はじめに

Cognex® VisionPro® ViDi ソフトウェアは一連のマシンビジョンツールを提供して、ディープラーニングを通じてプログラミングが困難なさまざまな課題に取り組んでいます。

ディープラーニング技術では人間の知能をまねたニューラルネットワークを使用して、異常、部品、および文字を区別し、複雑なパターンにおける自然なばらつきを許容します。ディープラーニングは、見た目がとても似ている部品のばらつきや偏差の評価に四苦八苦している従来のマシンビジョンアプローチよりも優れています。

ファクトリオートメーション用に最適化されたディープラーニングに基づいたソフトウェアを使用すると、以下を実行できます。

• ルールベースのアルゴリズムを使用して、プログラミングが困難なビジョンアプリケーションを提供
• 擬似背景や低品質の画像に対処
• アプリケーションのメンテナンスとファクトリフロアでの再学習
• コアのアルゴリズムをプログラミングし直すことなく、新しい例に適応
• ビジョンのエキスパートでなくても使用可能

ファクトリオートメーションで、VisionPro ViDi などのディープラーニングに基づいたソフトウェアを使用すると、人間や従来のマシンビジョンソリューションと比べて、判断に基づいた部品の検出、検査、分類、および文字認識の課題をより効果的に行うことができます。

ディープラーニングに基づいた画像解析ソフトウェアは、ステップバイステップのフィルタリングやルールベースのアルゴリズムを使用して動作するマシンビジョンシステムと違って、人間と同じように、一連の注釈付きの学習データや画像 (部品の既知の特徴、異常、および種類) を通じて例から学習します。学習中は、ソフトウェアがニューラルネットワークを生成し、部品の標準の外観と欠陥のモデルを作成します。実行時に、ソフトウェアは、高速、頑健、かつ正確に部品の検出、異常の抽出、部品の分類、読み取りが難しい文字の解読を行います。

偏差や予測不能な欠陥を許容するこの新しいアプローチは、最高の検査官よりも優れており、以下のアプリケーションに適しています。

• 欠陥の検出
• テクスチャおよび材質の分類
• アセンブリの検証および変形部分の検出
• 文字の読み取り (印刷の歪みを含む)

VisionPro ViDi では、人間による目視検査の特異性と柔軟性とコンピュータシステムの信頼性、再現性、およびパワーとを融合させ、導入しやすいインタフェースで提供しています。

人間による目視検査との比較	従来のマシンビジョンとの比較	ディープラーニングオープンソースライブラリとの比較
一貫性の向上 – 休むことなく、すべてのライン、シフト、工場で同じレベルの品質を維持することが可能。	解決の難しいアプリケーションに最適 – 旧式のルールベースのアルゴリズムでは不可能または難しい複雑な検査、分類、および検索アプリケーションに最適。	少ないデータおよびコンピュータ処理で実現可能 – 学習には数百万枚ではなく数百枚の画像のみ必要。画像はローカルに保存されるため、コンピュータのリソース展開が最小限で、高速かつ経済的。
信頼性が高い – 設定した許容値外の欠陥を識別。	設定が簡単 – アプリケーションをすばやく設定できるため、概念実証や開発の短縮が可能。	シンプルな学習インタフェース – ソフトウェアは実際の工場の条件に合わせて設計されているため、特別な専門知識は不要。
高速 – ミリ秒単位で欠陥を識別できるため、高速アプリケーションに対応してスループットが向上。	ばらつきの許容 – コントロールからの許容可能な偏差の評価を要するアプリケーションの欠陥のばらつきにも対処可能。	グローバルなサポート – Cognex のエンジニアおよびテクニカルエキスパートのネットワークがワールドクラスのアプリケーションサポートを提供。

Cognex ViDi のディープラーニングに基づいたアルゴリズムは業界の実際の画像解析に合わせて最適化されており、必要な画像セットはごくわずかで、学習時間や検証を短縮できます。[解析 (赤)] ツール、[分類 (緑)] ツール、[位置決め (青)] ツール、[読み取り (青)] ツールから選択して、高度なスーパーバイズアプリケーションから完全にアンスーパーバイズドアプリケーションまで対応します。

特徴を見つける	ViDi 位置決め (青) ツールは、注釈付きの画像から学習することで、複雑な特徴やオブジェクトを見つけます。自己学習アルゴリズムにより、部品を見つけ、トレイ上の半透明医療ガラスビンを数え、キットやパッケージの品質管理チェックを行います。
画像の異常や外観上の欠陥を検出する	ViDi 解析 (赤) ツールは、対象ゾーンのさまざまな外観を単に学習することで、欠陥やその他の対象領域をセグメント化します。ツールは、重大でも許容可能なばらつきを含むオブジェクトの標準の外観を単に学習することで、複雑な表面の傷、不完全または不適切なアセンブリ、および繊維の織りの問題を識別します。
オブジェクトまたはシーンを分類する	ViDi 分類 (緑) ツールは、ラベル付き画像のコレクションに基づいて異なるクラスに分類します。許容可能な許容値を学習することで、ツールは、パッケージに基づいて製品を識別し、溶接線の品質を分類し、許容できる異常と許容できない異常を分類します。
テキストや文字を読み取る	ViDi 読み取り (青) ツールは、光学文字認識 (OCR) を使用して、ひどく変形したコード、傾いたコード、エッチングが不十分なコードを解読します。事前学習されたフォントライブラリにより、すばやく簡単な実装で、追加のプログラミングやフォント学習なしでほとんどのテキストが識別されます。この堅牢なツールは、特定の OCR アプリケーション要件に合わせた再学習が可能で、ビジョンの専門知識は不要です。

Cognex ViDi を使用すると、技術者は少しのサンプル画像セットと数分でディープラーニングに基づいたモデルの学習を行うことができます。アプリケーションの設定が完了したら、ViDi はすばやく正確な結果を提供し、画像を保存してプロセスコントロールを行うことができます。