画像解析・動画解析とは?仕組みやAI・ディープラーニングの活用など

あなたは、「画像解析」とか「動画解析(映像解析)」という言葉にどういうイメージを持ちますか?

何か難しいもののように聞こえるかもしれませんね。

 

実は、私たちの日常生活においても「画像解析」というものは頻繁に行われています

例えば、

スマートフォンやデジカメなどでの顔認識機能
アプリでのカメラで撮影した写真からの商品などの認識

など、これらは画像や映像を使って情報処理を行ってます。これを画像・動画解析といいます。

 

最近では、AI・ディープラーニングの活用も始まっていますが、今回は、パソコンやスマホなどで利用される「画像解析」や「動画解析」について解説します。

画像解析について

「画像解析」「動画解析」って?

まずは、「画像解析」「動画解析」とはどういったものなのか解説しておきます。

 

「画像解析」「動画解析」とは、簡単に言うと画像や映像をコンピュータで処理・解析し、有効な情報を取り出すことを指しています。

たとえば、以下のようなものも画像や動画解析に該当します。

  • スマートフォンやパソコンの顔認証
  • 航空写真などの解析による地形の観測
  • 天体観測による天体状況の把握
  • 医療分野での画像解析による診断
  • 事故などの原因調査

など

AIが使われる新しい解析

今、「画像解析」「動画解析」は新しい局面を迎えています

 

画像や映像の解析を行う際には、一般にノイズの除去やコントラストの強調などさまざまな処理を、人が行った上で、目的の情報を取り出します。

そういった中で注目されているのがAIを活用した解析です。

AIを使った画像・映像処理

先ほど触れたように、従来の画像・映像処理は、これまで人の手でコンピュータを使って行っていましたが処理時間や手間などの課題がありました。

そういった中で注目され、近年活用が始まっているのが、「AIを使った画像・映像処理」です。

 

AIを使う場合は、機械学習ディープラーニングを通して、一連の処理は全てコンピュータが行います。

人の手を介さなくなったことによって、処理時間の大幅な短縮処理効率の向上を実現しています。

ディープラーニング

ディープラーニングについてはこちら

ディープラーニングによる画像解析の流れとは

実際、ディープラーニングはAIによる画像解析でどのように活用されているのでしょうか。

 

まず、画像解析を行う際にポイントとなるのが、入力されたデータを適切に把握し分類するプロセスです。

写真や画像に写っているものが何なのかを把握し、正しい答えを導き出す必要があります。

 

ここで、ディープラーニングの強みが生かされます。

 

ディープラーニングでは、AIにあらかじめ大量の画像データを学習させておきます。

そして、実際に画像や映像を処理する際には、階層分けしたニューラルネットワークを通しながら学習した情報に基づいて、少しずつ特徴を重み付けしていき、最終的に最もスコアが高いものを答えとして出します。

 

たとえば、画像の場合は、それぞれのニューラルネットワークの段階で、形の特徴や色など各種の特徴を抽出し、予め学習したデータと比較しながら答えを導きます。

これがAIを使った画像解析の仕組みです。

 

顔認証

具体的なAIによる画像・映像処理の例

では、実際にAIを使って画像や映像を処理している事例にはどういったものがあるのでしょうか。

以下では、いくつか実際の事例を紹介します。

 

楽天によるフリマアプリでの画像解析による商品カテゴリの分類と推奨機能

商品を出品する際に画像を解析して、自動的におすすめの登録カテゴリを紹介してくれる機能。

 

富士通による製造ラインでの画像解析AIによる自動外観検査機の活用

製品の検査を人の眼ではなく、カメラで撮影し、それを解析して不適合品を見つけ出す仕組み。

 

ゼネコンによるトンネル工事における画像解析AIによる岩盤評価

トンネル工事の際に掘り進めた断片「切羽」の画像をAIを用いて解析し、岩盤や地質の状態を判断するもの。

この解析の結果で追加工事の必要性などを判断することができる。

 

など

 

このように画像解析や動画解析はAIを活用することで格段に能力が進化するとともに、これまで以上に幅広い分野への拡大が始まっています。

画像解析に使えるレンタルサーバーサービス

これまで触れてきた、画像や映像・動画の処理は高い性能を持つコンピュータによって実現されるものです。

特にディープラーニングや機械学習などAIを活用した解析を行うには、非常に膨大な計算処理が必要とされるので、高いハードウェア性能を持つコンピュータが必要です。

 

コンピュータの処理能力を左右するのはCPU(中央演算処理装置)ですが、ディープラーニング等の計算では、GPU(Graphics Processing Unit)の高い性能が必要となります。

GPUとは、画像処理装置であり、画像や映像の処理を専門で行う半導体です。

 

GPUについて詳しくはこちら

 

しかし、高速なCPUやハイスペックなGPUを搭載したコンピュータは一台で数百万円するものもあり、どうしても高価なものです。

 

そこで利用できるのが、こうしたハイスペックなコンピュータのレンタルサービスです。

画像解析や映像解析を行う場合、こういったサービスを活用するのもおすすめです。

Winserverでは、ディープラーニングに最適と言われているNVIDIA製のGPUを搭載した専用サーバーを提供しています。

NVIDIA製GPU

まとめ

カメラで撮影した画像や映像、動画から、さまざまな情報を取り出して活用する画像・動画解析は、コンピュータの処理能力の向上、スマートフォンの普及などとともに、利用が急速に拡大しています。

 

こうした画像・動画処理が拡大している背景には、AI技術の進歩と活用があります。

機械学習やディープラーニングの仕組みを解析に使うことで今までとは比べ物にならないほど高速に、かつ多くの分野で画像解析を使うことができるようになっています。

 

一般的には、動画や画像の解析ではGPUを搭載した高性能なコンピュータが必要となりますが、画像解析に向いた高性能なレンタルサーバを活用することで、ハードを購入するより、比較的手軽に利用することができます。

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