JP2023090960A - 学習装置、検査装置、学習方法および検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
製造工程を経て完成した製品は、通常、所望の品質を有するか否かについて検査を受ける。製品に意図しない不純物が混入しもしくは傷が付いている場合、または試薬などの製品の純度が規定の値に達しておらず所望のグレードに達していない場合、製品は所望の品質に達していないと判断されなければならない。また、野菜または鮮魚などの商食品に対しても、異物の混入および傷の有無、鮮度などについて調査し、所望の品質を有するか否かについての検査が行われる。
[1-1.構成]
図2は、実施の形態1に係る学習システム1の構成を示す図である。学習システム1は、学習装置100とカメラ101と物性情報取得部102とを備える。図3は、実施の形態1における学習装置により実施される学習モデル生成方法を説明するための模式図である。本実施の形態では、教師データを得るための教師サンプル10をカメラ101で撮像して画像データを得るとともに、物性情報取得部102によって教師サンプル10の物性情報を取得する。実施の形態1では物性情報取得部102はハイパースペクトルカメラであり、教師サンプル10の物性情報として反射スペクトル情報を取得する。次に、物性情報に基づいて、画像データに自動的にカテゴリ項目の複数のカテゴリのうちの1つのカテゴリを付与して教師データを作成する。教師データは、画像データと、その画像データに付与されたカテゴリとを含む。このようにして、多数の教師データを自動的に作成することができる。そして、学習装置(コンピュータ)は、多数の教師データを用いて、機械学習用のモデルを学習して学習モデルを生成する。
図5は、ルール情報106の例を説明するための模式図である。教師サンプル10を物性情報取得部102であるハイパースペクトルカメラで測定すると、教師サンプル10上の背景(例えば基板)および不純物(例えば、Cu、Alまたは酸化物)のハイパースペクトルデータが得られる。
図7Aから図9Bは、教師データ107の例を示す模式図である。教師データ107は、カメラ101によって撮像された教師サンプル10の画像(入力画像)と、教師サンプル10に付与されるべきカテゴリとを対応付けたデータである。
図10は、本実施の形態の学習システム1による学習処理の流れを示すフローチャートである。図2および図10を参照して、本実施の形態の学習システム1による学習処理について説明する。
以上のように、本実施の形態において、学習装置100は、教師サンプル10を撮像して画像データを取得するカメラ101と、教師サンプル10の物性情報を取得する物性情報取得部102と、学習モデル110を生成する演算部104と、を備える。演算部104は、物性情報とカテゴリとを関連付けるルール情報106に基づいて、教師サンプル10のカテゴリを特定し、特定したカテゴリと画像データとを関連付けて教師データ107を生成し、教師データ107を用いた機械学習によって、サンプルの画像データの入力に対してサンプルのカテゴリを出力する学習モデル110を生成する。
図12は、実施の形態2に係る学習システム2の構成を示す図である。実施の形態1と異なり、学習システム2は、物性情報取得部102の代わりに物性情報取得部202を備える。物性情報取得部202は表面形状測定部である。本実施の形態では、物性情報は、教師サンプル10の表面の凹凸などの表面形状を示す物理的または光学的情報である。
図15は、実施の形態3に係る学習システム3の構成を示す図である。実施の形態1、2と異なり、学習システム3は、物性情報取得部102、202の代わりに、物性情報取得部302を備える。物性情報取得部302はX線電子分光装置である。
図17は、実施の形態4に係る学習システム4の構成を示す図である。実施の形態1~3と異なり、学習システム4は、物性情報取得部102、202、302の代わりに、高速カメラである物性情報取得部402を備える。本実施の形態では、物性情報は、フレームレートの高い高速カメラである物性情報取得部402によって得られる教師サンプル10の光学的情報である。
図19は、実施の形態5に係る検査システム5の構成を示す図である。検査システム5は、実施の形態1~4の学習システム1~4により生成された学習モデルのうちの1つを用いて検査ライン2000を流れる被検査サンプル20を検査し、例えば被検査サンプル20にカテゴリを付与し、または被検査サンプル20を良品と不良品とに分類する。
図21は、実施の形態6における検査システム6の構成を示す図である。検査システム6は検査装置600を備える。検査装置600は、検査ライン3000において被検査サンプル30の物性情報を取得して教師データ607を生成し、学習モデル610を生成できる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1~6を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1~6で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
10 教師サンプル
20 被検査サンプル
30 サンプル
100 学習装置
101 カメラ
102 物性情報取得部
103 入力部
104 演算部
105 記憶部
106 ルール情報
107 教師データ
110 学習モデル
202 物性情報取得部
302 物性情報取得部
402 物性情報取得部
500 検査装置
501 カメラ
503 入力部
504 検査部
505 記憶部
506 ルール情報
507 教師データ
508 表示部
510 学習モデル
602 物性情報取得装置
Claims (8)
- 物性情報とカテゴリとに関する情報に基づいて、対象物の画像の画素における前記カテゴリを特定して教師データを生成し、
前記画像の入力に対して前記画素のカテゴリを出力する学習済みモデルを、前記教師データを用いた機械学習によって生成する、
ように構成された演算部を備えた学習装置。 - 前記演算部は、前記対象物の画像の各画素における前記カテゴリを特定して教師データを生成する、
請求項1に記載の学習装置。 - 前記演算部は、前記物性情報と前記カテゴリに関するルール情報に基づいて前記カテゴリを特定して教師データを生成する、
請求項2に記載の学習装置。 - 前記物性情報は、4つ以上の波長域に分光された光に対する前記対象物の光学的情報である、
請求項3に記載の学習装置。 - 前記物性情報は、ハイパースペクトル情報である、
請求項4に記載の学習装置。 - 前記教師データは、セグメンテーション化され、前記各画素のカテゴリが前記画像に対応付けられている、
請求項5に記載の学習装置。 - 物性情報とカテゴリとに関する情報に基づいて、対象物の画像の画素における前記カテゴリを特定して教師データを生成することと、
前記画像の入力に対して前記画素のカテゴリを出力する学習済みモデルを、前記教師データを用いた機械学習によって生成することと、
を含む、学習済みモデルの生成方法。 - コンピュータに、
物性情報とカテゴリとに関する情報に基づいて、対象物の画像の画素における前記カテゴリを特定して教師データを生成することと、
前記画像の入力に対して前記画素のカテゴリを出力する学習済みモデルを、前記教師データを用いた機械学習によって生成することと、
を実行させるためのプログラム。
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