コンピュータビジョンとは？仕組みと最先端の活用事例も紹介

コンピュータビジョンは1960年代の登場以降、進化を遂げています。コンピュータビジョンとは、コンピュータにどのように視覚を持たせるかを研究するコンピュータサイエンスの分野です。ただ、コンピュータビジョンと聞いても、どのようなことに使用されているかイメージがつかない方もいるでしょう。

そこでこの記事では、主に下記について説明します。

・コンピュータビジョンとは何か
・コンピュータビジョンの歴史
・コンピュータビジョンの仕組み
・最新のコンピュータビジョンの活用例

利用用途や利用例についても紹介するので、ぜひ参考にしてみてください。

コンピュータビジョンとはどのようなもので、どのような場面に活用されているのでしょうか。まずはその概要を説明します。

コンピュータビジョンとは？

コンピュータビジョンとは、カメラで撮影した画像を画像処理することで、新たな価値を提供する“分野”の一つです。コンピュータに人間の目の機能を持たせ、コンピュータによる「視覚」を実現することを目的としています。

コンピュータビジョンとディープラーニングの関係

ディープラーニングはコンピュータビジョンの実現方法の一つです。ディープラーニングによる画像認識技術や物体検出技術により、コンピュータビジョンを実現させます。さまざまなディープラーニングにより、コンピュータビジョンはより正確になるのです。

コンピュータビジョンが登場したのは最近ではありません。60年以上前から、さまざまな画像解析技術に使用されています。ここでは、コンピュータビジョンの歴史と仕組みについて説明します。

コンピュータビジョンの歴史

コンピュータビジョンの歴史は、1960年代に人工衛星の画像の改善やCTの解析の技術として注目されたことから始まりました。1990年代には生産ラインの検査システムに使用される「マシンビジョン」や、産業用のロボットに位置検出やカメラを取り付けて、ロボットに視覚情報を与える「ロボットビジョン」などへの応用が進みます。

コンピュータビジョンはここ10年で急速に製品への組み込みが進み、2005年頃から顔認識機能、2008年頃から運転支援機能が開発されました。技術も進み、現在では高度な画像認識も可能となっています。

コンピュータビジョンを活用した技術

コンピュータビジョンを活用した技術にはさまざまなものがあります。

画像セグメンテーション
「画像セグメンテーション」とは画像をいくつかのオブジェクトに分割することを言います。例えば、画像を「人」や「車」に分割することです。応用例が自動車の自動運転で、周囲の環境が画像セグメンテーションされて判別され、対象物との距離が認識されます。

物体検出
「物体検出」は画像内の特定の物体を識別します。製造業の不良品を見分ける外観検査や、医療での画像の物体検知などに活用されています。

パターン検出
「パターン検出」は、画像内に繰り返し現れる形状や色を認識します。産業用ロボットをラインの部品まで誘導する位置決めや、画像の類似性検査に使用されます。

顔認識
「顔認識」は、高度な物体検出であり、人の顔を検出するだけでなく個人も特定できることが特徴です。特に、顔認識を活用して個人を特定する技術は「顔認証」と呼びます。顔認証は目や鼻、口などの特徴点の位置を元に個人の照合を行います。”顔認識”技術は顔画像の加工や属性分析に、”顔認証”技術は出退勤システムなどに活用されています。

コンピュータビジョンについて、そしてその歴史や仕組みについて紹介しましたが、実際の利用例にはどのようなものがあるのでしょうか。ここでは、利用用途や利用例を業種別に紹介します。

製造業

製造業では、工場の異物検査の自動化や不良品の検査をすることに利用されています。

製造業の中でも自動車の分野においては、カメラで周囲環境を自動判別する技術を用いた「自動ブレーキ」や、前後左右に取り付けられたカメラの画像を合成、車を上から見ているような画像を生成することで可能な「駐車支援」にも応用されています。

エンターテインメント

エンターテインメント業界では、マッチムーブやプロジェクションマッピングなどに活用されています。マッチムーブとは、CGと実写映像の合成技術の一つです。ARと似ていますが、ARがリアルタイムなのに対してマッチムーブは撮影した後からCGを合成します。

またプロジェクションマッピングは、建物など立体的なものに映像を投影する技術です。

医療

コンピュータビジョンは医療業界にも利用されており、医療機器によって撮影された画像を医師が分析するのを支援する目的で活用されます。また、CTやMRIの画像から画像認識技術を用いて患部を特定する研究も進められています。

AR

ARもコンピュータビジョンの一つです。ARは、「Augmented Reality」の略で「拡張現実」のことです。カメラで写している画像に実際には存在しない3D映像を重ねて表示することができます。

家具を設置するアプリで使用されていたり、ARマーカーを読み取ってキャラクターを表示させツールに活用されていたりなど、使用用途は多岐に渡ります。

まるで人間の視覚のように活用できるコンピュータビジョン。最新の活用事例はどのようなものがあるのでしょうか。

ここでは、近年最新技術として活用されているコンピュータビジョンの事例を詳しく見てみましょう。

顔認証と温度検知

JCVでは、マスク着用時も高い認証精度を誇る顔認証システムと、顔認証と温度検知がわずか0.5秒で同時に実施できる温度検知ソリューションを提供しています。ハイクオリティのコンピュータビジョンによってマスクをしていても温度検知・顔認証が可能で、徹底した入室管理により健康を守ります。

A社ではビルの入管ゲートにJCVのAI温度検知ソリューション20台を導入しました。入館ゲートに設置し、37.5度以上の人が通るとゲートが開かない仕組みです。

自動車のオートパイロット

自動車メーカーでは、オートパイロット機能を搭載した車を開発しています。同じ車線内でハンドル操作・ブレーキ・加速を自動で行うほか、速度の遅い車やトラックの後ろを避けるよう、車線変更を提案する技術です。人間が目で見て判断するのとまるで同じような技術が浸透してきているのです。

現時点では運転者が車を監視する必要があり、完全な自動運転までは到達していません。今後の進化に期待できるでしょう。

画像認識型スマート無人レジレスシステム

画像認識は無人レジシステムにも活用されています。画像認識技術により、画像から商品を即座に認識するシステムが開発されているのです。1台のカメラとPC、ディスプレイだけで商品を認識できるため低コストなことが特徴で、商品が重なっている場合や手に持っている場合も認識可能です。

コンピュータビジョンの発達により、ショッピングも簡便化されています。

バーチャルメイク

バーチャルメイクも、コンピュータビジョン、ARを活用した技術の一つです。バーチャルメイクでは、カメラで写した画像上に、リップやファンデーション、アイメイクを重ねて仕上がりを確認できるシステムで、お気に入りの色味を試してAR体験ができ、そのまま商品の購入もできることが特徴です。

この利便性に着目し、近年では、化粧品メーカーやECサイトがバーチャルメイクを取り入れています。

コンピュータビジョンはその登場以降、ディープラーニングの発達とともに画像認識精度が向上するなど急速に進化を遂げています。またその進化に伴い、活用用途は製造業から医療、エンターテインメントやアプリなど多岐に及んでいます。

コンピュータビジョンとAI技術を活用し人々のくらしを豊かにすることは、JCV・日本コンピュータビジョン株式会社の掲げるビジョンです。JCVでは、次のような最先端のコンピュータビジョンサービスを提供しています。

最新の顔認証を検討されている方は、ぜひ一度お問い合わせください。