JP2022106185A - Estimation device, estimation method and estimation program - Google Patents

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悠 福永
Yu Tominaga
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Nobuhiro Ito
芳和 三輪
Yoshikazu Miwa
慎也 井上
Shinya Inoue
不二夫 小嶌
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Abstract

To easily estimate the mass of an insoluble substance from an image obtained by imaging fragments of the insoluble substance containing micro plastic.SOLUTION: An estimation device comprises: an acquisition unit which acquires a photographed image obtained by imaging an insoluble substance mixed in prescribed liquid; an object estimation unit which specifies an object that becomes the source of the insoluble substance and has flown out to the liquid on the basis of the appearance of the insoluble substance imaged in the photographed image; and a mass estimation unit which estimates the mass of the insoluble substance from the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit and the object estimated by the object estimation unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、推定装置、推定方法及び推定プログラムに関する。 The present invention relates to an estimation device, an estimation method and an estimation program.

近年、いわゆるマイクロプラスチックによる環境への影響が懸念されている。マイクロプラスチックは、例えば5~数mm以下のサイズを有する微小プラスチック片であり、河川に流出した家庭用排水やプラスチックごみが主たる要因であると考えられている。このようなマイクロプラスチックの実態解明および対策のための一環として、河川からのマイクロプラスチックの採取が行われている。具体的には、例えば、単位水量当たりのマイクロプラスチック量を迅速かつ簡便に測定するために、ネットと濾水計とを組み合わせた検査装置が使用されている。 In recent years, there are concerns about the environmental impact of so-called microplastics. Microplastics are microplastic pieces having a size of, for example, 5 to several mm or less, and are considered to be mainly caused by household wastewater and plastic waste flowing into rivers. As part of elucidating the actual situation of such microplastics and taking measures, microplastics are being collected from rivers. Specifically, for example, in order to measure the amount of microplastic per unit amount of water quickly and easily, an inspection device combining a net and a drainage meter is used.

特開2017-116260号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-116260 特開2019-007901号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-007901

マイクロプラスチックとは、捨てられたプラスチックごみや、が風雨により川に入り、やがて海に流れ込んで小さな破片となったものである。また、人工芝やタイヤかすなど、廃棄されずとも削れて流出するタイプのマイクロプラスチックも存在する。マイクロプラスチックの影響は、魚類等の水生生物に捕食されることで生じるとされている。さらには、マイクロプラスチックに付着した残留性有機汚染物質が生態系に悪影響を及ぼす可能性があることが指摘されている。そこで、できるだけ広範囲にわたり、マイクロプラスチックの分布や量をモニタリングすることが求められている。 Microplastics are discarded plastic waste and other small pieces that enter the river due to wind and rain and eventually flow into the sea. There are also types of microplastics, such as artificial turf and tire debris, that can be scraped and leaked even if they are not discarded. The effects of microplastics are said to be caused by predation by aquatic organisms such as fish. Furthermore, it has been pointed out that persistent organic pollutants attached to microplastics may adversely affect the ecosystem. Therefore, it is required to monitor the distribution and amount of microplastics over as wide a range as possible.

本願は、上記に鑑みてなされたものであって、マイクロプラスチックに代表される不溶性物質の質量を容易に得ることを目的とする。 The present application has been made in view of the above, and an object thereof is to easily obtain the mass of an insoluble substance typified by microplastic.

本願に係る推定装置は、所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得する取得部と、撮影画像に撮影された不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を特定する物体推定部と、取得部が取得した不溶性物質の外観と、物体推定部が推定した物体から不溶性物質の質量を推定する質量推定部とを有することを特徴とする。 The estimation device according to the present application is an object that is a source of an insoluble substance based on an acquisition unit that acquires a photographed image of an insoluble substance mixed in a predetermined liquid and an appearance of the insoluble substance photographed in the photographed image. It has an object estimation unit that identifies an object that has flowed out into a liquid, an appearance of an insoluble substance acquired by the acquisition unit, and a mass estimation unit that estimates the mass of the insoluble substance from the object estimated by the object estimation unit. It is characterized by.

実施形態の一態様によれば、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、簡易に不溶性物質の質量を推定できるという効果を奏する。 According to one aspect of the embodiment, there is an effect that the mass of the insoluble substance can be easily estimated from the image obtained by capturing the fragments of the insoluble substance without using a high-precision mass measuring device or the like.

図1は、実施形態に係る推定装置が実行する推定処理の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of estimation processing executed by the estimation device according to the embodiment. 図2は、実施形態に係る推定装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an estimation device according to an embodiment. 図3は、実施形態に係るマイクロプラスチックの外観とマイクロプラスチックの元の物体等のデータベースに登録されている情報の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of information registered in a database such as the appearance of the microplastic and the original object of the microplastic according to the embodiment. 図4は、実施形態に係るマイクロプラスチックの元の物体と画像バリエーション、形状パラメータ等のデータベースに登録されている情報の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of information registered in a database such as an original object of microplastic according to an embodiment, image variations, and shape parameters. 図5は、実施形態に係るマイクロプラスチックの元の物体と画像バリエーションと質量計算式のデータベースに登録されている情報の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the original object of the microplastic according to the embodiment, the image variation, and the information registered in the database of the mass calculation formula. 図6は、実施形態に係る推定装置が実行する処理の流れ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 the flow of processing executed by the estimation device according to the embodiment. 図7は、ハードウエア構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a hardware configuration.

以下に、本願に係る推定装置、推定方法及び推定プログラムを実施するための形態(以下、「実施形態」と呼ぶ)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る推定装置、推定方法及び推定プログラムが限定されるものではない。1つまたは複数の実施形態の詳細は、以下の説明および図面に記載される。また、1つまたは複数の実施形態の各々は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の1つまたは複数の実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, a mode for carrying out the estimation device, the estimation method, and the estimation program according to the present application (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that this embodiment does not limit the estimation device, estimation method and estimation program according to the present application. Details of one or more embodiments are described in the following description and drawings. Further, each of the one or a plurality of embodiments can be appropriately combined as long as the processing contents do not contradict each other. Further, in the following one or a plurality of embodiments, the same parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

〔1.推定装置について〕
まず、図1を用いて、推定装置100が実行する処理の一例について説明する。図1は、実施形態に係る推定装置が実行する推定処理の一例を示す図である。図1では、河川や運河、河口や海といった流水や、湖等の水分が存在する箇所(以下、「収集箇所」と総称する場合がある。)において、水に含まれるマイクロプラスチックを不溶性物質として収集し、収集した不溶性物質の質量を推定する処理の一例について記載した。
[1. About the estimation device]
First, an example of the processing executed by the estimation device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of estimation processing executed by the estimation device according to the embodiment. In FIG. 1, microplastics contained in water are used as insoluble substances in flowing water such as rivers, canals, estuaries and seas, and in places where water exists such as lakes (hereinafter, may be collectively referred to as “collection points”). An example of a process of collecting and estimating the mass of the collected insoluble substance is described.

〔1-1.推定装置の概要〕
推定装置100は、インターネット等の所定のネットワークを介して、任意の端末装置と通信可能な情報処理装置であり、例えば、サーバ装置やクラウドシステム等により実現される。なお、推定装置100は、ネットワーク(例えば、インターネット網)を介して、任意の数の端末装置と通信可能であってよい。
[1-1. Overview of estimation device]
The estimation device 100 is an information processing device capable of communicating with an arbitrary terminal device via a predetermined network such as the Internet, and is realized by, for example, a server device or a cloud system. The estimation device 100 may be able to communicate with any number of terminal devices via a network (for example, an Internet network).

端末装置200は、利用者が利用する端末装置であり、例えば、スマートフォン、デスクトップ型PC(Personal Computer)、ノート型PC、タブレット型PCを含む、任意のタイプの情報処理装置であってもよい。例えば、端末装置200は、利用者から各種の情報の入力を受付けると、推定装置100と有線又は無線により通信を行い、通信結果となる情報を出力する機能を有する。 The terminal device 200 is a terminal device used by a user, and may be any type of information processing device including, for example, a smartphone, a desktop PC (Personal Computer), a notebook PC, and a tablet PC. For example, the terminal device 200 has a function of receiving input of various information from a user, communicating with the estimation device 100 by wire or wirelessly, and outputting information as a communication result.

〔1-2.不溶性物質について〕
ここで、不溶性物質とは、その不溶性物質が含まれていた液体に対して溶解せずに含まれていた物質であり、例えば、液体としての水に含まれるマイクロプラスチックである。例えば、収集箇所で採取されるマイクロプラスチックは、河川や海等に投棄されたペットボトルや、河川の流域の近傍に所在する各種の施設で用いられるプラスチック製品が流出し、その後、劣化して崩壊することで生じる場合がある。
[1-2. About insoluble substances]
Here, the insoluble substance is a substance contained in the liquid containing the insoluble substance without being dissolved, and is, for example, a microplastic contained in water as a liquid. For example, the microplastic collected at the collection point leaks PET bottles dumped in rivers and the sea, and plastic products used in various facilities located near the river basin, and then deteriorates and collapses. It may occur by doing.

より具体的な例を挙げると、ゴルフ場やテニスコートには、プラスチック製の人工芝が設置される場合がある。しかしながら、このような人工芝が使用により劣化した場合、一部が崩壊し、降雨時に用水路等を介して川や海へと流出する場合がある。また、水田や畑等では、肥料をポリエチレン等のプラスチック素材でコーティングした徐放性肥料カプセルや、農薬原体を高分子膜などで均一にコーティングしたカプセル等(以下、これら農薬や肥料等、任意の内容物を各種のプラスチック素材でコーティングしたものを単に「カプセル」と総称する。)が用いられる場合がある。しかしながら、雨や水田の水を抜いた際、このようなカプセルが河川等に流出してしまい、マイクロプラスチックとなる場合がある。 To give a more specific example, golf courses and tennis courts may be equipped with artificial turf made of plastic. However, when such artificial turf deteriorates due to use, a part of it may collapse and flow out to a river or the sea through an irrigation canal or the like when it rains. In paddy fields and fields, sustained-release fertilizer capsules in which fertilizer is coated with a plastic material such as polyethylene, capsules in which the pesticide base is uniformly coated with a polymer film, etc. (hereinafter, these pesticides, fertilizers, etc., are optional). The contents of the above coated with various plastic materials are simply collectively referred to as "capsules"). However, when it rains or drains water from a paddy field, such capsules may flow out into a river or the like and become microplastic.

また、上述した製品以外にも、キャンプ場で使用されたビニール袋やプラスチックカップ、釣り用のテグスや食材用のプラスチックトレイ、不法投棄された各種のプラスチック製品、海に捨てられたプラスチックごみ等が崩壊し、マイクロプラスチックとして流出してしまう恐れがある。これら以外にも、各種のプラスチック製品が所在しうる施設からは、プラスチック製品もしくはその一部が河川等に流出し、崩壊する等してマイクロプラスチックとなる可能性がある。 In addition to the products mentioned above, plastic bags and plastic cups used in campgrounds, plastic trays for fishing tegs and foodstuffs, various illegally dumped plastic products, plastic waste dumped in the sea, etc. It may collapse and leak out as microplastic. In addition to these, there is a possibility that plastic products or a part of them may flow out into rivers or the like and collapse to become microplastics from facilities where various plastic products may be located.

また、これら以外にも、工業用研磨材や研削材、ペレット等がマイクロプラスチックとして流出する恐れがある。このように、流出した物体がそのままマイクロプラスチックとなったものを一次マイクロプラスチックと呼び、あるプラスチックの物体が崩壊して細かい断片になったものを二次マイクロプラスチックと呼ぶ場合がある。以下の説明では、これら一次マイクロプラスチックおよび二次マイクロプラスチックを単にマイクロプラスチックと総称し、特に区別をしないものとする。 In addition to these, there is a risk that industrial abrasives, abrasives, pellets, etc. will flow out as microplastics. In this way, what the outflowing object becomes microplastic as it is is called primary microplastic, and what the object of a certain plastic collapses into fine fragments is called secondary microplastic. In the following description, these primary microplastics and secondary microplastics are simply collectively referred to as microplastics, and no particular distinction is made.

〔1-3.マイクロプラスチックの採取〕
マイクロプラスチックは、例えば、(1)海の表面に浮いているもの、(2)海中を漂うもの、(3)海底の堆積物に埋もれているもの、(4)砂浜で砂と混ざっているもの、(5)海洋生物の体内に入り込んだもの等がある。マイクロプラスチックの採取方法として、例えば(1)マンタネット等で海水の表面をすくって採取する、(2)ボンゴネット等で採取する、(3)ホックスコアラー等で採取する、(4)所定の枠を使って、所定の深さまでの砂を採取する、(5)生物を解剖して消化管を取り出す等がある。
[1-3. Collection of microplastics]
Microplastics are, for example, (1) those floating on the surface of the sea, (2) those floating in the sea, (3) those buried in sediments on the seabed, and (4) those mixed with sand on sandy beaches. , (5) Some marine organisms have entered the body. As a method for collecting microplastics, for example, (1) scoop the surface of seawater with a manta net or the like, (2) collect with a bongo net or the like, (3) collect with a hook scorer or the like, (4) a predetermined frame. There are methods such as collecting sand to a predetermined depth using, (5) dissecting an organism and removing the digestive tract.

次に、ふるい、化学処理、比重分離等の所定の前処理をした後、顕微鏡画像等を取得し(ステップS10),約100μmより大きいマイクロプラスチックは、目視でマイクロプラスチックを1つずつ拾い出す(ステップS20)。100μmより小さいものは、拾い出しできないので、例えば、顕微フーリエ変換赤外分光光度計等を利用して抽出する。 Next, after performing predetermined pretreatments such as sieving, chemical treatment, and specific gravity separation, microscopic images and the like are acquired (step S10), and microplastics larger than about 100 μm are visually picked up one by one (step S10). Step S20). Those smaller than 100 μm cannot be picked up, so they are extracted using, for example, a micro-Fourier transform infrared spectrophotometer.

ここで、マイクロプラスチックは、専用のマイクロプラスチック収集装置で収集されてもよい。例えば、収集装置は水を後方へと流すスクリューと、スクリューにより流された水が通るネットとを筒状のダクトで結合した構造を有する。また、ネットの後方には、流水計が設置されており、ネットを通った水の量が計測される。一定量の水がネットを通った際に、ネットに残るマイクロプラスチックを分析することで、池や川等に所在するマイクロプラスチックの量を推定できる。 Here, the microplastic may be collected by a dedicated microplastic collecting device. For example, the collecting device has a structure in which a screw for flowing water backward and a net through which the water flowed by the screw passes are connected by a cylindrical duct. In addition, a water flow meter is installed behind the net to measure the amount of water that has passed through the net. By analyzing the microplastics that remain on the net when a certain amount of water passes through the net, the amount of microplastics located in ponds, rivers, etc. can be estimated.

〔1-4.マイクロプラスチックの測定について〕
推定装置100は、マイクロプラスチックの画像30を入力し(ステップS21)、個々のマイクロプラスチックの大きさ(長辺、短辺、面積等)、形状(繊維状、破片状等)を測定する。ここで、画像30について(nは自然数)、特に画像を指定しない限り、「画像30」と表記する。顕微鏡に取り付けたディジタルカメラを使って撮影されたマイクロプラスチックについて、推定装置100は、例えば、画像処理ソフト等を用いて長辺、短辺等の大きさを測定する。また、推定装置100は、画像解析ソフト等を用いて、粒子の平均粒径、面積等を測定し、形状を識別してもよい(ステップS31)。
[1-4. Measurement of microplastics]
The estimation device 100 inputs an image 30 of the microplastic (step S21), and measures the size (long side, short side, area, etc.) and shape (fibrous, debris, etc.) of each microplastic. Here, the image 30 n (n is a natural number) is referred to as "image 30" unless an image is specified. For the microplastic photographed by using a digital camera attached to a microscope, the estimation device 100 measures the sizes of the long side, the short side, and the like using, for example, image processing software. Further, the estimation device 100 may measure the average particle size, area, etc. of the particles using image analysis software or the like to identify the shape (step S31).

〔1-5.物体推定処理について〕
出願人がマイクロプラスチックを採取し、採取したマイクロプラスチックを分析したところ、その形状や色彩、大きさ、劣化の仕方等といった外観に基づいて、崩壊前の物体をある程度推定できることを発見した。例えば、人工芝が崩壊することで生成されたマイクロプラスチックは、緑色といった着色がされている場合が多い。また、マイクロプラスチックがカプセルもしくはその一部である場合、一部に曲線状の形状や、空洞を有する物体が崩壊した際のへこみが視認される場合が多い。
[1-5. About object estimation processing]
When the applicant collected the microplastic and analyzed the collected microplastic, it was found that the object before collapse can be estimated to some extent based on the appearance such as its shape, color, size, and deterioration method. For example, microplastics produced by the collapse of artificial turf are often colored green. Further, when the microplastic is a capsule or a part thereof, a curved shape in a part or a dent when an object having a cavity collapses is often visually recognized.

このように、マイクロプラスチックの各種外観は、そのマイクロプラスチックがどのような製品であったか(すなわち、元となる物体が何であったか)を推定する指標となりえる。 In this way, the various appearances of the microplastic can be an index for estimating what kind of product the microplastic was (that is, what the original object was).

例えば、推定装置100は、マイクロプラスチックの外観が有する特徴と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、撮影画像から、マイクロプラスチックの元となる物体を推定する(ステップS32)。例えば、推定装置100は、マイクロプラスチックの外観として、そのマイクロプラスチックの色彩若しくは形状が有する特徴と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、撮影画像から、マイクロプラスチックの元となる物体を推定する。 For example, the estimation device 100 estimates the object that is the source of the microplastic from the photographed image by using a model that has learned the relationship between the characteristics of the appearance of the microplastic and the object that is the source of the microplastic. (Step S32). For example, the estimation device 100 uses a model that learns the relationship between the characteristics of the color or shape of the microplastic and the object that is the source of the microplastic as the appearance of the microplastic, and uses a model that learns the relationship between the micro. Estimate the object that is the source of plastic.

このような推定処理により、推定装置100は、マイクロプラスチックの元となる物体、例えば、人工芝やペットボトル、ビニール袋やカプセルといった製品の名称等を推定することができる。この結果、推定装置100は、マイクロプラスチックの元に物体(製品)が定まる場合、材質分析をしなくても、元の物体情報から材質情報を取得できる。一方、元の物体が定まらない場合、材質分析用の専用装置を利用して、推定装置100は、材質情報を取得する。 By such an estimation process, the estimation device 100 can estimate the object that is the source of the microplastic, for example, the name of a product such as an artificial turf, a PET bottle, a plastic bag, or a capsule. As a result, when the object (product) is determined based on the microplastic, the estimation device 100 can acquire the material information from the original object information without performing the material analysis. On the other hand, when the original object is not determined, the estimation device 100 acquires the material information by using the dedicated device for material analysis.

〔1-6.マイクロプラスチックの材質分析について〕
目視で、マイクロプラスチックの外観が有する特徴から、そのマイクロプラスチックの元となる物体を判断できない場合、推定装置100は、例えば、顕微フーリエ変換赤外分光光度計等を利用して、採取したマイクロプラスチックに赤外光を照射し、透過又は反射した吸収量を測定して分子構造や官能基情報等を取得し、マイクロプラスチックの材質を分析する(ステップS33)。
[1-6. About material analysis of microplastics]
When it is not possible to visually determine the substance that is the source of the microplastic from the characteristics of the appearance of the microplastic, the estimation device 100 uses, for example, a micro-Fourier transform infrared spectrophotometer or the like to collect the microplastic. Is irradiated with infrared light, the amount of absorbed or reflected absorption is measured, molecular structure, functional group information and the like are acquired, and the material of the microplastic is analyzed (step S33).

推定装置100は、マイクロプラスチックの材質を判断できた場合、マイクロプラスチックの外観が有する特徴と材質と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、元となる物体が何であったかを推定する(ステップS34)。 When the estimation device 100 can determine the material of the microplastic, the estimation device 100 uses a model that learns the relationship between the characteristics and materials of the appearance of the microplastic and the object that is the source of the microplastic, and uses the model to be the source object. Is estimated (step S34).

〔1-7.マイクロプラスチックの質量推定について〕
推定装置100は、マイクロプラスチックについて、例えば、測定した面積に、マイクロプラスチックの厚さを乗じて、体積を算出する。さらに、推定装置100は、推定した元の物体の比重を、体積に乗じることで、そのマイクロプラスチックの質量を算出する。
[1-7. About mass estimation of microplastics]
The estimation device 100 calculates the volume of the microplastic by, for example, multiplying the measured area by the thickness of the microplastic. Further, the estimation device 100 calculates the mass of the microplastic by multiplying the volume by the estimated specific gravity of the original object.

マイクロプラスチックの厚さを測定するには、例えば、顕微鏡とミクロメータを用いて測定するが、手間がかかり現実的ではない。一方、マイクロプラスチックの大きさ(長辺、短辺、面積等)や、形状(繊維状、破片状等)は、例えば、画像処理ソフト等を利用すれば測定できる。そこで、例えば、推定装置100は、大きさや形状のパラメータ、材質情報等を用いて質量を算出する経験式を学習しておき、マイクロプラスチックの厚さの実測値を使わずに質量の推定値を算出する(ステップS35)。 To measure the thickness of microplastic, for example, it is measured using a microscope and a micrometer, but it is time-consuming and impractical. On the other hand, the size (long side, short side, area, etc.) and shape (fibrous, debris, etc.) of the microplastic can be measured by using, for example, image processing software. Therefore, for example, the estimation device 100 learns an empirical formula for calculating the mass using size and shape parameters, material information, and the like, and estimates the mass without using the measured value of the thickness of the microplastic. Calculate (step S35).

〔1-8.各種推定処理の一例について〕
以下、図1を用いて、推定装置100が実行する物体推定処理および質量推定処理の流れの一例について説明する。なお、以下の説明では、河川や海等、流れを有する流体としての水に含まれるマイクロプラスチックについて、物体推定処理や質量推定処理を行う例について説明するが、実施形態は、これに限定されるものではない。以下に説明する物体推定処理および質量推定処理は、湖等、流れを有さない(あるいは、軽微な流れを有する)水に含まれるマイクロプラスチック等、各種所定の液体に含まれる不溶性物質について行われてもよい。
[1-8. About an example of various estimation processes]
Hereinafter, an example of the flow of the object estimation process and the mass estimation process executed by the estimation device 100 will be described with reference to FIG. In the following description, an example of performing object estimation processing and mass estimation processing on microplastic contained in water as a fluid having a flow such as a river or the sea will be described, but the embodiment is limited to this. It's not a thing. The object estimation process and mass estimation process described below are performed on insoluble substances contained in various predetermined liquids such as lakes and the like, microplastics contained in water having no flow (or having a slight flow). You may.

まず、利用者は、河川等を流れる水を採取し、採取した水からマイクロプラスチックを収集する。例えば、利用者は、ポンプ、採水器、プランクトンネット等でマイクロプラチックを採取する。 First, the user collects water flowing through a river or the like, and collects microplastics from the collected water. For example, the user collects microplatics with a pump, a water sampler, a plankton net, or the like.

推定装置100は、撮影画像30におけるマイクロプラスチックの画像について、色、長辺、短辺、面積等の大きさを測定し、繊維状、破片状等の形状を識別する(ステップS31)。次いで、推定装置100は、マイクロプラスチックの大きさと形状を基づいて、元となる物体の推定を行う(ステップS32)。例えば、推定装置100は、撮影されたマイクロプラスチックの形状の特徴(例えば、曲線状あるいは曲面状の部分を有しているか否か、直線状の部分を有しているか否か等)、マイクロプラスチックの色彩(例えば、乳白色であるか、緑色であるか)や透明度等をマイクロプラスチックの外観が有する特徴(以下、「外観特徴」と記載する。)として特定する。なお、このような特定技術は、各種公知の画像解析技術により実現されてもよい。 The estimation device 100 measures the size such as color, long side, short side, and area of the microplastic image in the captured image 30, and identifies the shape such as fibrous shape and debris shape (step S31). Next, the estimation device 100 estimates the original object based on the size and shape of the microplastic (step S32). For example, the estimation device 100 may include characteristics of the shape of the photographed microplastic (for example, whether or not it has a curved or curved portion, whether or not it has a linear portion, etc.), microplastic. The color (for example, whether it is milky white or green), transparency, and the like are specified as the characteristics of the appearance of the microplastic (hereinafter, referred to as "appearance characteristics"). In addition, such a specific technique may be realized by various known image analysis techniques.

続いて、推定装置100は、特定された外観特徴に基づいて、元となる物体を推定する(ステップS32)。例えば、推定装置100は、マイクロプラスチックの元となる物体と、その物体が流出して崩壊した際に生じるマイクロプラスチックの外観特徴とをあらかじめ対応付けたテーブルを有し、特定された外観特徴と類似する外観特徴に対応付けられた物体を、撮影されたマイクロプラスチックの元の物体として推定してもよい。また、推定装置100は、あらかじめマイクロプラスチックの外観と元となる物体との関係性を学習したモデルを用いてもよい。このようなモデルは、例えば、ある物体(製品)から生じたマイクロプラスチックの画像を入力した際に、その物体(製品)を示す情報を出力するように学習が行われたニューラルネットワーク等により実現可能である。 Subsequently, the estimation device 100 estimates the original object based on the specified appearance feature (step S32). For example, the estimation device 100 has a table in which an object that is the source of the microplastic and the appearance characteristics of the microplastic generated when the object flows out and collapses are associated in advance, and is similar to the specified appearance characteristics. The object associated with the appearance feature may be estimated as the original object of the photographed microplastic. Further, the estimation device 100 may use a model in which the relationship between the appearance of the microplastic and the original object is learned in advance. Such a model can be realized by, for example, a neural network trained to output information indicating the object (product) when an image of microplastic generated from a certain object (product) is input. Is.

なお、推定装置100は、マイクロプラスチックの材質分析のデータを利用してもよい。例えば、利用者は、赤外線分光装置等を用いて、マイクロプラスチックの材質分析を行い、素材を示す材質情報を推定装置100に登録する。このような場合、推定装置100は、素材に基づいて、元となる物体(製品)を推定する(ステップS34)。例えば、推定装置100は、素材を示す材質情報が入力された際に、そのマイクロプラスチックの元となる物体を示す情報が入力された際、そのマイクロプラスチックの元となる物体を示す情報を出力するように学習が行われたモデルを用いて、推定を行ってもよい。 The estimation device 100 may use the data of the material analysis of the microplastic. For example, the user analyzes the material of the microplastic using an infrared spectroscope or the like, and registers the material information indicating the material in the estimation device 100. In such a case, the estimation device 100 estimates the original object (product) based on the material (step S34). For example, when the material information indicating the material is input, the estimation device 100 outputs the information indicating the object that is the source of the microplastic when the information indicating the object that is the source of the microplastic is input. The estimation may be performed using the model trained as described above.

続いて、推定装置100は、マイクロプラスチックの質量推定処理を実行する(ステップS35)。例えば、マイクロプラスチックの元の物体ごとに質量計算のためのモデル式を生成しておく。質量計算式に入力するパラメータは、主にマイクロプラスチックの外観情報、材質情報、形状態様を示す形状パラメータである。外観情報は、例えば、測定された面積である。材質情報は、元の物体(製品)が分かっている場合、その物体の素材に係る材質情報であり、元の物体が分からない場合、赤外線分光装置等を用いて測定された材質情報である。形状態様は、繊維状、破片状等の形状態様を示す形状パラメータである。各質量計算式は、物体ごとにマイクロプラスチックの厚みを所定の厚みとして、主に面積に基づいて、質量を推定する計算式である。なお、かかる計算式が採用する厚みは、面積に応じて変動する厚みであってもよい。推定装置100は、推定した物体と対応する計算式を用いて、その質量を推定する。また、物体によっては、例えば、面積だけではなく、同一物体(製品)であっても、ポリエチレンやポリプロピレン等の材質情報や、繊維状や破片状等の形状態様が、質量の推定値に影響を与える。本願実施形態における質量計算に係るモデル式は、このような状況にも対応することができる。かかる計算式は、例えば、ニューラルネットワーク等により実現されるモデルであってもよい。図1では、例えば、物体して、object_01、object_02、object_03を例示しているが、これらについては、物体ごとに質量計算のためのモデル式が生成される。個々の計算式では、面積の実測値、材質情報、形状態様がパラメータとして入力されるため、同一物体であっても、例えば、劣化による材質変化、形状態様の変化に対応して質量の推定値を出力することとなる。 Subsequently, the estimation device 100 executes the mass estimation process of the microplastic (step S35). For example, a model formula for mass calculation is generated for each original object of microplastic. The parameters to be input to the mass calculation formula are mainly shape parameters indicating appearance information, material information, and shape mode of the microplastic. Appearance information is, for example, the measured area. The material information is the material information related to the material of the object when the original object (product) is known, and the material information measured by using an infrared spectroscope or the like when the original object is unknown. The shape mode is a shape parameter indicating a shape mode such as a fibrous shape or a fragment shape. Each mass calculation formula is a calculation formula for estimating the mass mainly based on the area, with the thickness of the microplastic for each object as a predetermined thickness. The thickness adopted by the calculation formula may be a thickness that varies depending on the area. The estimation device 100 estimates the mass of the estimated object using a calculation formula corresponding to the estimated object. In addition, depending on the object, for example, not only the area but also the material information such as polyethylene and polypropylene and the shape mode such as fibrous and debris affect the estimated mass even for the same object (product). give. The model formula related to the mass calculation in the embodiment of the present application can cope with such a situation. Such a calculation formula may be a model realized by, for example, a neural network or the like. In FIG. 1, for example, objects_01, object_02, and object_03 are illustrated, and for these, a model formula for mass calculation is generated for each object. In each calculation formula, the measured area value, material information, and shape mode are input as parameters, so even if the object is the same, for example, the estimated mass value corresponding to the material change due to deterioration and the shape mode change. Will be output.

上述した実施形態では、物体ごとの質量計算式を用いているが、かかる計算式が素材である材質ごとの質量計算式であってもよい。材質ごとである場合、推定装置100は、マイクロプラスチックの外観から物体(製品)を推定し、推定した物体の材質を特定し登録する。そして、特定した材質と対応する質量計算式を用いて、撮影されたマイクロプラスチックの面積から質量を推定してもよい。また、推定装置100は、赤外線分光装置等により利用者が分析したマイクロプラスチックの材質を登録する。そして、登録した材質と対応する質量計算式を用いて、撮影されたマイクロプラスチックの面積から質量を推定してもよい。 In the above-described embodiment, the mass calculation formula for each object is used, but the calculation formula may be the mass calculation formula for each material which is the material. In the case of each material, the estimation device 100 estimates an object (product) from the appearance of the microplastic, identifies and registers the material of the estimated object. Then, the mass may be estimated from the area of the photographed microplastic using the mass calculation formula corresponding to the specified material. Further, the estimation device 100 registers the material of the microplastic analyzed by the user with an infrared spectroscopic device or the like. Then, the mass may be estimated from the area of the photographed microplastic by using the mass calculation formula corresponding to the registered material.

〔1-9.物体とマイクロプラスチックの劣化レベルとの関係について〕
また、推定装置100は、各種マイクロプラスチックの外観から得られる各種の情報(すなわち、外観の特徴)を用いて、材質や元となる物体(製品)の推定をおこなってもよい。例えば、推定装置100は、形状や色、素材のみならず、マイクロプラスチックの劣化レベルやサイズに基づいて、元なる物体の推定を行ってもよい。例えば、推定装置100は、マイクロプラスチックが乳白色の球殻状の物体、もしくはその一部であり、元の球体が2ミリメートル~3ミリメートル前後の大きさであると推定される場合、「カプセル」を推定物体としてもよい。
[1-9. Relationship between the deterioration level of objects and microplastics]
Further, the estimation device 100 may estimate the material and the original object (product) by using various information (that is, appearance features) obtained from the appearance of various microplastics. For example, the estimation device 100 may estimate the original object based not only on the shape, color, and material, but also on the deterioration level and size of the microplastic. For example, the estimation device 100 may use a "capsule" when the microplastic is a milky white spherical shell-like object or a part thereof, and the original sphere is estimated to be about 2 mm to 3 mm in size. It may be an estimated object.

また、推定装置100は、マイクロプラスチックが水色のシート状の物質であり、厚みが0.08ミリメートルから0.3ミリメートル前後の範囲に収まる場合は、家の補修やキャンプ等に利用された「ブルーシート」を推定物体としてもよい。また、推定装置100は、マイクロプラスチックが白色のペレット状の形状を有し、成分がポリエチレンである場合、プラスチック製品の原料となる「原料ペレット」を推定物体としてもよい。このような「原料ペレット」は、プラスチック製品を製造する工場の屋外に備蓄されることが多い。このため、推定装置100は、「原料ペレット」を、プラスチック製品の製造工場から流出したマイクロプラスチックであると推定してもよい。 Further, in the estimation device 100, when the microplastic is a light blue sheet-like substance and the thickness is within the range of about 0.08 mm to 0.3 mm, the estimation device 100 is used for home repair, camping, etc. A "sheet" may be used as an estimated object. Further, in the estimation device 100, when the microplastic has a white pellet-like shape and the component is polyethylene, the estimation device 100 may use the “raw material pellet” which is the raw material of the plastic product as the estimation object. Such "raw material pellets" are often stored outdoors in factories that manufacture plastic products. Therefore, the estimation device 100 may presume that the "raw material pellet" is a microplastic leaked from a plastic product manufacturing factory.

また、推定装置100は、マイクロプラスチックが白色のポリウレタンであり、厚みが2ミリメートル程度である場合は、「プラカップ」を推定物体としてもよい。また、推定装置100は、マイクロプラスチックが紐状のポリエチレンであり、マイクロプラスチックを構成する遷移の直径が0.3ミリメートル程度である場合は、ポリエチレンロープもしくはポリエチレンロープを構成する遷移を推定物体としてもよい。 Further, in the estimation device 100, when the microplastic is white polyurethane and the thickness is about 2 mm, a "plastic cup" may be used as an estimation object. Further, in the estimation device 100, when the microplastic is polyethylene in the form of a string and the diameter of the transition constituting the microplastic is about 0.3 mm, the polyethylene rope or the transition constituting the polyethylene rope may be used as the estimation object. good.

また、各種のプラスチック製品は、水流で運ばれるにつれて、一部が崩壊したり、劣化したりする結果、形状や透明度が変化すると考えられる。このような各種の劣化態様は、プラスチック製品の成分や形状等に応じて、異なるとも考えらえる。そこで、推定装置100は、マイクロプラスチックの外観として、そのマイクロプラスチックの劣化態様を用いて、元となる物体を推定してもよい。例えば、推定装置100は、劣化態様と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、撮影画像から、マイクロプラスチックの元となる物体を推定してもよい。 In addition, it is considered that the shape and transparency of various plastic products change as a result of partial collapse or deterioration as they are carried by a stream of water. It can be considered that such various deterioration modes differ depending on the composition, shape, and the like of the plastic product. Therefore, the estimation device 100 may estimate the original object by using the deterioration mode of the microplastic as the appearance of the microplastic. For example, the estimation device 100 may estimate the object that is the source of the microplastic from the photographed image by using the model that has learned the relationship between the deterioration mode and the object that is the source of the microplastic.

例えば、推定装置100は、元の物体とマイクロプラスチックの撮影画像とを比較することで設定される崩壊度合いを、マイクロプラスチックの画像とともに入力した際に、元となる物体を推定するモデルを学習する。このような崩壊度合いは、例えば、人手により設定される。そして、推定装置100は、利用者が入力した撮影画像と、崩壊度合いとをモデルに入力することで、元となる物体の推定を行ってもよい。 For example, the estimation device 100 learns a model for estimating the original object when the degree of collapse set by comparing the original object and the captured image of the microplastic is input together with the image of the microplastic. .. Such a degree of collapse is set manually, for example. Then, the estimation device 100 may estimate the original object by inputting the captured image input by the user and the degree of collapse into the model.

また、推定装置100は、マイクロプラスチックが収集された収集箇所に基づいて、マイクロプラスチックの元となる物体を推定してもよい。例えば、河川周囲にゴルフ場やテニスコートが多く存在する場合、河川の下流においては、カプセルよりも人工芝を元となるマイクロプラスチックが収集される可能性が高い。一方、河川周囲に水田が多く存在する場合、河川の下流においては、カプセルが元となるマイクロプラスチックが収集される可能性が高い。 Further, the estimation device 100 may estimate the object that is the source of the microplastic based on the collection point where the microplastic is collected. For example, when there are many golf courses and tennis courts around the river, there is a high possibility that microplastics based on artificial turf will be collected in the lower reaches of the river rather than capsules. On the other hand, when there are many paddy fields around the river, there is a high possibility that microplastics based on capsules will be collected downstream of the river.

また、推定装置10は、マイクロプラスチックの成分を示す材質情報から、マイクロプラスチックの元となる物体を推定してもよい。例えば、推定装置10は、推定物体の候補ごとに、成分をあらかじめ記憶しておき、取集されたマイクロプラスチックの成分との類似度が所定の閾値を超える候補の中から、外観画像に基づいて、推定物体を特定してもよい。 Further, the estimation device 10 may estimate the object that is the source of the microplastic from the material information indicating the component of the microplastic. For example, the estimation device 10 stores components in advance for each candidate of the estimated object, and is based on an external image from among the candidates whose similarity with the collected components of the microplastic exceeds a predetermined threshold value. , The estimated object may be specified.

また、推定装置100は、これらの情報以外にも、少なくともマイクロプラスチックの外観を考慮して元なる物体を推定するのであれば、各種任意の情報に基づいて、マイクロプラスチックの元となる物体を推定してよい。また、推定装置100は、プラスチックネットやプラカップ等、各種任意の物体を推定物体としてもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、任意の素材の物体を推定物体としてもよい。 In addition to these information, the estimation device 100 estimates the original object of the microplastic based on various arbitrary information if the original object is estimated in consideration of at least the appearance of the microplastic. You can do it. Further, the estimation device 100 may use various arbitrary objects such as a plastic net and a plastic cup as the estimation object, and may use polyethylene, polypropylene, and an object of any material as the estimation object.

〔2. 推定装置の構成〕
次に、図2を参照して、実施形態に係る推定装置100の構成例について説明する。図2は、実施形態に係る推定装置100の構成例を示す図である。図2に示すように、推定装置100は、通信部210と、記憶部220と、制御部230とを有する。なお、推定装置100は、推定装置100を利用する管理者等から各種操作を受け付ける入力部(例えば、キーボードやマウス等)や、各種情報を表示するための表示部(液晶ディスプレイ等)を有してもよい。
[2. Configuration of estimation device]
Next, a configuration example of the estimation device 100 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the estimation device 100 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the estimation device 100 includes a communication unit 210, a storage unit 220, and a control unit 230. The estimation device 100 has an input unit (for example, a keyboard, a mouse, etc.) that receives various operations from an administrator or the like who uses the estimation device 100, and a display unit (liquid crystal display, etc.) for displaying various information. You may.

(通信部210)
通信部210は、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。通信部210は、ネットワーク網と有線又は無線により接続され、ネットワーク網を介して、端末装置200との間で情報の送受信を行う。
(Communication unit 210)
The communication unit 210 is realized by, for example, a NIC (Network Interface Card) or the like. The communication unit 210 is connected to the network network by wire or wirelessly, and transmits / receives information to / from the terminal device 200 via the network network.

(記憶部220)
記憶部220は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図2に示すように、記憶部220は、マイクロプラスチックの外観・物体データベース221と、物体推定モデル222と、質量計算モデル223、質量計算式データベース224とを有する。
(Memory unit 220)
The storage unit 220 is realized by, for example, a semiconductor memory element such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory (Flash Memory), or a storage device such as a hard disk or an optical disk. As shown in FIG. 2, the storage unit 220 has a microplastic appearance / object database 221, an object estimation model 222, a mass calculation model 223, and a mass calculation formula database 224.

(マイクロプラスチックの外観・物体データベース221)
マイクロプラスチックの外観・物体データベース221では、例えば、図3に示すように、マイクロプラスチックの外観として、画像「image_01」、色情報「color_01」、長辺「l_max_01」、短辺「l_min_01」、面積「area_01」、形状「shape_01」、材質情報として、材質「material_01」、元の物体(製品名)の候補として、候補1「object_011」、候補2「object_012」、候補3「object_013」等とが対応付けられて記憶されている。例えば、採取したマイクロプラスチックについて、目視だけで、元の物体が識別できる場合、元の物体の候補1には目視で識別した旨を記憶する。
(Appearance of microplastic / object database 221)
In the microplastic appearance / object database 221, for example, as shown in FIG. 3, as the appearance of the microplastic, the image "image_01", the color information "color_01", the long side "l_max_01", the short side "l_min_01", and the area " Area_01 ", shape" shape_01 ", material" material_01 "as material information, candidate 1" object_011 ", candidate 2" object_012 ", candidate 3" object_013 "as candidates for the original object (product name), etc. are associated with each other. It is remembered. For example, if the original object of the collected microplastic can be identified only by visual inspection, the fact that the original object is visually identified is stored in Candidate 1 of the original object.

(物体推定モデル222)
物体推定モデル222は、マイクロプラスチックの撮影画像から元の物体の推定を行うモデルである。撮影画像に撮影されたマイクロプラチックの外観が有する特徴から元となる物体を推定する。例えば、マイクロプラスチックの色情報、長辺、短辺、面積、形状等の外観情報に、材質情報を考慮し、元の物体(製品名)の候補等を出力する。既存の物体推定モデルを利用してもよい。マイクロプラスチックを対象とする場合、例えば、適宜、目視で判断できる情報を取り込めるモデルでもよい。例えば、図4に示すように、物体「object_01」、画像バリエーション「image_01」「a」~「d」、形状パラメータ「shape_a_01」~「shape_d_01」を記憶しておく。形状パラメータとは、繊維状、破片状等の形状態様を示すパラメータである。例えば、物体「object_01」の場合、画像バリエーション「image_01」「a」~「d」がそれぞれ、形状パラメータ「shape_a_01」~「shape_d_01」に対応する。撮影された画像と画像バリエーションの類似度を算出することにより、類似度の高い推定物体の候補を絞ることができる。また、推定装置100は、入力された画像について、画像バリエーションの中から最も類似する画像を選択し、同時に、その画像に対応する形状パラメータを得ることができるため、後述するマイクロプラスチックに係る質量推定計算式に必要なパラメータを得ることもできる。
(Object estimation model 222)
The object estimation model 222 is a model that estimates the original object from the captured image of the microplastic. The original object is estimated from the characteristics of the microplastic appearance captured in the captured image. For example, the material information is taken into consideration in the appearance information such as the color information, the long side, the short side, the area, and the shape of the microplastic, and the candidate of the original object (product name) is output. An existing object estimation model may be used. When targeting microplastics, for example, a model that can capture information that can be visually determined may be used as appropriate. For example, as shown in FIG. 4, the object “object_01”, the image variations “image_01” “a” to “d”, and the shape parameters “shape_a_01” to “shape_d_01” are stored. The shape parameter is a parameter indicating a shape mode such as a fibrous shape or a fragment shape. For example, in the case of the object “object_01”, the image variations “image_01” “a” to “d” correspond to the shape parameters “shape_a_01” to “shape_d_01”, respectively. By calculating the similarity between the captured image and the image variation, it is possible to narrow down the candidates for the estimated object having a high degree of similarity. Further, since the estimation device 100 can select the most similar image from the image variations for the input image and at the same time obtain the shape parameter corresponding to the image, the mass estimation related to the microplastic described later is performed. It is also possible to obtain the parameters required for the calculation formula.

(質量計算モデル223)
質量計算モデル223は、質量計算式を生成するのに必要なパラメータであるマイクロプラスチックの外観情報、材質情報、形状態様等について、パラメータ間の関係を学習部234により学習し、質量計算式データベースに提供する。また、マイクロプラスチックの外観・物体データベース221に登録されているデータを用いて、材質情報や形状態様が変化した際、その都度、質量計算式に適切なパラメータ値や計算式モデルを提供する。さらに、目視情報や経験値も取り入れ、質量計算式に適切なパラメータ値や計算式モデルを提供する。
(Mass calculation model 223)
In the mass calculation model 223, the learning unit 234 learns the relationship between the parameters regarding the appearance information, material information, shape mode, etc. of the microplastic, which are the parameters necessary for generating the mass calculation formula, and the mass calculation formula database is used. offer. Further, by using the data registered in the appearance / object database 221 of the microplastic, the parameter value and the calculation formula model suitable for the mass calculation formula are provided each time the material information or the shape mode changes. In addition, visual information and empirical values are also incorporated to provide appropriate parameter values and calculation formula models for mass calculation formulas.

(質量計算式データベース224)
質量計算式データベース224では、例えば、図5に示すように、物体「object_01」、画像バリエーション「image_01」「a」~「d」、質量推定計算式「function_01」等とが対応付けられて記憶されている。質量計算式「function_01」では、面積、材質情報、形状パラメータ等が入力され、質量の推定値が出力される。例えば、質量計算式データベース224を用いて、画像から推定された元の物体と、マイクロプラスチックの形状態様を基に計算式を特定する。その計算式に、面積の実測値を入力し、マイクロプラスチックの質量を出力する。質量計算式データベース224では、物体ごとの質量計算式を用いているが、かかる計算式が素材である材質ごとの質量計算式であってもよい。
(Mass calculation formula database 224)
In the mass calculation formula database 224, for example, as shown in FIG. 5, an object "object_01", an image variation "image_01""a" to "d", a mass estimation calculation formula "function_01", and the like are stored in association with each other. ing. In the mass calculation formula "function_01", the area, material information, shape parameters, etc. are input, and the estimated value of the mass is output. For example, using the mass calculation formula database 224, the calculation formula is specified based on the original object estimated from the image and the shape mode of the microplastic. The measured value of the area is input to the calculation formula, and the mass of the microplastic is output. In the mass calculation formula database 224, a mass calculation formula for each object is used, but the calculation formula may be a mass calculation formula for each material which is a material.

形状態様については、質量計算モデル223により特定された形状パラメータを用いる。具体的には、質量計算モデル223において、元の物体と対応付けられた複数のマイクロプラスチックの画像から、対象とするマイクロプラスチックの形状と最も類似する形状を有する画像に対応する形状パラメータを選択する。 For the shape aspect, the shape parameter specified by the mass calculation model 223 is used. Specifically, in the mass calculation model 223, a shape parameter corresponding to an image having a shape most similar to the shape of the target microplastic is selected from a plurality of images of microplastics associated with the original object. ..

(制御部230)
制御部230は、コントローラ(controller)であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサによって、推定装置100内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム(推定プログラムの一例に相当)がRAM等を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部230は、コントローラ(controller)であり、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。
(Control unit 230)
The control unit 230 is a controller, and is stored in a storage device inside the estimation device 100 by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit). (Corresponding to one example) is realized by executing RAM or the like as a work area. Further, the control unit 230 is a controller, and may be realized by, for example, an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

制御部230は、図2に示すように、取得部231と、物体推定部232と、質量推定部233、学習部234とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現又は実行する。なお、制御部230の内部構成は、図2に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。 As shown in FIG. 2, the control unit 230 has an acquisition unit 231, an object estimation unit 232, a mass estimation unit 233, and a learning unit 234, and realizes or executes the functions and actions of information processing described below. do. The internal configuration of the control unit 230 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and may be any other configuration as long as it is configured to perform information processing described later.

(取得部231)
取得部231は、例えば、顕微鏡を用いて、画像データとして顕微鏡画像を取得する。例えば、取得部231は、マイクロプラスチックの材質分析の結果を取得する。また、取得部231は、工場等で使用される物体に係る情報や、利用者が利用する端末装置200から利用者が収集したマイクロプラスチックの元となる可能性がある物体情報等を取得し、マイクロプラスチックの外観・物体データベース221に登録してもよい。
(Acquisition unit 231)
The acquisition unit 231 acquires a microscope image as image data using, for example, a microscope. For example, the acquisition unit 231 acquires the result of the material analysis of the microplastic. In addition, the acquisition unit 231 acquires information on objects used in factories and the like, object information that may be the source of microplastics collected by the user from the terminal device 200 used by the user, and the like. It may be registered in the appearance / object database 221 of the microplastic.

(物体推定部232)
物体推定部232は、顕微鏡画像に撮影されたマイクロプラスチックの外観に基づいて、そのマイクロプラスチックの元となる物体であって、水に流出した物体を推定する。例えば、物体推定部232は、マイクロプラスチックの外観が有する色情報、面積、形状等と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、顕微鏡画像から、マイクロプラスチックの元となる物体を推定する。例えば、物体推定部232は、取得部231が取得した顕微鏡画像を、学習部234により学習が行われた物体推定モデル222に入力することで、物体推定モデル222がマイクロプラスチックの外観から推定した物体の情報を取得する。
(Object estimation unit 232)
The object estimation unit 232 estimates the object that is the source of the microplastic and that has flowed out into the water, based on the appearance of the microplastic taken in the microscope image. For example, the object estimation unit 232 uses a model that learns the relationship between the color information, area, shape, etc. of the appearance of the microplastic and the object that is the source of the microplastic, and uses a model that learns the relationship between the microplastic image and the microplastic. Estimate the original object. For example, the object estimation unit 232 inputs the microscope image acquired by the acquisition unit 231 into the object estimation model 222 trained by the learning unit 234, so that the object estimation model 222 estimates the object from the appearance of the microplastic. Get information about.

物体推定部232は、物体推定モデル222を用いずに、マイクロプラスチックの外観が有する特徴から、元となる物体を推定してもよい。例えば、物体推定部232は、マイクロプラスチックの形状、色彩、大きさ、厚さ、透明度等といった各種外観の特徴を示す外観特徴を画像解析により特定する。そして、物体推定部232は、あらかじめ登録された物体のうち、外観特徴が特定された外観特徴と類似する物体を推定物体としてもよい。 The object estimation unit 232 may estimate the original object from the characteristics of the appearance of the microplastic without using the object estimation model 222. For example, the object estimation unit 232 identifies appearance features showing various appearance features such as shape, color, size, thickness, transparency, etc. of the microplastic by image analysis. Then, the object estimation unit 232 may use an object whose appearance feature is similar to that of the specified appearance feature among the objects registered in advance as the estimation object.

また、物体推定部232は、マイクロプラスチックの外観と、収集箇所とに基づいて、マイクロプラスチックの元となる物体を推定してもよい。例えば、物体推定部232は、収集箇所から所定の範囲内にある工場や、収集箇所よりも上流に所在する工場等を特定する。続いて、物体推定部232は、物体の利用や販売履歴を基に特定した工場と紐づけられた物体を候補物体として特定する。そして、物体推定部232は、候補物体の中から、マイクロプラスチックの外観と対応する物体を推定物体としてもよい。また、物体推定部232は、物体推定モデル222に対し、各物体がマイクロプラスチックの元となる可能性を算出させ、候補物体のうち、可能性が最も高いものを推定物体としてもよい。 Further, the object estimation unit 232 may estimate the object that is the source of the microplastic based on the appearance of the microplastic and the collection point. For example, the object estimation unit 232 identifies a factory within a predetermined range from the collection point, a factory located upstream of the collection point, and the like. Subsequently, the object estimation unit 232 identifies an object associated with the specified factory based on the use and sales history of the object as a candidate object. Then, the object estimation unit 232 may use an object corresponding to the appearance of the microplastic as an estimation object from the candidate objects. Further, the object estimation unit 232 may have the object estimation model 222 calculate the possibility that each object is the source of the microplastic, and among the candidate objects, the one with the highest possibility may be used as the estimation object.

(質量推定部233)
質量推定部233は、マイクロプラスチックの面積、材質情報、形状パラメータ等によりマイクロプラスチック単体の質量を推定する。基本的には、予め、マイクロプラスチックの厚さを測定しておき、採取したマイクロプラスチックの面積に、厚さを乗じて体積を算出し、さらに、材質情報から密度を取得して、体積に乗じることで質量を算出できる。しかし、マイクロプラスチックについて、採取する度に、顕微鏡とミクロメータを用いて、厚みを測定するのは手間がかかる。マイクロプラスチックの場合、面積、材質情報、形状パラメータ等を入力して質量を算出するモデル計算式を構築できることが、経験的にわかっているため、データベースに登録されたモデル計算式を用いて、マイクロプラスチックの質量を推定する。
(Mass estimation unit 233)
The mass estimation unit 233 estimates the mass of a single microplastic from the area of the microplastic, material information, shape parameters, and the like. Basically, the thickness of the microplastic is measured in advance, the area of the collected microplastic is multiplied by the thickness to calculate the volume, and the density is obtained from the material information and multiplied by the volume. The mass can be calculated by this. However, it is troublesome to measure the thickness of microplastics using a microscope and a micrometer every time they are collected. In the case of microplastics, it is empirically known that it is possible to construct a model calculation formula that calculates mass by inputting area, material information, shape parameters, etc., so using the model calculation formula registered in the database, micro Estimate the mass of plastic.

計算式で用いる面積については、例えば、既存の画像処理ソフトで簡単に取得できる。材質情報については、元の物体がわかる場合、その材質情報を利用でき、元の物体が分からない場合でも、顕微フーリエ変換赤外分光光度計等を利用して取得できる。したがって、例えば、形状パラメータ等を適切に学習させておけば、モデル計算式により一定精度の質量を算出することができる。 The area used in the calculation formula can be easily obtained by, for example, existing image processing software. As for the material information, if the original object is known, the material information can be used, and even if the original object is not known, it can be acquired by using a micro-Fourier transform infrared spectrophotometer or the like. Therefore, for example, if the shape parameters and the like are properly learned, the mass with constant accuracy can be calculated by the model calculation formula.

(学習部234)
学習部234は、物体推定モデル222の学習を行う。例えば、学習部234は、マイクロプラスチックの顕微鏡画像を入力した際に、人手などで推定されたマイクロプラスチックの元となる物体を示す情報を出力するように、物体推定モデル222の学習を行う。なお、学習部234は、例えば、顕微鏡画像からマイクロプラスチックの色情報や面積、形状といった外観情報を特定し、外観情報が入力された際に、元となる物体を示す情報を出力するように物体推定モデル222の学習を行ってもよい。このような学習が行われた物体推定モデル222を用いる場合、物体推定部232は、顕微鏡画像から外観情報を生成し、生成した外観情報を物体推定モデル222に入力することで、元となる物体を推定することとなる。
(Learning Department 234)
The learning unit 234 learns the object estimation model 222. For example, the learning unit 234 learns the object estimation model 222 so as to output information indicating an object that is the source of the microplastic estimated by hand or the like when a microscope image of the microplastic is input. The learning unit 234 specifies, for example, appearance information such as color information, area, and shape of microplastic from a microscope image, and when the appearance information is input, the learning unit 234 outputs information indicating the original object. The estimation model 222 may be trained. When the object estimation model 222 obtained by such learning is used, the object estimation unit 232 generates appearance information from the microscope image and inputs the generated appearance information to the object estimation model 222 to input the generated appearance information to the original object. Will be estimated.

また、学習部234は、マイクロプラスチックの形状として、そのマイクロプラスチックの形状態様と、そのマイクロプラスチックの元となる物体との関係性を質量計算モデル223に学習させてもよい。形状態様とは、例えば、繊維状、破片状等である。例えば、学習部234は、顕微鏡画像の解析結果に基づいて、マイクロプラスチックの形状態様を特定し、特定した形状態様と顕微鏡画像とを入力した際に、マイクロプラスチックの質量を出力するように質量計算モデル223の学習を行ってもよい。このような学習が行われた質量計算モデル223を用いる場合、質量推定部233は、顕微鏡画像から形状態様を特定し、特定した形状態様を質量計算モデル223に入力することで、マイクロプラスチックの質量を推定することとなる。 Further, the learning unit 234 may train the mass calculation model 223 to learn the relationship between the shape of the microplastic and the object that is the source of the microplastic as the shape of the microplastic. The shape aspect is, for example, fibrous, debris, or the like. For example, the learning unit 234 specifies the shape aspect of the microplastic based on the analysis result of the microscope image, and when the specified shape aspect and the microscope image are input, the mass calculation is performed so as to output the mass of the microplastic. The model 223 may be trained. When the mass calculation model 223 in which such learning has been performed is used, the mass estimation unit 233 identifies the shape mode from the microscope image and inputs the specified shape mode to the mass calculation model 223 to input the mass of the microplastic. Will be estimated.

〔3.推定処理のフロー〕
次に、実施形態に係る推定装置100による推定処理の手順について説明する。
図6は、実施形態に係る推定装置100が、マイクロプラスチックの画像を入力し、元の物体を推定し、マイクロプラスチックの質量を推定する処理手順を示すフローチャートである。
[3. Estimating processing flow]
Next, the procedure of the estimation process by the estimation device 100 according to the embodiment will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure in which the estimation device 100 according to the embodiment inputs an image of the microplastic, estimates the original object, and estimates the mass of the microplastic.

まず、推定装置100の取得部231は、マイクロプラスチックの画像を取得する(ステップS101)。具体的には、顕微鏡画像から、100μm程度のマイクロプラスチックの単体を拾い出し、単体のマイクロプラスチックの画像が生成されたものを取得する。 First, the acquisition unit 231 of the estimation device 100 acquires an image of the microplastic (step S101). Specifically, a single piece of microplastic having a size of about 100 μm is picked up from the microscope image, and an image of the single piece of microplastic is obtained.

次いで、推定装置100の取得部231は、マイクロプラスチックの色情報、長辺、短辺、面積等の大きさ情報、繊維状、破片状等の形状の識別情報を取得する(ステップS102)。具体的には、例えば、画像解析ソフト等を用いて、測定し、識別する。 Next, the acquisition unit 231 of the estimation device 100 acquires color information of the microplastic, size information such as a long side, a short side, and an area, and identification information of a shape such as a fibrous shape and a fragment shape (step S102). Specifically, for example, measurement and identification are performed using image analysis software or the like.

次いで、推定装置100の取得部231は、マイクロプラスチックの材質分析結果を取得する(ステップS103)。マイクロプラスチックの元となる物体が判明している場合であって、その材質情報を既に入手している場合は、材質分析は行わない。 Next, the acquisition unit 231 of the estimation device 100 acquires the material analysis result of the microplastic (step S103). If the object that is the source of the microplastic is known and the material information is already obtained, the material analysis is not performed.

次いで、推定装置100の物体推定部232は、マイクロプラスチックの元となる物体を推定する(ステップS104)。具体的には、物体推定部232は、色、形状、材質だけでなく、マイクロプラスチックの劣化やサイズ等も考慮して、学習部234により学習しながら推定する。 Next, the object estimation unit 232 of the estimation device 100 estimates the object that is the source of the microplastic (step S104). Specifically, the object estimation unit 232 estimates while learning by the learning unit 234 in consideration of not only the color, shape, and material but also the deterioration and size of the microplastic.

次いで、推定装置100の質量推定部233は、マイクロプラスチックの質量を推定する(ステップS105)。具体的には、マイクロプラスチックの面積、ポリエチレン、ポリプロピレン等の材質情報、繊維状、破片状等の形状パラメータを、学習部234により学習させた質量計算式に入力して質量を推定する。 Next, the mass estimation unit 233 of the estimation device 100 estimates the mass of the microplastic (step S105). Specifically, the area of the microplastic, the material information of polyethylene, polypropylene, etc., and the shape parameters such as fibrous and debris are input to the mass calculation formula learned by the learning unit 234 to estimate the mass.

次いで、推定装置100は、質量推定部233が推定した質量を端末装置200へ提供する(ステップS106)。 Next, the estimation device 100 provides the mass estimated by the mass estimation unit 233 to the terminal device 200 (step S106).

〔4.その他〕
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の一部を手動的に行うこともできる。あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
[4. others〕
Further, among the processes described in the above-described embodiment, a part of the processes described as being automatically performed can also be performed manually. Alternatively, all or part of the process described as being performed manually can be automatically performed by a known method. In addition, information including processing procedures, specific names, various data and parameters shown in the above documents and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified. For example, the various information shown in each figure is not limited to the information shown in the figure.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 Further, each component of each of the illustrated devices is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of them may be functionally or physically distributed / physically in any unit according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.

例えば、図2に示した記憶部220の一部又は全部は、推定装置100によって保持されるのではなく、ストレージサーバ等に保持されてもよい。この場合、推定装置100は、ストレージサーバにアクセスすることで、走行情報等の各種情報を取得する。 For example, a part or all of the storage unit 220 shown in FIG. 2 may not be held by the estimation device 100, but may be held by a storage server or the like. In this case, the estimation device 100 acquires various information such as traveling information by accessing the storage server.

〔5.ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る推定装置100は、例えば図7に示すような構成のコンピュータ1000によって実現される。図7は、ハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ1000は、出力装置1010、入力装置1020と接続され、演算装置1030、一次記憶装置1040、二次記憶装置1050、出力IF(Interface)1060、入力IF1070、ネットワークIF1080がバス1090により接続された形態を有する。
[5. Hardware configuration]
Further, the estimation device 100 according to the above-described embodiment is realized by, for example, a computer 1000 having a configuration as shown in FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing an example of a hardware configuration. The computer 1000 is connected to the output device 1010 and the input device 1020, and the arithmetic unit 1030, the primary storage device 1040, the secondary storage device 1050, the output IF (Interface) 1060, the input IF 1070, and the network IF 1080 are connected by the bus 1090. Have.

演算装置1030は、一次記憶装置1040や二次記憶装置1050に格納されたプログラムや入力装置1020から読み出したプログラム等に基づいて動作し、各種の処理を実行する。一次記憶装置1040は、RAM等、演算装置1030が各種の演算に用いるデータを一時的に記憶するメモリ装置である。また、二次記憶装置1050は、演算装置1030が各種の演算に用いるデータや、各種のデータベースが登録される記憶装置であり、ROM(Read Only Memory)、HDD、フラッシュメモリ等により実現される。 The arithmetic unit 1030 operates based on a program stored in the primary storage device 1040 or the secondary storage device 1050, a program read from the input device 1020, or the like, and executes various processes. The primary storage device 1040 is a memory device such as a RAM that temporarily stores data used by the arithmetic unit 1030 for various operations. Further, the secondary storage device 1050 is a storage device in which data used by the calculation device 1030 for various calculations and various databases are registered, and is realized by a ROM (Read Only Memory), an HDD, a flash memory, or the like.

出力IF1060は、モニタやプリンタといった各種の情報を出力する出力装置1010に対し、出力対象となる情報を送信するためのインタフェースであり、例えば、USB(Universal Serial Bus)やDVI(Digital Visual Interface)、HDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)といった規格のコネクタにより実現される。また、入力IF1070は、マウス、キーボード、およびスキャナ等といった各種の入力装置1020から情報を受信するためのインタフェースであり、例えば、USB等により実現される。 The output IF 1060 is an interface for transmitting information to be output to an output device 1010 that outputs various information such as a monitor and a printer. For example, USB (Universal Serial Bus), DVI (Digital Visual Interface), and the like. It is realized by a connector of a standard such as HDMI (registered trademark) (High Definition Multimedia Interface). Further, the input IF 1070 is an interface for receiving information from various input devices 1020 such as a mouse, a keyboard, a scanner, and the like, and is realized by, for example, USB.

なお、入力装置1020は、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等から情報を読み出す装置であってもよい。また、入力装置1020は、USBメモリ等の外付け記憶媒体であってもよい。 The input device 1020 is, for example, an optical recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a PD (Phase change rewritable Disk), a magneto-optical recording medium such as an MO (Magneto-Optical disk), or a tape. It may be a device that reads information from a medium, a magnetic recording medium, a semiconductor memory, or the like. Further, the input device 1020 may be an external storage medium such as a USB memory.

ネットワークIF1080は、ネットワークNを介して他の機器からデータを受信して演算装置1030へ送り、また、ネットワークNを介して演算装置1030が生成したデータを他の機器へ送信する。 The network IF 1080 receives data from another device via the network N and sends it to the arithmetic unit 1030, and also transmits the data generated by the arithmetic unit 1030 to the other device via the network N.

演算装置1030は、出力IF1060や入力IF1070を介して、出力装置1010や入力装置1020の制御を行う。例えば、演算装置1030は、入力装置1020や二次記憶装置1050からプログラムを一次記憶装置1040上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。 The arithmetic unit 1030 controls the output device 1010 and the input device 1020 via the output IF 1060 and the input IF 1070. For example, the arithmetic unit 1030 loads a program from the input device 1020 or the secondary storage device 1050 onto the primary storage device 1040, and executes the loaded program.

例えば、コンピュータ1000が推定装置100として機能する場合、コンピュータ1000の演算装置1030は、一次記憶装置1040上にロードされたプログラムを実行することにより、制御部230の機能を実現する。 For example, when the computer 1000 functions as the estimation device 100, the arithmetic unit 1030 of the computer 1000 realizes the function of the control unit 230 by executing the program loaded on the primary storage device 1040.

〔6.効果〕
上述してきたように、実施形態に係る推定装置100は、取得部231と、物体推定部232、質量推定部233、学習部234とを有する。
[6. effect〕
As described above, the estimation device 100 according to the embodiment includes an acquisition unit 231, an object estimation unit 232, a mass estimation unit 233, and a learning unit 234.

実施形態に係る推定装置100において、取得部231は、所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得し、物体推定部232は、撮影画像に撮影された不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を特定し、質量推定部233は、取得部231が取得した不溶性物質の外観と、物体推定部232が推定した物体から不溶性物質の質量を推定する。 In the estimation device 100 according to the embodiment, the acquisition unit 231 acquires a photographed image of the insoluble substance mixed in the predetermined liquid, and the object estimation unit 232 captures the appearance of the insoluble substance photographed in the photographed image. Based on this, an object that is the source of the insoluble substance and that has flowed out into the liquid is identified, and the mass estimation unit 233 uses the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit 231 and the object estimated by the object estimation unit 232. Estimate the mass of insoluble material.

これにより、取得部231は、所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得し、物体推定部232は、撮影画像に撮影された不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を特定し、質量推定部233は、取得部231が取得した不溶性物質の外観と、物体推定部232が推定した物体から不溶性物質の質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、不溶性物質の質量を簡易に推定できる。 As a result, the acquisition unit 231 acquires a photographed image of the insoluble substance mixed in the predetermined liquid, and the object estimation unit 232 acquires the photographed image of the insoluble substance based on the appearance of the insoluble substance photographed in the photographed image. The original object that has flowed out into the liquid is identified, and the mass estimation unit 233 estimates the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit 231 and the mass of the insoluble substance from the object estimated by the object estimation unit 232. Therefore, the mass of the insoluble substance can be easily estimated from the image obtained by capturing the fragments of the insoluble substance without using a high-precision mass measuring device or the like.

また、実施形態に係る推定装置100において、質量推定部233は、物体推定部232により特定された物体に基づいて、不溶性物質の厚さを推定し、推定された厚さと不溶性物質の外観とに基づいて、不溶性物質の質量を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the mass estimation unit 233 estimates the thickness of the insoluble substance based on the object specified by the object estimation unit 232, and determines the estimated thickness and the appearance of the insoluble substance. Based on this, the mass of the insoluble substance is estimated.

これにより、質量推定部233は、物体推定部232により特定された物体に基づいて、不溶性物質の厚さを推定し、推定された厚さと不溶性物質の外観とに基づいて、不溶性物質の質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、マイクロプラスチックの質量を簡易に推定できる。 As a result, the mass estimation unit 233 estimates the thickness of the insoluble substance based on the object specified by the object estimation unit 232, and determines the mass of the insoluble substance based on the estimated thickness and the appearance of the insoluble substance. For the estimation, the mass of the microplastic can be easily estimated from the image obtained by capturing the fragments of the insoluble substance without using a high-precision mass measuring device or the like.

また、実施形態に係る推定装置100において、取得部231は、不溶性物質として、所定の液体に混在していたマイクロプラスチックの撮影画像を取得し、物体推定部232は、マイクロプラスチックの外観に基づいて、マイクロプラスチックの元となる物体を特定し、質量推定部233は、マイクロプラスチックの質量を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the acquisition unit 231 acquires a photographed image of the microplastic mixed in the predetermined liquid as an insoluble substance, and the object estimation unit 232 is based on the appearance of the microplastic. , The object that is the source of the microplastic is specified, and the mass estimation unit 233 estimates the mass of the microplastic.

これにより、取得部231は、不溶性物質として、所定の液体に混在していたマイクロプラスチックの撮影画像を取得し、物体推定部232は、マイクロプラスチックの外観に基づいて、マイクロプラスチックの元となる物体を特定し、質量推定部233は、マイクロプラスチックの質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、マイクロプラスチックの質量を簡易に推定できる。 As a result, the acquisition unit 231 acquires a photographed image of the microplastic mixed in the predetermined liquid as an insoluble substance, and the object estimation unit 232 acquires the object that is the source of the microplastic based on the appearance of the microplastic. Since the mass estimation unit 233 estimates the mass of the microplastic, the mass of the microplastic can be easily estimated from the image obtained by capturing the fragments of the insoluble substance without using a high-precision mass measuring device or the like. ..

また、実施形態に係る推定装置100において、取得部231は、不溶性物質の材質情報をさらに取得し、物体推定部232は、取得部231が取得した材質情報に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を推定し、質量推定部233は、取得部231が取得した材質情報と、物体推定部232が推定した物体から不溶性物質の質量を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the acquisition unit 231 further acquires the material information of the insoluble substance, and the object estimation unit 232 becomes the source of the insoluble substance based on the material information acquired by the acquisition unit 231. An object that has flowed out into a liquid is estimated, and the mass estimation unit 233 estimates the mass of an insoluble substance from the material information acquired by the acquisition unit 231 and the object estimated by the object estimation unit 232.

これにより、取得部231は、不溶性物質の材質情報をさらに取得し、物体推定部232は、取得部231が取得した材質情報に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を推定し、質量推定部233は、取得部231が取得した材質情報と、物体推定部232が推定した物体から不溶性物質の質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、不溶性物質の質量を簡易に推定できる。 As a result, the acquisition unit 231 further acquires the material information of the insoluble substance, and the object estimation unit 232 is an object that is the source of the insoluble substance and flows out to the liquid based on the material information acquired by the acquisition unit 231. The mass estimation unit 233 estimates the mass of the insoluble substance from the material information acquired by the acquisition unit 231 and the object estimated by the object estimation unit 232, so that the mass estimation unit 233 uses a high-precision mass measuring device or the like. The mass of the insoluble substance can be easily estimated from the image of the fragment of the insoluble substance.

また、実施形態に係る推定装置100において、物体推定部232は、取得部231が取得した不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の材質を推定し、推定した材質と外観とに基づいて、液体に流出した物体を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the object estimation unit 232 estimates the material of the insoluble substance based on the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit 231, and the liquid is based on the estimated material and appearance. Estimate the leaked object.

これにより、物体推定部232は、取得部231が取得した不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の材質を推定し、推定した材質と外観とに基づいて、液体に流出した物体を推定するため、不溶性物質の元の物体を簡易に推定できる。 As a result, the object estimation unit 232 estimates the material of the insoluble substance based on the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit 231, and estimates the object that has flowed out into the liquid based on the estimated material and appearance. , The original object of the insoluble substance can be easily estimated.

また、実施形態に係る推定装置100において、物体推定部232は、不溶性物質の大きさ及び材質と、不溶性物質の元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、撮影画像から、不溶性物質の元となる物体を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the object estimation unit 232 uses a model that learns the relationship between the size and material of the insoluble substance and the object that is the source of the insoluble substance, and is insoluble from the photographed image. Estimate the object that is the source of the substance.

これにより、物体推定部232は、不溶性物質の大きさ及び材質と、不溶性物質の元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、撮影画像から、不溶性物質の元となる物体を推定するため、不溶性物質の元の物体を簡易に推定できる。 As a result, the object estimation unit 232 estimates the object that is the source of the insoluble substance from the captured image using the model that learned the relationship between the size and material of the insoluble substance and the object that is the source of the insoluble substance. Therefore, the original object of the insoluble substance can be easily estimated.

また、実施形態に係る推定装置100において、質量推定部233は、撮影画像における不溶性物質の面積と、物体推定部が特定した不溶性物質の元となる物体とに基づいて、不溶性物質の質量を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the mass estimation unit 233 estimates the mass of the insoluble substance based on the area of the insoluble substance in the captured image and the object that is the source of the insoluble substance specified by the object estimation unit. do.

これにより、質量推定部233は、撮影画像における不溶性物質の面積と、物体推定部232が特定した不溶性物質の元となる物体とに基づいて、不溶性物質の質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、不溶性物質の質量を簡易に推定できる。 As a result, the mass estimation unit 233 estimates the mass of the insoluble substance based on the area of the insoluble substance in the captured image and the object that is the source of the insoluble substance specified by the object estimation unit 232, so that the mass is highly accurate. The mass of the insoluble substance can be easily estimated from the image of the fragment of the insoluble substance without using a measuring instrument or the like.

また、実施形態に係る推定装置100において、質量推定部233は、不溶性物質の外観から不溶性物質の質量を推定するモデルであって、不溶性物質の元となる物体毎に異なる複数のモデルのうち、物体推定部232により推定された物体と対応するモデルを用いて、取得部231により取得された撮影画像における不溶性物質の外観から、不溶性物質の質量を推定する。 Further, in the estimation device 100 according to the embodiment, the mass estimation unit 233 is a model for estimating the mass of the insoluble substance from the appearance of the insoluble substance, and is among a plurality of models different for each object that is the source of the insoluble substance. Using the model corresponding to the object estimated by the object estimation unit 232, the mass of the insoluble substance is estimated from the appearance of the insoluble substance in the photographed image acquired by the acquisition unit 231.

これにより、質量推定部233は、不溶性物質の外観から不溶性物質の質量を推定するモデルであって、不溶性物質の元となる物体毎に異なる複数のモデルのうち、物体推定部232により推定された物体と対応するモデルを用いて、取得部231により取得された撮影画像における不溶性物質の外観から、不溶性物質の質量を推定するため、高精度の質量測定器等を用いることなく、不溶性物質の破片を撮像した画像から、不溶性物質の質量を簡易に推定できる。 As a result, the mass estimation unit 233 is a model for estimating the mass of the insoluble substance from the appearance of the insoluble substance, and is estimated by the object estimation unit 232 among a plurality of models different for each object that is the source of the insoluble substance. Fragments of insoluble substances are estimated from the appearance of the insoluble substances in the captured image acquired by the acquisition unit 231 using a model corresponding to the object, without using a high-precision mass measuring instrument or the like. The mass of the insoluble substance can be easily estimated from the image taken.

上述した各処理により、推定装置100は、所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得し、撮影画像に撮影された不溶性物質の外観に基づいて、不溶性物質の元となる物体であって、液体に流出した物体を特定し、不溶性物質の外観と、特定された物体から不溶性物質の質量を推定することができるという効果を奏する。 By each of the above-mentioned processes, the estimation device 100 acquires a photographed image of the insoluble substance mixed in the predetermined liquid, and becomes the source of the insoluble substance based on the appearance of the insoluble substance photographed in the photographed image. It has the effect of identifying an object that has flowed out into a liquid, and estimating the appearance of the insoluble substance and the mass of the insoluble substance from the identified object.

以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。 Although some of the embodiments of the present application have been described in detail with reference to the drawings, these are examples, and various modifications are made based on the knowledge of those skilled in the art, including the embodiments described in the disclosure column of the invention. It is possible to carry out the present invention in other modified forms.

また、上述した推定装置100は、複数のサーバコンピュータで実現してもよく、また、機能によっては外部のプラットフォーム等をAPI(Application Programming Interface)やネットワークコンピューティングなどで呼び出して実現するなど、構成は柔軟に変更できる。 Further, the estimation device 100 described above may be realized by a plurality of server computers, and depending on the function, an external platform or the like may be called by API (Application Programming Interface), network computing, or the like to realize the configuration. It can be changed flexibly.

また、上述してきた「部(section、module、unit)」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、取得部は、取得手段や取得回路に読み替えることができる。 Further, the above-mentioned "section, module, unit" can be read as "means" or "circuit". For example, the acquisition unit can be read as an acquisition means or an acquisition circuit.

1 推定システム
100 推定装置
200 端末装置
210 通信部
220 記憶部
221 マイクロプラスチックの外観・物体データベース
222 物体推定モデル
223 質量計算モデル
224 質量計算式データベース
230 制御部
231 取得部
232 物体推定部
233 質量推定部
234 学習部
1 Estimating system 100 Estimating device 200 Terminal device 210 Communication unit 220 Storage unit 221 Microplastic appearance / object database 222 Object estimation model 223 Mass calculation model 224 Mass calculation formula database 230 Control unit 231 Acquisition unit 232 Object estimation unit 233 Mass estimation unit 234 Learning Department

Claims (10)

所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得する取得部と、
前記撮影画像に撮影された当該不溶性物質の外観に基づいて、当該不溶性物質の元となる物体であって、前記液体に流出した物体を特定する物体推定部と、
前記取得部が取得した当該不溶性物質の前記外観と、前記物体推定部が推定した前記物体から当該不溶性物質の質量を推定する質量推定部と
を有することを特徴とする推定装置。
An acquisition unit that acquires a photographed image of an insoluble substance that was mixed in a predetermined liquid, and
An object estimation unit that identifies an object that is the source of the insoluble substance and that has flowed out into the liquid, based on the appearance of the insoluble substance captured in the captured image.
An estimation device comprising the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit and a mass estimation unit that estimates the mass of the insoluble substance from the object estimated by the object estimation unit.
前記質量推定部は、前記物体推定部により特定された物体に基づいて、前記不溶性物質の厚さを推定し、推定された厚さと当該不溶性物質の外観とに基づいて、当該不溶性物質の質量を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の推定装置。
The mass estimation unit estimates the thickness of the insoluble substance based on the object specified by the object estimation unit, and determines the mass of the insoluble substance based on the estimated thickness and the appearance of the insoluble substance. The estimation device according to claim 1, wherein the estimation is performed.
前記取得部は、前記不溶性物質として、所定の液体に混在していたマイクロプラスチックの撮影画像を取得し、
前記物体推定部は、当該マイクロプラスチックの外観に基づいて、当該マイクロプラスチックの元となる物体を特定し、
前記質量推定部は、当該マイクロプラスチックの質量を推定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の推定装置。
The acquisition unit acquires a photographed image of microplastic mixed in a predetermined liquid as the insoluble substance.
The object estimation unit identifies the object that is the source of the microplastic based on the appearance of the microplastic.
The estimation device according to claim 1 or 2, wherein the mass estimation unit estimates the mass of the microplastic.
前記取得部は、前記不溶性物質の材質情報をさらに取得し、
前記物体推定部は、前記取得部が取得した前記材質情報に基づいて、前記不溶性物質の元となる物体であって、前記液体に流出した物体を推定し、
前記質量推定部は、前記取得部が取得した前記材質情報と、前記物体推定部が推定した前記物体から当該不溶性物質の質量を推定する
ことを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1つに記載の推定装置。
The acquisition unit further acquires the material information of the insoluble substance, and obtains the material information.
Based on the material information acquired by the acquisition unit, the object estimation unit estimates an object that is a source of the insoluble substance and has flowed out into the liquid.
One of claims 1 to 3, wherein the mass estimation unit estimates the mass of the insoluble substance from the material information acquired by the acquisition unit and the object estimated by the object estimation unit. The estimation device described in 1.
前記物体推定部は、前記取得部が取得した前記不溶性物質の前記外観に基づいて、当該不溶性物質の材質を推定し、推定した材質と前記外観とに基づいて、前記液体に流出した物体を推定する
ことを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1つに記載の推定装置。
The object estimation unit estimates the material of the insoluble substance based on the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition unit, and estimates the object that has flowed out into the liquid based on the estimated material and the appearance. The estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the estimation device is used.
前記物体推定部は、前記不溶性物質の外観及び材質と、当該不溶性物質の元となる物体との関係性を学習したモデルを用いて、前記撮影画像から、当該不溶性物質の元となる物体を推定する
ことを特徴とする請求項5に記載の推定装置。
The object estimation unit estimates the object that is the source of the insoluble substance from the photographed image by using a model that has learned the relationship between the appearance and material of the insoluble substance and the object that is the source of the insoluble substance. The estimation device according to claim 5, wherein the estimation device is used.
前記質量推定部は、前記撮影画像における前記不溶性物質の面積と、前記物体推定部が特定した当該不溶性物質の元となる物体とに基づいて、当該不溶性物質の質量を推定する
ことを特徴とする請求項1~6のうちいずれか1つに記載の推定装置。
The mass estimation unit is characterized in that the mass of the insoluble substance is estimated based on the area of the insoluble substance in the captured image and the object that is the source of the insoluble substance specified by the object estimation unit. The estimation device according to any one of claims 1 to 6.
前記質量推定部は、前記不溶性物質の外観から当該不溶性物質の質量を推定するモデルであって、当該不溶性物質の元となる物体ごとに異なる複数のモデルのうち、前記物体推定部により特定された物体と対応するモデルを用いて、前記取得部により取得された撮影画像における当該不溶性物質の外観から、当該不溶性物質の質量を推定する
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の推定装置。
The mass estimation unit is a model for estimating the mass of the insoluble substance from the appearance of the insoluble substance, and is specified by the object estimation unit among a plurality of models different for each object that is the source of the insoluble substance. One of claims 1 to 7, wherein the mass of the insoluble substance is estimated from the appearance of the insoluble substance in the photographed image acquired by the acquisition unit using a model corresponding to the object. The estimation device described.
コンピュータが実行する推定方法であって、
所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得する取得工程と、
前記撮影画像に撮影された当該不溶性物質の外観に基づいて、当該不溶性物質の元となる物体であって、前記液体に流出した物体を特定する物体推定工程と、
前記取得工程が取得した当該不溶性物質の前記外観と、前記物体推定工程が推定した前記物体から当該不溶性物質の質量を推定する質量推定工程と
を有することを特徴とする推定方法。
An estimation method performed by a computer
The acquisition process to acquire a photographed image of an insoluble substance mixed in a predetermined liquid, and
An object estimation step for identifying an object that is the source of the insoluble substance and that has flowed out into the liquid based on the appearance of the insoluble substance captured in the captured image.
An estimation method comprising: the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition step and a mass estimation step of estimating the mass of the insoluble substance from the object estimated by the object estimation step.
所定の液体に混在していた不溶性物質を撮影した撮影画像を取得する取得手順と、
前記撮影画像に撮影された当該不溶性物質の外観に基づいて、当該不溶性物質の元となる物体であって、前記液体に流出した物体を特定する物体推定手順と、
前記取得手順が取得した当該不溶性物質の前記外観と、前記物体推定手順が推定した前記物体から当該不溶性物質の質量を推定する質量推定手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする推定プログラム。
The acquisition procedure to acquire a photographed image of an insoluble substance mixed in a predetermined liquid, and
An object estimation procedure for identifying an object that is the source of the insoluble substance and that has flowed out into the liquid based on the appearance of the insoluble substance captured in the captured image.
An estimation program comprising causing a computer to execute the appearance of the insoluble substance acquired by the acquisition procedure and the mass estimation procedure of estimating the mass of the insoluble substance from the object estimated by the object estimation procedure.
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