最先端のディープラーニング画像処理技術を追う
ディープラーニング技術の進化により、画像処理分野は目覚ましい発展を遂げています。本稿では、最新のディープラーニング画像処理技術について、主要な技術分野と応用事例を交えて解説します。
画像認識・分類
画像に写っている物体を認識し、分類する技術は、ディープラーニングの得意とするところです。近年では、画像認識精度を競うコンペティション「ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge (ILSVRC)」で、人間の認識精度を超えるモデルが登場するなど、目覚ましい進歩を遂げています。
主要な技術:
- 畳み込みニューラルネットワーク (CNN)：画像の特徴を効率的に抽出できるニューラルネットワーク。画像認識の基盤技術として広く利用されています。
- Vision Transformer (ViT)：自然言語処理で成功を収めたTransformerを画像認識に応用したモデル。CNNを超える精度を達成した事例も報告されています。
応用事例:
- 自動運転: 車載カメラの画像から、歩行者、車両、信号などを認識し、安全な自動運転を実現。
- 医療画像診断: X線写真、CT画像、MRI画像などから、病変の検出や診断の支援。
- 製造業における外観検査: 製品画像から、キズ、汚れ、異物などを検出し、品質管理を自動化。
画像生成・変換
画像を生成したり、既存の画像を別の画像に変換したりする技術も、ディープラーニングによって大きく進化しています。
主要な技術:
- 敵対的生成ネットワーク (GAN)：生成器と識別器という2つのニューラルネットワークを競わせることで、高品質な画像を生成する技術。
- 拡散モデル: ノイズから画像を生成するモデル。GANよりも高品質な画像を生成できることが示されています。
- スタイル変換: ある画像のスタイルを別の画像に適用する技術。画像の雰囲気を大きく変えることができます。
応用事例:
- 画像の高解像度化: 低解像度画像を高解像度画像に変換。古い写真や動画の修復にも利用可能。
- 画像の修復: 画像の欠損部分を自然に補完。
- アート作品の生成: 芸術的な画像を生成。
画像セグメンテーション
画像をピクセル単位で分類し、領域を分割する技術。
主要な技術:
- Fully Convolutional Network (FCN)：CNNをベースにした、画像セグメンテーションのためのネットワーク。
- U-Net: 医療画像セグメンテーションで高い精度を達成したネットワーク。
応用事例:
- 自動運転: 車載カメラの画像から、道路、車線、歩行者などを正確に区別。
- 医療画像診断: 臓器や腫瘍などの領域を正確に特定。
- 衛星画像解析: 土地利用状況や植生などを分析。
3次元画像処理
3次元空間における物体認識、姿勢推定、シーン理解などを行う技術。
主要な技術:
- PointNet: 点群データを直接処理できるニューラルネットワーク。
- 3D CNN: 3次元データに対応したCNN。
応用事例:
- ロボットの物体認識: ロボットが周囲の物体を認識し、適切な動作を行う。
- AR/VR: 現実世界に仮想物体を重ね合わせるAR/VRアプリケーションに利用。
- 自動運転: LiDARなどのセンサーデータから、周囲の環境を3次元的に認識。
今後の展望
ディープラーニング画像処理技術は、今後も更なる進化を遂げると予想されます。特に、以下の分野に注目が集まっています。
- 説明可能なAI (XAI)：AIの判断根拠を人間が理解できるよう説明する技術。画像認識における信頼性向上に貢献。
- 自己教師あり学習: ラベル付けされていないデータから学習する技術。大量の画像データの活用を促進。
- エッジAI: 端末上でAI処理を行う技術。リアルタイム処理やプライバシー保護に有効。
これらの技術革新により、ディープラーニング画像処理は、様々な分野でより高度な応用が可能となり、私たちの生活をより豊かにしていくでしょう。
システム開発にお困りではありませんか？
もしも今現在、
- どのように開発を依頼したらよいかわからない
- どのように開発を依頼したらよいかわからない
- 企画や要件定義の段階から依頼できるのか知りたい
- システム開発費用がどれくらいかかるのか知りたい
- 見積りがほしい
など、システム開発に関するご相談・ご依頼がございましたら、お気軽にご相談ください。APPSWINGBYでは、「アプリでお客様のビジネスを加速し、お客様とともにビジネスの成功と未来を形作ること」をミッションとしています。大手SIerやＲ＆Ｄ部門で培った経験やノウハウ、高度な技術力でお客様の「やりたい」を実現します。
この記事を書いた人
株式会社APPSWINGBY マーケティング
APPSWINGBY（アップスイングバイ）は、アプリケーション開発事業を通して、お客様のビジネスの加速に貢献することを目指すITソリューションを提供する会社です。
ご支援業種
情報・通信、医療、製造、金融（銀行・証券・保険・決済）、メディア、流通・EC・運輸 など多数
監修
株式会社APPSWINGBY
CTO 川嶋秀一
動画系スタートアップ、東証プライム R&D部門を経験した後に2019年5月に株式会社APPSWINGBY 取締役兼CTOに就任。
Webシステム開発からアプリ開発、AI、リアーキテクチャ、リファクタリングプロジェクトを担当。C,C++,C#,JavaScript,TypeScript,Go,Python,PHP,Vue.js,React,Angular,Flutter,Ember,Backboneを中心に開発。お気に入りはGo。
