ディープラーニングは、様々なアプリケーションで組み込みビジョンができることを変える変革の力となっています。しかし、その前に、もっと身近なAI技術との比較をしてみましょう。データ分析が不可欠となる中、マシンラーニングテクノロジーについてご存知の方も多いことでしょう。
要約すると、マシンラーニング（ML）とは、機械がデータパターンを認識しながら、常に学習する能力です。MLアルゴリズムは明示的にプログラムされていませんが、特定のタスクを実行してパターンを理解するには、あらかじめ定義されたルールが必要です。
ディープラーニングとは？
ディープラーニング(DL)は、より高度で洗練されたマシンラーニングMLのサブセットに分類されます。人工ニューラルネットワークに基づくDLアルゴリズムでは、人間の介入を大幅に減らすことができます。いわば、アプリケーションの望ましい結果を入力として提供し、それを達成するための詳細を機械が解決してくれるのです。そのため、DLベースのアプリケーションは、リアルタイムでインテリジェントな解釈を行うために大規模なデータセットに依存しています。
今般のパンデミックの間に、ディープラーニング分野は過去数年に比べて飛躍的な成長を遂げました。Fortune Business Insightsの調査によれば、「世界のディープラーニングの市場規模は2020年に68億5000万ドルに達し、2030年には1799億6000万ドルに達すると予測されています(CAGRは39.2%)」。ディープラーニングとその関連技術が定着していることは間違いありません。
DLを利用したAIカメラとは何ですか？
ディープラーニングに関して言えば、多くの人は、議論をDL/ML手法の実装に使用されるソフトウェアとアルゴリズムに限定する傾向があります。ただし、ハードウェアコンポーネントは、これらのコンピューターアプリケーションまたはエッジベースのプロセッサが分析し、それに基づいて決定を下すために必要なデータを収集するという形で、同様に重要な役割を果たします。また、スマートAIカメラと組み込みカメラシステムは、画像とビデオデータを正確かつ確実に収集するための「よりスマートな」方法を提供することで、この分野を変革してきました。
では、AIカメラとは何かを見てみましょう。
ディープラーニングカメラ(またはAIカメラ)には、人間、車両などの分類を理解するためのAI機能が搭載されています。 このような分類を理解することで、データ豊富な判断力を持ち、無関係な情報を避けながら動きを検知し、高品質で画像を撮影する事ができます。
ディープラーニングAIカメラの主な機能
ディープラーニングAIカメラには、画像の分類、処理、セグメント化などの統合された画像処理機能があります。以下は、AIカメラの最も重要な機能と機能の一部です。
- 画像分類：先に取り上げたように、AIカメラは画像を複数の分類に自動的にタグ付けして、適切な画像を適切なタイミングで識別して撮影し取り込む事ができます。例えば、倉庫内の組み立てラインで破損した商品を検出するために使用できます。
- 画像認識：AIカメラはすべてのピクセルを特定の分類に割り当てることができるため、1つの画像で複数のオブジェクトをすばやく識別できます。この機能により、オブジェクトの即時認識が可能になり、オブジェクトのサイズ、形状、種類、およびその他の仕様を判断するのに役立ちます。この例としては、自動チェックアウトシステムのショッピングカートに入れられた物を自動的に識別することができます。
- 画像処理：ディープラーニングカメラシステムでは、カメラが画像データを取り込む役割を果たす一方で、NVIDIA Jetsonシリーズなどのハイエンドプロセッサがこの情報を処理して、エッジで推論を導き出します。 処理されたデータは、自動化された意思決定にすぐに使用できます。
AIカメラの主な組み込みビジョンの使用例
AIベースのカメラシステムの使用例は無限にありますが、簡潔にするために、ここで最も人気のあるものをいくつか見てみましょう。
交通監視
スマート交通システムは、交通渋滞や過密状態を防ぎ、死亡事故の数を大幅に削減するため、現代の都市計画に不可欠です。ディープラーニングベースの画像セグメンテーション機能を組み込むことで、これらのシステムはリアルタイムで視覚情報に焦点を合わせることができます。 したがって、AIカメラが車両をセグメント化/追跡し、交通量を推定し、速度制限の遵守を監視するなどの手間がかからなくなります。交通管理システム用のカメラを選択する際に考慮すべき要素について知りたい場合は、スマートな交通管理に適したカメラソリューションの選択の記事をお読みになることをお勧めします。
スマート農業
自動農業システムから最高のパフォーマンスを得るには、詳細が重要です。これは、わずかな誤った情報でさえ、ビジネスの損失や浪費を引き起こす可能性があるためです。そのため、同社のAIカメラソリューションは強力なディープラーニングアルゴリズムに依存しています。その理由は、これらのAIカメラが、作物の成長、土壌の質、病気などの非常に詳細な情報を撮影して取り込み、農業プロセスの重要な部分を自動化することが期待されているためです。農業における組み込みビジョンとカメラの重要性をよりよく理解するには、自動農業における組み込みビジョンをご覧ください。カメラの選択が重要な理由はここにあります。
自動スポーツ放送
AIカメラは、世界中の視聴者に向けてスポーツイベントを放送する方法を一変させました。サッカー、野球、クリケット、バスケットボールに至るまで、導入が簡単なAIカメラシステムは、統合したライブ映像の撮影とストリーミングに使用されています。さらに、スマートカメラには、ディープラーニングアルゴリズムを実行してビデオ ストリームを自動的に分析する機能が付属しており、コーチやチーム マネージャーに貴重なプレーヤーのインプットを提供します。
自動化されたスポーツ放送における組み込みカメラの役割とそれに最適なカメラの選択方法の詳細については、自動化されたスポーツ放送に適したカメラの選択、知っておくべきすべての記事を参照してください。
セキュリティとスマート監視
スマートシティの急増により、市民の安全を確保するための継続的な監視が求められています。また、ビジネスインフラストラクチャの急成長を考慮すると、施設内およびその周辺で24時間365日セキュリティを確保することは、もはや不可能です。では、駐車場管理や道路監視などのスマート監視アプリケーションでAIカメラソリューションが人気を集めているのは当然のことでしょうか? スマートAIカメラは、顔認識による群衆の監視と分析から、リアルタイムでのビデオ処理による脅威の特定とアラームの発生まで、ディープラーニング技術を適用することで、画像やビデオを撮影して取り込みセキュリティプロトコルを作成できます。
これらのアプリケーションに関しては、センサーの選択が非常に重要です。その正しい方法については、当社の記事の1つである、スマート監視アプリケーションに適したイメージセンサーの選択方をご覧ください。
当社のSmarteCAM：DL主導の次世代スマートAIカメラ
当社によって設計された SmarteCAM は、強力なディープラーニング機能を備えた、すぐに導入できるAI カメラです。オンボードのNVIDIA Jetson TX2 CPUと256コアGPUを搭載し、最先端の画像処理を実現します。ハイダイナミックレンジ(HDR)機能により、SmarteCAM は低照度下でも卓越した品質の画像を提供します。
接続性やクラウドの力がなくても、独自に分析を実行できます! SmarteCAMは、画像ベースの ML およびDLモデルをエッジで実行でき、スマート監視、交通監視、駐車場管理、群衆の監視と分析などに最適です。
以下は、製品の機能とアプリケーションの概要を説明するビデオです。
当社のSmarteCAMが未来のスマートAIカメラである理由は？
- SmarteCAMには、最終用途やユースケースに応じて4台の当社のカメラを統合するオプションが付属しています。これらのカメラは、センサーのSony STARVIS IMX290、Sony STARVIS IMX415、および OnsemiのAR0821&AR0234に基づいています。
- SmarteCAMはプログラム可能なOEM カメラであるため、このスマートAIカメラを導入すると、独自のCVアルゴリズムとAIモデルを柔軟にプログラムできます。
- また、IP66の防塵・防水性能を備えているため、屋外の厳しい環境でも使用することができます。
SmarteCAMでは、インテリジェントビデオ分析(IVA)アプリケーションを幅広くカバーする複数のAIアルゴリズムを実行できます。この仕組みを知るには、以下の技術記事をご覧ください。
さらに、SmarteCAMはAWS認定デバイスであり、その上でAWS IoT Greengrass を実行する機能を提供します。この仕組みの詳細については、SmarteCAMがAWS IoT Greengrassと連携する方法の記事をご覧ください。
このブログが、組み込みビジョンの分野でディープ ラーニングがもはや単なるバズワードではない理由について、実用的な考察を提供してくれたことを願っています。画像データをこれまで以上に処理できるようにするために、あなたのアプリケーションですでに必要とされているものです。 最終的には、体験的でインパクトのあるアプリケーション体験を提供することができるようになります。
当社のプログラマブルスマートAIカメラSmarteCAMの評価にご興味がある場合は、製品ページにアクセスしてお問い合わせください。 また、camerasolutions@e-consystems.com でも受け付けております。
Prabu Kumarは、e-con Systemsの最高技術責任者兼カメラ製品責任者であり、組み込みビジョン分野で15年以上の豊富な経験があります。彼は、USBカメラ、組み込みビジョンカメラ、ビジョンアルゴリズム、FPGAに関する深い知識をも有しています。医療、工業、農業、小売、生体認証などのさまざまなドメインにまたがる50以上のカメラソリューションを構築してきました。また、デバイスドライバー開発とBSP開発の専門家でもあります。現在は、新時代のAIベースのアプリケーションを強化するスマートカメラソリューションの構築に全力を注いでいます。