for example, a trained model generated by the trained model generation device of embodiment 4.

前記異物検出モデルは、例えば、異物検出対象画像を入力する入力層と、前記異物検出結果を出力する出力層と、入力層と出力層との間に設けられる少なくとも1層の中間層とを含む。前記異物検出モデルは、人工知能ソフトウェアの一部であるプログラムモジュールであってもよい。前記多層化ネットワークとしては、例えば、ニューラルネットワーク等が挙げられる。前記ニューラルネットワークとしては、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(Convolution Neural Network:CNN)等が挙げられるが、CNNに限定されず、CNN以外のニューラルネットワーク、SVM(Support Vector Machine)、ベイジアンネットワーク、回帰木等の他の学習アルゴリズムで構築された学習済みモデルであってもよい。 The foreign object detection model may include, for example, an input layer that inputs a foreign object detection target image, an output layer that outputs the foreign object detection results, and at least one intermediate layer located between the input and output layers. The foreign object detection model may be a program module that is part of artificial intelligence software. Examples of the multi-layered network include neural networks. Examples of the neural network include convolutional neural networks (CNNs), but are not limited to CNNs and may include neural networks other than CNNs, as well as trained models constructed using other learning algorithms such as SVMs (Support Vector Machines), Bayesian networks, and regression trees.

前記異物検出モデルは、例えば、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置が生成した教師データを機械学習によって生成できる。なお、前記異物検出モデルは、例えば、予め生成された学習済モデルでもよい。また、前記学習済モデルは、前記異物検出用教師データと、既に生成された学習済モデルとを用いて、再学習させた学習済モデル(派生モデル)でもよい。さらに、前記学習済モデルは、異物検出用教師データを用いて生成した学習済モデルを用いて転移学習することにより得られた学習済モデルでもよいし、異物検出用教師データを用いて生成した学習済モデルをモデル圧縮することに生成した学習済モデルでもよい。 The foreign object detection model can be generated, for example, by machine learning using the training data generated by the foreign object detection training data generation device of the present invention. The foreign object detection model may also be, for example, a trained model generated in advance. The trained model may also be a trained model (derived model) retrained using the foreign object detection training data and an already generated trained model. Furthermore, the trained model may be a trained model obtained by transfer learning using a trained model generated using foreign object detection training data, or a trained model generated by model compression of a trained model generated using foreign object detection training data.

異物検出装置30は、例えば、出力部を含んでもよい。この場合、前記出力部は、例えば、前記異物検出結果を出力する。前記出力部は、例えば、前記通信回線網を介して装置外の端末に前記異物検出結果を出力してもよいし、出力装置307に前記異物検出結果を出力してもよい。また、出力された前記異物検出結果は、例えば、メモリ302又は記憶装置304に記憶されてもよい。 The foreign object detection device 30 may include, for example, an output unit. In this case, the output unit may, for example, output the foreign object detection result. The output unit may, for example, output the foreign object detection result to a terminal external to the device via the communication network, or may output the foreign object detection result to the output device 307. The output foreign object detection result may also be stored, for example, in memory 302 or storage device 304.

本実施形態の異物検出用教師データ生成方法において、S31~S32を順次実行する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれには制限されない。具体的に、本発明において、S31とS32とは、例えば、同時に実行してもよいし、別個に実行してもよく、後者の場合、実行する順序は特に制限されず任意である。 In the method for generating training data for foreign object detection of this embodiment, steps S31 and S32 are executed sequentially, as an example, but the present invention is not limited to this. Specifically, in the present invention, steps S31 and S32 may be executed simultaneously or separately, and in the latter case, the order in which they are executed is not particularly limited and can be arbitrary.

本実施形態の異物検出装置によれば、例えば、機械学習により生成した異物検出モデルを用いた異物検出が可能となる。 The foreign object detection device of this embodiment makes it possible to detect foreign objects using, for example, a foreign object detection model generated by machine learning.

[実施形態6]
本実施形態の第1のプログラムは、前述の異物検出用教師データ生成方法の各工程を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。具体的に、本実施形態の第1のプログラムは、コンピュータに、検出対象画像取得手順、異物画像取得手順、画像合成手順、及び教師データ出力手順を実行させるためのプログラムである。
[Embodiment 6]
The first program of this embodiment is a program for causing a computer to execute each step of the above-described method for generating training data for foreign object detection. Specifically, the first program of this embodiment is a program for causing a computer to execute a detection object image acquisition procedure, a foreign object image acquisition procedure, an image synthesis procedure, and a training data output procedure.

前記検出対象画像取得手順は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得手順は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成手順は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力手順は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する。
the detection target image acquisition step includes acquiring a detection target image by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image;
The teacher data output procedure includes:
A set of the foreign substance composite image and the composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance.

また、本実施形態の第1のプログラムは、コンピュータを、検出対象画像取得手順、異物画像取得手順、画像合成手順、及び教師データ出力手順として機能させるプログラムということもできる。 The first program of this embodiment can also be described as a program that causes a computer to function as a detection target image acquisition procedure, a foreign object image acquisition procedure, an image synthesis procedure, and a training data output procedure.

本実施形態の第1のプログラムは、前記本発明の異物検出用教師データ生成装置および異物検出用教師データ生成方法における記載を援用できる。前記各手順は、例えば、「手順」を「処理」と読み替え可能である。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。前記記録媒体は、例えば、非一時的なコンピュータ可読記録媒体(non-transitory computer-readable storage medium)である。前記記録媒体は、特に制限されず、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク(HD)、光ディスク、フロッピー(登録商標)ディスク(FD)等があげられる。 The first program of this embodiment can use the descriptions of the foreign object detection training data generation device and foreign object detection training data generation method of the present invention. For each of the steps, for example, "step" can be read as "processing." The program of this embodiment may also be recorded on a computer-readable recording medium. The recording medium is, for example, a non-transitory computer-readable storage medium. The recording medium is not particularly limited, and examples include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), hard disk (HD), optical disk, and floppy disk (FD).

[実施形態7]
本実施形態の第2のプログラムは、前述の学習済みモデル製造方法の各工程を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。具体的に、本実施形態の第2のプログラムは、コンピュータに、教師データ取得手順、及び学習済みモデル生成手順を実行させるためのプログラムである。
[Embodiment 7]
The second program of this embodiment is a program for causing a computer to execute each step of the trained model production method described above. Specifically, the second program of this embodiment is a program for causing a computer to execute a training data acquisition procedure and a trained model generation procedure.

前記教師データ取得手順は、異物検出用教師データとして、前記第1のプログラムが出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成手順は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する。
the teacher data acquisition step acquires, as teacher data for foreign object detection, teacher data for foreign object detection output by the first program;
The trained model generation procedure uses machine learning using the foreign object detection training data to generate a foreign object detection model as a trained model that, when an image of a foreign object detection target is input, outputs whether or not the foreign object detection target contains a foreign object.

また、本実施形態の第2のプログラムは、コンピュータを、教師データ取得手順、及び学習済みモデル生成手順として機能させるプログラムということもできる。 The second program of this embodiment can also be described as a program that causes a computer to function as a training data acquisition procedure and a trained model generation procedure.

本実施形態の第2のプログラムは、前記本発明の学習済みモデル製造装置および学習済みモデル製造方法における記載を援用できる。前記各手順は、例えば、「手順」を「処理」と読み替え可能である。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。前記記録媒体は、例えば、非一時的なコンピュータ可読記録媒体(non-transitory computer-readable storage medium)である。前記記録媒体は、特に制限されず、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク(HD)、光ディスク、フロッピー(登録商標)ディスク(FD)等があげられる。 The second program of this embodiment can use the descriptions of the trained model production device and trained model production method of the present invention. For example, the "procedure" in each of the steps can be read as "processing." The program of this embodiment may also be recorded on a computer-readable recording medium. The recording medium is, for example, a non-transitory computer-readable storage medium. The recording medium is not particularly limited, and examples include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), hard disk (HD), optical disk, and floppy disk (FD).

[実施形態8]
本実施形態の第3のプログラムは、前述の異物検出方法の各工程を、コンピュータに実行させるためのプログラムである。具体的に、本実施形態の第3のプログラムは、コンピュータに、異物検出対象画像取得手順、及び異物検出手順を実行させるためのプログラムである。
[Embodiment 8]
The third program of this embodiment is a program for causing a computer to execute each step of the foreign object detection method described above. Specifically, the third program of this embodiment is a program for causing a computer to execute a foreign object detection target image acquisition procedure and a foreign object detection procedure.

前記異物検出対象画像取得手順は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出手順は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、前記第1のプログラムが生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は前記第2のプログラムにより製造された学習済みモデルである。
the foreign object detection target image acquisition step acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target;
the foreign object detection step includes inputting the foreign object detection target image into a foreign object detection model, and detecting whether or not the foreign object detection target includes a foreign object;
The foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by the first program so as to output whether or not a foreign object is contained in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target is input, or is a trained model produced by the second program.

また、本実施形態の第2のプログラムは、コンピュータを、異物検出対象画像取得手順、及び異物検出手順として機能させるプログラムということもできる。 The second program of this embodiment can also be described as a program that causes a computer to function as a foreign object detection target image acquisition procedure and a foreign object detection procedure.

本実施形態の第3のプログラムは、前記本発明の異物検出装置および異物検出方法における記載を援用できる。前記各手順は、例えば、「手順」を「処理」と読み替え可能である。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。前記記録媒体は、例えば、非一時的なコンピュータ可読記録媒体(non-transitory computer-readable storage medium)である。前記記録媒体は、特に制限されず、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク(HD)、光ディスク、フロッピー(登録商標)ディスク(FD)等があげられる。 The third program of this embodiment can use the descriptions of the foreign object detection device and foreign object detection method of the present invention. For each of the steps, for example, "step" can be read as "processing." The program of this embodiment may also be recorded on a computer-readable recording medium. The recording medium is, for example, a non-transitory computer-readable storage medium. The recording medium is not particularly limited, and examples include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), hard disk (HD), optical disk, and floppy disk (FD).

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that would be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

<付記>
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
検出対象画像取得部、異物画像取得部、画像合成部、及び教師データ出力部を含み、
前記検出対象画像取得部は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得部は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成部は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力部は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する、
異物検出用教師データ生成装置。
(付記2)
前記教師データ出力部は、前記検出対象画像を異物なしの教師データとして出力する、付記1記載の異物検出用教師データ生成装置。
(付記3)
前記検出対象画像取得部は、検出対象撮像部、及び差分対象画像抽出部を含み、
前記検出対象撮像部は、所定時間経過毎に前記検出対象を撮像し、
前記差分対象画像抽出部は、n回目に撮像した検出対象の第1対象画像と、n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像との差分を抽出し、差分対象画像を生成し、前記差分対象画像の面積が閾値以上の場合に、前記第1対象画像を前記検出対象画像として取得する、付記1又は2記載の異物検出用教師データ生成装置。
(付記4)
前記異物画像取得部は、異物撮像部、差分異物画像抽出部、及び異物判定部を含み、
前記異物撮像部は、所定時間経過毎に前記異物を撮像し、
前記差分異物画像抽出部は、n回目に撮像した異物の第1異物画像と、n-1回目に撮像した異物の第2異物画像との差分を抽出して差分異物画像を生成し、
前記異物判定部は、前記差分異物画像の面積が閾値範囲内の場合に、前記差分異物画像を異物の画像であると判定し、前記差分異物画像を前記異物画像として取得する、付記1から3のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成装置。
(付記5)
変化情報取得部を含み、
前記変化情報取得部は、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得部は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、前記検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得部は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記異物画像を取得する、付記1から4のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成装置。
(付記6)
画像加工部を含み、
前記画像加工部は、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成し、
前記画像合成部は、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する、付記1から5のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成装置。
(付記7)
教師データ取得部、及び学習済みモデル生成部を含み、
前記教師データ取得部は、異物検出用教師データとして、付記1から6のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成装置が出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成部は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する、学習済みモデル製造装置。
(付記8)
異物検出対象画像取得部、及び異物検出部を含み、
前記異物検出対象画像取得部は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出部は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、付記1から6のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成装置が生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は付記7記載の学習済みモデル製造装置により製造された学習済みモデルである、異物検出装置。
(付記9)
検出対象画像取得工程、異物画像取得工程、画像合成工程、及び教師データ出力工程を含み、
前記検出対象画像取得工程は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得工程は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成工程は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力工程は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する、
異物検出用教師データ生成方法。
(付記10)
前記教師データ出力工程は、前記検出対象画像を異物なしの教師データとして出力する、付記9記載の異物検出用教師データ生成方法。
(付記11)
前記検出対象画像取得工程は、検出対象撮像工程、及び差分対象画像抽出工程を含み、
前記検出対象撮像工程は、所定時間経過毎に前記検出対象を撮像し、
前記差分対象画像抽出工程は、n回目に撮像した検出対象の第1対象画像と、n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像との差分を抽出し、差分対象画像を生成し、前記差分対象画像の面積が閾値以上の場合に、前記第1対象画像を前記検出対象画像として取得する、付記9又は10記載の異物検出用教師データ生成方法。
(付記12)
前記異物画像取得工程は、異物撮像工程、差分異物画像抽出工程、及び異物判定工程を含み、
前記異物撮像工程は、所定時間経過毎に前記異物を撮像し、
前記差分異物画像抽出工程は、n回目に撮像した異物の第1異物画像と、n-1回目に撮像した異物の第2異物画像との差分を抽出して差分異物画像を生成し、
前記異物判定工程は、前記差分異物画像の面積が閾値範囲内の場合に、前記差分異物画像を異物の画像であると判定し、前記差分異物画像を前記異物画像として取得する、付記9から11のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成方法。
(付記13)
変化情報取得工程を含み、
前記変化情報取得工程は、前記検出対象物及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得工程は、前記検出対象物の変化情報を取得した場合に、前記検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得工程は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記異物画像を取得する、付記9から12のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成方法。
(付記14)
画像加工工程を含み、
前記画像加工工程は、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成し、
前記画像合成工程は、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する、付記9から13のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成方法。
(付記15)
教師データ取得工程、及び学習済みモデル生成工程を含み、
前記教師データ取得工程は、異物検出用教師データとして、付記9から14のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成方法が出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成工程は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成する、学習済みモデル製造方法。
(付記16)
異物検出対象画像取得工程、及び異物検出工程を含み、
前記異物検出対象画像取得工程は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出工程は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、付記9から14のいずれかに記載の異物検出用教師データ生成方法が生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は付記15記載の学習済みモデル製造方法により製造された学習済みモデルである、異物検出方法。
(付記17)
検出対象画像取得手順、異物画像取得手順、画像合成手順、及び教師データ出力手順を含み、
前記検出対象画像取得手順は、異物が除去された後の異物検出対象を撮像した検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得手順は、異物を撮像した異物画像を取得し、
前記画像合成手順は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力手順は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力し、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(付記18)
前記教師データ出力手順は、前記検出対象画像を異物なしの教師データとして出力する、付記17記載のプログラム。
(付記19)
前記検出対象画像取得手順は、検出対象撮像手順、及び差分対象画像抽出手順を含み、
前記検出対象撮像手順は、所定時間経過毎に前記検出対象を撮像し、
前記差分対象画像抽出手順は、n回目に撮像した検出対象の第1対象画像と、n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像との差分を抽出し、差分対象画像を生成し、前記差分対象画像の面積が閾値以上の場合に、前記第1対象画像を前記検出対象画像として取得する、付記17又は18記載のプログラム。
(付記20)
前記異物画像取得手順は、異物撮像手順、差分異物画像抽出手順、及び異物判定手順を含み、
前記異物撮像手順は、所定時間経過毎に前記異物を撮像し、
前記差分異物画像抽出手順は、n回目に撮像した異物の第1異物画像と、n-1回目に撮像した異物の第2異物画像との差分を抽出して差分異物画像を生成し、
前記異物判定手順は、前記差分異物画像の面積が閾値範囲内の場合に、前記差分異物画像を異物の画像であると判定し、前記差分異物画像を前記異物画像として取得する、付記17から19のいずれかに記載のプログラム。
(付記21)
変化情報取得手順を含み、
前記変化情報取得手順は、前記検出対象物及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得手順は、前記検出対象物の変化情報を取得した場合に、前記検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得手順は、前記異物の変化情報を取得した場合に、前記異物画像を取得する、付記17から20のいずれかに記載のプログラム。
(付記22)
画像加工手順を含み、
前記画像加工手順は、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成し、
前記画像合成手順は、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する、付記17から21のいずれかに記載のプログラム。
(付記23)
教師データ取得手順、及び学習済みモデル生成手順を含み、
前記教師データ取得手順は、異物検出用教師データとして、付記17から22のいずれかに記載のプログラムが出力した異物検出用教師データを取得し、
前記学習済みモデル生成手順は、前記異物検出用教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力する異物検出モデルを学習済みモデルとして生成し、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(付記24)
異物検出対象画像取得手順、及び異物検出手順を含み、
前記異物検出対象画像取得手順は、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を取得し、
前記異物検出手順は、異物検出モデルに前記異物検出対象画像を入力して、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを検出し、
前記異物検出モデルは、付記17から22のいずれかに記載のプログラムが生成した教師データを用いた機械学習によって、異物検出対象を撮像した異物検出対象画像を入力した場合に、前記異物検出対象に異物が含まれているか否かを出力するよう生成された学習済みモデルであるか、又は付記23記載のプログラムにより製造された学習済みモデルであり、
(付記25)
付記17から24のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
<Additional Notes>
Some or all of the above embodiments can be described as, but not limited to, the following supplementary notes.
(Appendix 1)
The apparatus includes a detection object image acquisition unit, a foreign substance image acquisition unit, an image synthesis unit, and a training data output unit,
the detection target image acquisition unit acquires a detection target image obtained by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed,
the foreign substance image acquisition unit acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image composition unit combines the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance composite image;
The teacher data output unit
a pair of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance;
A device for generating training data for foreign object detection.
(Appendix 2)
2. The foreign object detection training data generating device according to claim 1, wherein the training data output unit outputs the detection target image as training data without a foreign object.
(Appendix 3)
the detection target image acquisition unit includes a detection target imaging unit and a difference target image extraction unit;
the detection target imaging unit images the detection target at predetermined time intervals;
The foreign object detection training data generation device described in Appendix 1 or 2, wherein the difference target image extraction unit extracts the difference between a first target image of the detection target captured the nth time and a second target image of the detection target captured the (n-1)th time, generates a difference target image, and acquires the first target image as the detection target image if the area of the difference target image is equal to or greater than a threshold.
(Appendix 4)
the foreign substance image acquisition unit includes a foreign substance imaging unit, a differential foreign substance image extraction unit, and a foreign substance determination unit;
the foreign object image capturing unit captures an image of the foreign object at predetermined time intervals;
the differential foreign substance image extracting unit extracts a difference between a first foreign substance image of the foreign substance captured the nth time and a second foreign substance image of the foreign substance captured the (n-1)th time to generate a differential foreign substance image;
The foreign substance detection training data generation device according to any one of appendixes 1 to 3, wherein the foreign substance determination unit determines that the differential foreign substance image is an image of a foreign substance when the area of the differential foreign substance image is within a threshold range, and acquires the differential foreign substance image as the foreign substance image.
(Appendix 5)
A change information acquisition unit is included,
the change information acquisition unit acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection target and the foreign matter;
the detection target image acquisition unit acquires the detection target image when change information of the detection target is acquired;
5. The foreign substance detection training data generation device according to claim 1, wherein the foreign substance image acquisition unit acquires the foreign substance image when it acquires change information of the foreign substance.
(Appendix 6)
Includes an image processing section,
the image processing unit processes the detection target image to generate a processed detection target image and a processed foreign substance image to generate a processed foreign substance image,
The foreign matter detection training data generation device according to any one of appendices 1 to 5, wherein the image synthesis unit generates a foreign matter composite image by synthesizing at least one of the processed detection target image and the processed foreign matter image.
(Appendix 7)
The system includes a training data acquisition unit and a trained model generation unit,
the teacher data acquisition unit acquires, as the teacher data for foreign object detection, teacher data for foreign object detection output by a teacher data generation device for foreign object detection described in any one of Supplementary Notes 1 to 6;
The trained model generation unit generates, as a trained model, a foreign object detection model that outputs whether or not a foreign object is contained in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target is input, through machine learning using the foreign object detection training data.
(Appendix 8)
a foreign object detection target image acquisition unit and a foreign object detection unit,
the foreign object detection target image acquisition unit acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target,
the foreign object detection unit inputs the foreign object detection target image into a foreign object detection model and detects whether or not the foreign object detection target includes a foreign object;
The foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by a foreign object detection training data generation device described in any one of Supplementary Notes 1 to 6, so as to output whether or not a foreign object is contained in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target is input, or is a trained model manufactured by a trained model manufacturing device described in Supplementary Note 7.
(Appendix 9)
The method includes a detection object image acquisition step, a foreign substance image acquisition step, an image synthesis step, and a training data output step,
the detection target image acquisition step acquires a detection target image by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image;
The teacher data output step includes:
a pair of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance;
A method for generating training data for foreign object detection.
(Appendix 10)
10. The foreign substance detection training data generating method according to claim 9, wherein the training data output step outputs the detection target image as training data without any foreign substance.
(Appendix 11)
the detection target image acquisition step includes a detection target imaging step and a difference target image extraction step;
the detection target imaging step images the detection target at predetermined time intervals;
The method for generating training data for foreign object detection described in Appendix 9 or 10, wherein the differential object image extraction step extracts the difference between a first object image of the detection object captured the nth time and a second object image of the detection object captured the (n-1)th time, generates a differential object image, and acquires the first object image as the detection object image if the area of the differential object image is equal to or greater than a threshold.
(Appendix 12)
the foreign substance image acquisition step includes a foreign substance imaging step, a differential foreign substance image extraction step, and a foreign substance determination step;
the foreign matter imaging step images the foreign matter at predetermined time intervals,
the differential impurity image extraction step extracts a difference between a first impurity image of the impurity captured the nth time and a second impurity image of the impurity captured the (n-1)th time to generate a differential impurity image;
12. The foreign substance detection training data generation method according to any one of appendices 9 to 11, wherein the foreign substance determination step determines that the differential foreign substance image is an image of a foreign substance if the area of the differential foreign substance image is within a threshold range, and acquires the differential foreign substance image as the foreign substance image.
(Appendix 13)
A change information acquisition step is included,
the change information acquisition step acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection object and the foreign substance;
the detection target image acquisition step acquires the detection target image when change information of the detection target is acquired;
13. The foreign substance detection training data generation method according to any one of appendices 9 to 12, wherein the foreign substance image acquisition step acquires the foreign substance image when change information of the foreign substance is acquired.
(Appendix 14)
Including image processing process,
the image processing step processes the detection target image and the foreign substance image to generate a processed detection target image and a processed foreign substance image,
The foreign matter detection training data generation method according to any one of appendices 9 to 13, wherein the image synthesis step generates a foreign matter composite image by synthesizing at least one of the processed detection target image and the processed foreign matter image.
(Appendix 15)
The method includes a training data acquisition step and a trained model generation step.
the teacher data acquisition step acquires, as the teacher data for foreign object detection, teacher data for foreign object detection output by a method for generating teacher data for foreign object detection described in any one of Supplementary Notes 9 to 14;
The trained model generation process is a trained model manufacturing method in which, through machine learning using the foreign object detection training data, a foreign object detection model is generated as a trained model that, when an image of a foreign object detection target captured as a foreign object detection target is input, outputs whether the foreign object detection target contains a foreign object.
(Appendix 16)
The method includes a foreign object detection image acquisition step and a foreign object detection step,
the foreign object detection target image acquisition step acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target,
the foreign object detection step includes inputting the foreign object detection target image into a foreign object detection model and detecting whether or not a foreign object is included in the foreign object detection target;
The foreign object detection method, wherein the foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by the foreign object detection training data generation method described in any one of Supplementary Notes 9 to 14, so as to output whether or not a foreign object is contained in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target is input, or is a trained model produced by the trained model production method described in Supplementary Note 15.
(Appendix 17)
The method includes a detection target image acquisition procedure, a foreign substance image acquisition procedure, an image synthesis procedure, and a training data output procedure.
the detection target image acquisition step includes acquiring a detection target image by capturing an image of the foreign object detection target after the foreign object has been removed;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image by capturing an image of the foreign substance;
the image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image;
The teacher data output procedure includes:
outputting a set of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image as training data indicating the presence of a foreign substance;
A program for causing a computer to execute each of the above procedures.
(Appendix 18)
18. The program according to claim 17, wherein the teacher data output step outputs the detection target image as teacher data without foreign matter.
(Appendix 19)
the detection target image acquisition step includes a detection target image capture step and a difference target image extraction step;
the step of capturing an image of the detection target includes capturing an image of the detection target every predetermined time period;
The program described in Appendix 17 or 18, wherein the differential target image extraction procedure extracts the difference between a first target image of the detection target captured the nth time and a second target image of the detection target captured the (n-1)th time, generates a differential target image, and acquires the first target image as the detection target image if the area of the differential target image is equal to or greater than a threshold.
(Appendix 20)
the foreign substance image acquisition step includes a foreign substance imaging step, a differential foreign substance image extraction step, and a foreign substance determination step;
the foreign object imaging step images the foreign object at predetermined time intervals;
the step of extracting a difference impurity image includes extracting a difference between a first impurity image of the impurity captured the nth time and a second impurity image of the impurity captured the (n-1)th time to generate a difference impurity image;
20. The program according to any one of appendices 17 to 19, wherein the foreign substance determination step determines that the subtraction foreign substance image is an image of a foreign substance if an area of the subtraction foreign substance image is within a threshold range, and acquires the subtraction foreign substance image as the foreign substance image.
(Appendix 21)
A procedure for acquiring change information is included.
the change information acquisition step acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection object and the foreign substance;
the detection target image acquisition step includes acquiring the detection target image when change information of the detection target object is acquired;
21. The program according to any one of appendices 17 to 20, wherein the foreign substance image acquisition step acquires the foreign substance image when change information of the foreign substance is acquired.
(Appendix 22)
Includes image processing procedures,
the image processing step includes processing the detection target image to generate a processed detection target image and processing the foreign substance image to generate a processed foreign substance image,
22. The program according to claim 17, wherein the image synthesis step generates a foreign matter composite image by synthesizing at least one of the processed foreign matter detection image and the processed foreign matter image.
(Appendix 23)
This includes a procedure for acquiring training data and a procedure for generating a trained model.
the teacher data acquisition step acquires, as the teacher data for foreign object detection, teacher data for foreign object detection output by a program described in any one of Supplementary Notes 17 to 22;
the trained model generation step generates, as a trained model, a foreign object detection model that outputs whether or not a foreign object is included in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target obtained by capturing the foreign object detection target is input, by machine learning using the foreign object detection training data;
A program for causing a computer to execute each of the above procedures.
(Appendix 24)
The method includes a foreign object detection image acquisition step and a foreign object detection step,
the foreign object detection target image acquisition step acquires a foreign object detection target image by capturing an image of the foreign object detection target;
the foreign object detection step includes inputting the foreign object detection target image into a foreign object detection model, and detecting whether or not the foreign object detection target includes a foreign object;
the foreign object detection model is a trained model generated by machine learning using training data generated by a program described in any one of Supplementary Notes 17 to 22, so as to output whether or not a foreign object is included in a foreign object detection target when an image of the foreign object detection target obtained by capturing the foreign object detection target is input, or is a trained model produced by a program described in Supplementary Note 23,
(Appendix 25)
A computer-readable recording medium having a program according to any one of appendices 17 to 24 recorded thereon.

本発明によれば、ラベル付け作業を必要とせずに異物検出用の教師データを生成できる。このため、本発明は、異物の検出に係る分野において広く有用である。 The present invention makes it possible to generate training data for foreign object detection without the need for labeling. Therefore, the present invention is widely useful in fields related to foreign object detection.

10、10A、10B 異物検出用教師データ生成装置
11 検出対象画像取得部
12 異物画像取得部
13 画像合成部
14 教師データ出力部
15 変化情報取得部
16 画像加工部
101 CPU
102 メモリ
103 バス
104 記憶装置
105 プログラム
106 入力装置
107 出力装置
108 通信デバイス
20 学習済みモデル製造装置
21 教師データ取得部
22 学習済みモデル生成部
201 CPU
202 メモリ
203 バス
204 記憶装置
205 プログラム
206 入力装置
207 出力装置
208 通信デバイス
30 異物検出装置
31 異物検出対象画像取得部
32 異物検出部
301 CPU
302 メモリ
303 バス
304 記憶装置
305 プログラム
306 入力装置
307 出力装置
308 通信デバイス

10, 10A, 10B Foreign substance detection training data generating device 11 Detection target image acquisition unit 12 Foreign substance image acquisition unit 13 Image synthesis unit 14 Training data output unit 15 Change information acquisition unit 16 Image processing unit 101 CPU
102 Memory 103 Bus 104 Storage device 105 Program 106 Input device 107 Output device 108 Communication device 20 Trained model production device 21 Teacher data acquisition unit 22 Trained model generation unit 201 CPU
202 Memory 203 Bus 204 Storage device 205 Program 206 Input device 207 Output device 208 Communication device 30 Foreign object detection device 31 Foreign object detection target image acquisition unit 32 Foreign object detection unit 301 CPU
302 Memory 303 Bus 304 Storage device 305 Program 306 Input device 307 Output device 308 Communication device

Claims (7)

検出対象撮像部、異物撮像部、変化情報取得部、検出対象画像取得部、異物画像取得部、画像合成部、及び教師データ出力部を含み、
前記検出対象撮像部は、異物が除去された後の検出対象を断続的に撮像し、
前記異物撮像部は、前記異物を断続的に撮像し、
前記変化情報取得部は、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得部は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得部は、前記異物の変化情報を取得した場合に、異物画像を取得し、
前記画像合成部は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、
前記教師データ出力部は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する、
異物検出用教師データ生成装置。
The apparatus includes a detection object imaging unit, a foreign object imaging unit, a change information acquisition unit, a detection object image acquisition unit, a foreign object image acquisition unit, an image synthesis unit, and a teacher data output unit,
the detection target imaging unit intermittently images the detection target after the foreign matter has been removed,
the foreign object image capturing unit intermittently captures images of the foreign object;
the change information acquisition unit acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection target and the foreign matter;
the detection target image acquisition unit acquires a detection target image when change information of the detection target is acquired ;
the foreign substance image acquisition unit acquires a foreign substance image when acquiring information about a change in the foreign substance ;
the image composition unit combines the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance composite image;
The teacher data output unit
a pair of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance;
A device for generating training data for foreign object detection.
前記教師データ出力部は、前記検出対象画像を異物なしの教師データとして出力する、請求項1記載の異物検出用教師データ生成装置。 The foreign object detection training data generation device of claim 1, wherein the training data output unit outputs the detection target image as training data without foreign objects. 前記検出対象画像取得部は差分対象画像抽出部を含み、
前記検出対象撮像部は、所定時間経過毎に前記検出対象を撮像し、
前記差分対象画像抽出部は、n回目に撮像した検出対象の第1対象画像と、n-1回目に撮像した検出対象の第2対象画像との差分を抽出し、差分対象画像を生成し、前記差分対象画像の面積が閾値以上の場合に、前記第1対象画像を前記検出対象画像として取得する、請求項1又は2記載の異物検出用教師データ生成装置。
the detection target image acquisition unit includes a difference target image extraction unit,
the detection target imaging unit images the detection target at predetermined time intervals;
The foreign object detection training data generation device of claim 1 or 2, wherein the difference target image extraction unit extracts the difference between a first target image of the detection target captured the nth time and a second target image of the detection target captured the (n-1)th time, generates a difference target image, and acquires the first target image as the detection target image if the area of the difference target image is equal to or greater than a threshold.
前記異物画像取得部は差分異物画像抽出部、及び異物判定部を含み、
前記異物撮像部は、所定時間経過毎に前記異物を撮像し、
前記差分異物画像抽出部は、n回目に撮像した異物の第1異物画像と、n-1回目に撮像した異物の第2異物画像との差分を抽出して差分異物画像を生成し、
前記異物判定部は、前記差分異物画像の面積が閾値範囲内の場合に、前記差分異物画像を異物の画像であると判定し、前記差分異物画像を前記異物画像として取得する、請求項1から3のいずれか一項に記載の異物検出用教師データ生成装置。
the foreign substance image acquisition unit includes a differential foreign substance image extraction unit and a foreign substance determination unit,
the foreign object image capturing unit captures an image of the foreign object at predetermined time intervals;
the differential foreign substance image extracting unit extracts a difference between a first foreign substance image of the foreign substance captured the nth time and a second foreign substance image of the foreign substance captured the (n-1)th time to generate a differential foreign substance image;
4. The foreign substance detection training data generation device according to claim 1, wherein the foreign substance determination unit determines that the differential foreign substance image is an image of a foreign substance when an area of the differential foreign substance image is within a threshold range, and acquires the differential foreign substance image as the foreign substance image.
画像加工部を含み、
前記画像加工部は、前記検出対象画像を加工した加工検出対象画像及び前記異物画像を加工した加工異物画像を生成し、
前記画像合成部は、前記加工検出対象画像及び前記加工異物画像の少なくとも一方を合成した異物合成画像を生成する、請求項1からのいずれか一項に記載の異物検出用教師データ生成装置。
Includes an image processing section,
the image processing unit processes the detection target image to generate a processed detection target image and a processed foreign substance image to generate a processed foreign substance image,
The foreign matter detection training data generating device according to claim 1 , wherein the image combining unit generates a foreign matter composite image by combining at least one of the processed detection object image and the processed foreign matter image.
検出対象撮像工程、異物撮像工程、変化情報取得工程、検出対象画像取得工程、異物画像取得工程、画像合成工程、及び教師データ出力工程を含む各工程がコンピュータにより実行される異物検出用教師データ生成方法であって、
前記検出対象撮像工程は、異物が除去された後の検出対象を断続的に撮像し、
前記異物撮像工程は、前記異物を断続的に撮像し、
前記変化情報取得工程は、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得工程は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得工程は、前記異物の変化情報を取得した場合に、異物画像を取得し、
前記画像合成工程は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、前記教師データ出力工程は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力する、
異物検出用教師データ生成方法。
A method for generating training data for foreign substance detection, in which each step including a detection object imaging step, a foreign substance imaging step, a change information acquisition step, a detection object image acquisition step, a foreign substance image acquisition step, an image synthesis step, and a training data output step is executed by a computer,
the detection target imaging step intermittently images the detection target after the foreign matter has been removed,
the foreign matter imaging step intermittently images the foreign matter,
the change information acquisition step acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection target and the foreign matter;
the detection object image acquisition step acquires a detection object image when change information of the detection object is acquired ;
the foreign substance image acquisition step acquires a foreign substance image when the change information of the foreign substance is acquired ,
The image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesis image, and the training data output step
a pair of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image is output as training data indicating the presence of a foreign substance;
A method for generating training data for foreign object detection.
検出対象撮像手順、異物撮像手順、変化情報取得手順、検出対象画像取得手順、異物画像取得手順、画像合成手順、及び教師データ出力手順を含み、
前記検出対象撮像手順は、異物が除去された後の検出対象を断続的に撮像し、
前記異物撮像手順は、前記異物を断続的に撮像し、
前記変化情報取得手順は、前記検出対象及び前記異物の少なくとも一方の変化を検知した変化情報を取得し、
前記検出対象画像取得手順は、前記検出対象の変化情報を取得した場合に、検出対象画像を取得し、
前記異物画像取得手順は、前記異物の変化情報を取得した場合に、異物画像を取得し、
前記画像合成手順は、前記検出対象画像に前記異物画像を合成して、異物合成画像を生成し、前記教師データ出力手順は、
前記異物合成画像と、前記異物合成画像における前記異物画像の合成位置との組を、異物ありの教師データとして出力し、
前記各手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
The method includes a detection target imaging procedure, a foreign substance imaging procedure, a change information acquisition procedure, a detection target image acquisition procedure, a foreign substance image acquisition procedure, an image synthesis procedure, and a training data output procedure,
the step of capturing an image of the detection target includes intermittently capturing an image of the detection target after the foreign object has been removed;
The foreign object imaging step includes intermittently imaging the foreign object,
the change information acquisition step acquires change information obtained by detecting a change in at least one of the detection target and the foreign object;
the detection target image acquisition step includes acquiring a detection target image when change information of the detection target is acquired ;
the foreign substance image acquisition step includes acquiring a foreign substance image when the change information of the foreign substance is acquired ;
The image synthesis step synthesizes the foreign substance image with the detection target image to generate a foreign substance synthesized image, and the training data output step
outputting a set of the foreign substance composite image and a composite position of the foreign substance image in the foreign substance composite image as training data indicating the presence of a foreign substance;
A program for causing a computer to execute each of the above procedures.
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青木公也 外3名,解説 外観検査 深層学習による外観検査自動化における学習画像生成,画像ラボ,日本,日本工業出版株式会社,2019年03月10日,第30巻 第3号,pp.5~10

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