JP2020126414A - 機械学習用教師データ作成支援方法、及び機械学習用教師データ作成支援プログラム - Google Patents
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(1)実際に複数個の電子部品を平面上にランダムに置き、その状態をカメラで撮影して画像を取得する。
(2)作業者が、(1)で取得された画像上で観察される各部品について、その位置(位置座標)と向きの情報(正解データ)を手作業で入力する。こうした作業は一般にアノテーションと呼ばれ、入力作業を支援するアノテーションツールも市販されている。例えば、こうした正解データは画像に対応するxmlファイルで表現される。
(3)上記(1)及び(2)の作業を多数回(通常、数十回〜数百回)繰り返す。
1又は複数の認識対象物が配置された状態を撮影した画像と、該画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関して正解であるラベル情報を取得する基本情報取得ステップと、
前記1又は複数の認識対象物のそれぞれについて、前記ラベル情報として与えられている、画像中での位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成する事前ラベル情報生成ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成された複数のラベル情報にそれぞれ合わせて、前記基本情報取得ステップで取得された画像中の認識対象物の位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つを変更した複数の画像を画像加工処理により作成する画像加工処理ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成されたラベル情報と、それに対応して前記画像加工処理ステップで作成された画像と、を組として所定形式の教師データを出力する教師データ出力ステップと、
を有することを特徴としている。
複数の認識対象物が配置された画像に対し機械学習を用いた画像処理を行うための学習モデルを構築する際に使用される教師データを、コンピュータにより作成するための教師データ作成支援プログラムであって、
1又は複数の認識対象物が配置された状態を撮影した画像と、該画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関して正解であるラベル情報を取得する基本情報取得ステップと、
前記1又は複数の認識対象物のそれぞれについて、前記ラベル情報として与えられている、画像中での位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成する事前ラベル情報生成ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成された複数のラベル情報にそれぞれ合わせて、前記基本情報取得ステップで取得された画像中の認識対象物の位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つを変更した複数の画像を画像加工処理により作成する画像加工処理ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成されたラベル情報と、それに対応して前記画像加工処理ステップで作成された画像と、を組として所定形式の教師データを出力する教師データ出力ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴としている。
1又は複数の認識対象物を撮影して画像を取得する基本画像取得ステップと、
前記基本画像取得ステップで取得された画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関するラベル情報を作業者が入力するラベル情報入力ステップと、
を含むものとすることができる。
前記基本情報取得ステップで得られるラベル情報は、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、のうちの二つの項目を含み、
前記事前ラベル情報生成ステップでは、前記二つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成するために、その各項目に関してそれぞれラテン方格法による割り当てを行うようにするとよい。
概略的に説明すると、教師データ作成部1は、学習材料である教師データを多数作成する。教師データは、同種の電子部品が多数写っている画像と、この画像中の各電子部品の位置と向き(角度)とを示すラベル情報とが組となったものである。学習実行部2はその多数の教師データを用いて、所定の機械学習アルゴリズムによる学習を実行し、学習済みモデル3を作成する。学習の際には例えば確率的勾配降下法などの既知の手法を用いることができる。作成された学習済みモデル3は画像認識部4に組み込まれ、画像認識部4はこの学習済みモデル3を利用し、入力された処理対象画像において電子部品を検出してその位置を認識するとともに向きなどを認識し、その結果を出力する。
なお、仮に外観上で全く個体差がない場合又は個体差が無視できる程度である場合には、この例のように、同種の複数個の電子部品を撮影する必要はなく、1個のみの撮影を行えば十分である。
2…学習実行部
3…学習済みモデル
4…画像認識部
10…コンピュータ
11…基本ラベル情報入力支援部
12…ラベル情報自動生成部
13…画像加工処理部
14…教師データファイル作成部
15…データ保存部
16…カメラ
17…入力部
18…表示部
Claims (14)
- 複数の認識対象物が配置された画像に対し機械学習を用いた画像処理を行うための学習モデルを構築する際に使用される教師データを作成する教師データ作成支援方法であって、
1又は複数の認識対象物が配置された状態を撮影した画像と、該画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関して正解であるラベル情報を取得する基本情報取得ステップと、
前記1又は複数の認識対象物のそれぞれについて、前記ラベル情報として与えられている、画像中での位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成する事前ラベル情報生成ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成された複数のラベル情報にそれぞれ合わせて、前記基本情報取得ステップで取得された画像中の認識対象物の位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つを変更した複数の画像を画像加工処理により作成する画像加工処理ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成されたラベル情報と、それに対応して前記画像加工処理ステップで作成された画像と、を組として所定形式の教師データを出力する教師データ出力ステップと、
を有することを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項1に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
前記基本情報取得ステップは、
1又は複数の認識対象物を撮影して画像を取得する基本画像取得ステップと、
前記基本画像取得ステップで取得された画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関するラベル情報を作業者が入力するラベル情報入力ステップと、
を含むことを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項1又は2に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
認識対象物自体の形態又は態様は、認識対象物の形状、色、又は大きさのいずれかであることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
前記事前ラベル情報生成ステップでは、実験計画法を用いて、認識対象物に対する異なる複数のバリエーションを加えたラベル情報の割り当てを決定することを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項4に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
前記実験計画法はラテン方格法であることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項5に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
前記基本情報取得ステップで得られるラベル情報は、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、のうちの二つの項目を含み、
前記事前ラベル情報生成ステップでは、前記二つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成するために、その各項目に関してそれぞれラテン方格法による割り当てを行うことを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の機械学習用教師データ作成支援方法であって、
前記機械学習は畳み込みニューラルネットワークを利用したディープラーニングであることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援方法。 - 複数の認識対象物が配置された画像に対し機械学習を用いた画像処理を行うための学習モデルを構築する際に使用される教師データを、コンピュータにより作成するための教師データ作成支援プログラムであって、
1又は複数の認識対象物が配置された状態を撮影した画像と、該画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関して正解であるラベル情報を取得する基本情報取得ステップと、
前記1又は複数の認識対象物のそれぞれについて、前記ラベル情報として与えられている、画像中での位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成する事前ラベル情報生成ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成された複数のラベル情報にそれぞれ合わせて、前記基本情報取得ステップで取得された画像中の認識対象物の位置、向き、それ自体の形態又は態様、の少なくとも一つを変更した複数の画像を画像加工処理により作成する画像加工処理ステップと、
前記事前ラベル情報生成ステップにおいて生成されたラベル情報と、それに対応して前記画像加工処理ステップで作成された画像と、を組として所定形式の教師データを出力する教師データ出力ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項8に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
前記基本情報取得ステップは、
1又は複数の認識対象物に対する撮影画像の入力を受け付けて記憶する基本画像取得ステップと、
前記基本画像取得ステップにおいて記憶した画像中の各認識対象物について、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、の少なくとも一つの項目に関するラベル情報を作業者が位置、向きと、認識対象物自体の形態又は態様との少なくとも一つについての正解データを作業者に入力させるラベル情報入力ステップと、
を含むことを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項8又は9に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
認識対象物自体の形態又は態様は、認識対象物の形状、色、又は大きさのいずれかであることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
前記事前ラベル情報生成ステップでは、実験計画法を用いて、認識対象物に対する異なる複数のバリエーションを加えたラベル情報の割り当てを決定することを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項11に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
前記実験計画法はラテン方格法であることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項12に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
前記基本情報取得ステップで得られるラベル情報は、位置、向き、認識対象物自体の形態又は態様、のうちの二つの項目を含み、
前記事前ラベル情報生成ステップでは、前記二つの項目に関し、それぞれ異なる複数のバリエーションを加えた複数のラベル情報を生成するために、その各項目に関してそれぞれラテン方格法による割り当てを行うことを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。 - 請求項8〜13のいずれか1項に記載の機械学習用教師データ作成支援プログラムであって、
前記機械学習は畳み込みニューラルネットワークを利用したディープラーニングであることを特徴とする機械学習用教師データ作成支援プログラム。
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