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関, 啓明 ; 山口, 安昭 ; 李, 倍 ; Seki, Hiroaki ; Yamaguchi, Yasuaki ; Ri, Bai
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />クレーン作業中に多い事故の１つに、クレーンブームが送電線や建物等に接触することがある。操縦者以外に監視者等も配置されているが、人の目では高所にある物の位置関係の把握は難しい。そこで、本研究では、広角の
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ステレオカメラの画像を用いて、クレーンブーム先端を追跡しながら３次元位置を検出し、接触事故を未然に防ぐシステムを開発する。本報告では、特に、長時間信頼性良く追跡するための画像処理の工夫等を提案する。<br />出版者照会後に全文公開
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清重, 智也 ; 浅川, 直紀 ; 平尾, 政利 ; 田中, 秀岳 ; 羽田, 三郎 ; Kiyosige, Tomoya ; Asakawa, Naoki ; Hirao, Masatoshi ; Tanaka, Hidetake ; Hata, Saburou
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />鋳造部品は寸法のばらつきが大きく、バリ取りを行う際には位置決めが問題となり、自動化が困難である。本報では産業用ロボットを用いて、鋳造部品の例として羽根車の羽出口側先端の面取りの自動化を行うことを目的と
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し、専用の面取りデバイスを製作し、画像処理によって位置決めを行い面取りを行ったので報告する。<br />出版者照会後に全文公開
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三浦, 由佳 ; Miura, Yuka
概要:
東京大学 / 金沢大学新学術創成研究機構<br />エコーと画像処理を用いて口腔機能改善のための介入方法の効果を評価する方法を確立することを目的とした。口腔機能の低下と関連する梨状窩の残留物は甲状軟骨を基準とした横断走査で観察が可能であり、
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経験を十分積んだ看護師による残留検知の感度は92.0%、特異度は71.9%と、先行研究と比べて向上していた。さらに、作成した残留物を自動で着色する画像処理プログラムは観察者の判断を支援できる可能性が示された。今後は嚥下体操などの口腔機能の改善のための介入を行う対象に画像処理を用いたエコーによる咽頭残留の観察を行い、残留物が減少するかどうか確認する有効性検証を行う必要がある。<br />This study aimed to establish a method to evaluate the effectiveness of intervention methods to improve oral function using ultrasound. Residues in the pyriform sinus, which was associated with deterioration of oral function, could be observed on a cross-sectional scan above the thyroid cartilage, and the improved sensitivity and specificity of residual detection by an experienced nurse were 92.0% and 71.9%, respectively. Furthermore, it was shown that an image processing program that automatically colored the residues could assist the observer's evaluation. Future studies are required to evaluate the reduction of the pharyngeal residue as an improvement of oral function by ultrasound with image processing.<br />研究課題/領域番号:18K17714, 研究期間(年度):2018-04-01 – 2020-03-31<br />出典：「口腔機能改善に向けた介入効果の評価: 画像処理を用いたエコーの利用」研究成果報告書 課題番号18K17714（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-18K17714/18K17714seika/)を加工して作成
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村本, 健一郎 ; Muramoto, Kenichiro
概要:
金沢大学理工研究域電子情報通信学系<br />動物の五感(視覚,聴覚,臭覚,味覚,触覚)に関する変異体の同定及びこれに続く異常度の定量化は,人間の目視判定では大変困難であり,コンピュータを用いた解析が求められている。最初にゼブラフィッシュの
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3次元行動解析を行った。実験水槽の上方向及び横方向にCCDカメラを設置し,それぞれのCCDカメラにより撮影された画像を,マルチビューアに入力し,入力された2枚の画像を1枚の画像に合成し,そのデータを画像処理ボードを介しコンピュータに入力し,取り込まれた画像から魚の領域を抽出後,2値化処理し,ハードディスクに保存した。これらの一連の処理を高速で繰り返ずことにより,動画像として記録した。以上より,魚の行動解析に必要な3次元画像データを取得できたので,画像処理により,魚の移動軌跡や移動角速度等を算出し,魚の行動を定量化した。次にゼブラフィッシュの視覚行動の定量化を目的として,水槽周囲に縞模様の円筒を回転させ,それをゼブラフィッシュが追尾する様子を水槽上部からのビデオカメラで撮影する観測装置を構築した。この観測装置を用いて,ゼブラフィッシュの視神経再生過程における行動変化を画像解析し,魚の視覚行動評価および定量化に成功した。この研究成果を更に発展させ,物体の「大きさや形」,「移動速度」そして「明暗や色」を識別するゼブラフィッシュの視覚評価が可能な画像処理システムを構築した。具体的には2色LEDディスプレイ(8×8ドットマトリックス型)を水槽周囲に装着し,縞模様の色や輝度および回転速度をパソコンにより制御した。このシステムを用いてゼブラフィッシュがディスプレイにより生成した縞模様を追尾する行動を解析した。現時点ではゼブラフィッシュがディスプレイの縞模様を追尾するが,様々な形の動きには十分に追従していないため,色や輝度および回転速度などの条件の設定が今後の課題である。<br />研究課題/領域番号:18651096, 研究期間(年度):2006 – 2007<br />出典：「突然変異魚の表現型解析に向けた視覚性諸刺激応答行動の定量化」研究成果報告書 課題番号18651096（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-18651096/)を加工して作成
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村本, 健一郎 ; Muramoto, Kenichiro
概要:
金沢大学理工研究域電子情報通信学系<br />ゲノム配列情報を用いた遺伝子の機能を同定する有力な手法の一つとして、変異原物質投与後の変異体のスクリーニングとそれに続く責任遺伝子の同定が挙げられる。しかしながら、対象生物の五感(視覚、聴覚、臭
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覚、味覚、触覚)に関する変異体の同定及びこれに続く異常度の定量的な数値化は、人間の目による作業では大変困難であり、コンピュータを用いた解析の適用が求められている。そこで我々は視覚の定量化を目的に、縞模様が水槽周囲を回転し、それをゼブラフィッシュが追尾する様子を水槽上部からビデオカメラで撮影する観測装置を独自に構築した。そして視神経再生過程において撮影した画像をコンピュータにより処理し、ゼブラフィッシュの動きから縞模様を追従する移動角速度を算出し、視覚の評価および定量化に成功した。この研究成果に基づいて、今年度はさらに2色LEDディスプレイ(8×8ドットマトリックス型)を水槽周囲に装着し、回転する縞模様の色や輝度および回転速度をパソコンにより制御可能にした。現在は、このシステムを用いて物体の「明暗や色」そして「移動速度」を識別するゼブラフィッシュのより詳細な視覚評価を行っている。このシステムは、例えば「一見正常な視覚を有するが、色の認識のみに視覚異常を持つ突然変異魚」などの同定に応用できることが期待される。<br />研究課題/領域番号:16651099, 研究期間(年度):2004 – 2005<br />出典：「突然変異魚の視覚性刺激応答行動の定量化によるスクリーニングと責任遺伝子の同定」研究成果報告書 課題番号16651099（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-16651099/)を加工して作成
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石丸, 正 ; Ishimaru, Tadashi
概要:
金沢大学附属病院<br />大電流の直流安定化電源で十分光量を安定化させたタングステンランプ式内視鏡用光源を製作し、750nmと830nmの近赤外光用フィルターをセットし、嗅粘膜の観察をしたが、嗅裂観察に適当な細いファイバーを接続すると光量
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が不十分であった。そこで、780nmの半導体レーザーを光源として用いて実験をすることとした。当初は、830nmなどの波長の半導体レーザーも用いて2波長同時計測も予備実験したが、波長切り替え時のノイズのため不調で、肉眼でも見える、扱いやすい780nmの1波長に実験を絞ることとした。このような条件下で実験をしたところ、嗅粘膜の観察部位に、においを与えたときに、嗅粘膜の血流が増加する例があったが、変化しないものも少なくなかった。変化しない原因は、使用した赤外線テレビカメラが撮像管式で、SN比が不十分で、微弱な近赤外光の変化を捉えられなかった可能性と、赤外線領域に感度の高い撮像管カメラは、応答速度が遅く、残像が強いことがある。再現性をよくするためには、冷却CCDカメラなどを導入する必要が考えられた。声帯の血流観察では、声帯は、嗅粘膜と違い動くため、微弱な変化を変化前とデジタル的に減算して比較することが、極めて困難であることがわかった。すなわち、動く声帯画像のある1ピクセルが、一定時間後、どのピクセルに相当するかが正確に追従されなければ、微弱な変化を検出できない。したがって、本研究で取り上げた方法は嗅粘膜のような動かないものに対しては、発展の可能性があるが、声帯のように動くものに対しては、特別な画像処理などを開発しない限り、難しいものと考えられた。以上のように、近赤外分光内視鏡は、まだ萌芽的状態であるが、動かない組織に対しては、機器の今後の技術的開発で、成長する可能性が考えられた。<br />研究課題/領域番号:13877280, 研究期間(年度):2001 – 2002<br />出典：「近赤外分光内視鏡の試作による嗅粘膜あるいは声帯等の血行の可視化」研究成果報告書 課題番号13877280（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（ https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-13877280/）を加工して作成
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村本, 健一郎 ; Muramoto, Kenichiro
概要:
降雪雪片は雲内で発生した氷晶が成長し,さらにいくつも併合して落下してきたものである。この落下中の氷粒子や雪片の併合には,これらの形状や落下運動が関与している。降雪現象は,雲物理学に関しての考察だけではなく,リモートセンシングや通信,最近の地
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球気候モニタリング分野などの多様な工学的応用にも重要である。また、電磁波伝搬における減衰には、降雪現象が大きく関係する。降雪の研究で主に使用される観測機器の一つとしてレーダがある。降雪のレーダ観測は、レーダ反射因子Zと降雪強度Rとの間の関係式に基づいている。この降雪のZ-R関係式を決定するためには、ZとRのそれぞれを短い時間間隔でしかも高精度で測定しなければならない。しかしながら、短時間間隔かつ高精度で測定可能な降雪測定システムは、これまで開発されていなかった。そこで、画像処理手法を用いた降雪の物理的パラメータを測定する新しいシステムを開発した。落下中の雪片の映像を画像処理して、粒径、落下速度、密度を計算した。また、降雪強度は、画像データから計算するとともに、電子天秤から直接重量を測定する方法でも求めた。更に、これらの観測と同期して、小型Xバンド・ドップラーレーダを用いて受信電力も測定した。Xバンド波の減衰と降雪強度との間の関係を調べると同時に、雪片の物理的特徴量との比較も行った。これらの実験から、電波減衰には、降雪強度だけでなく雪片の粒径分布や密度も関係することがわかった。<br />It is thought that snowflakes grow by the collision and adhesion of snowflake crystals during their fall. This growing process is effected by shape and falling motion of snowflake. It is not only important in consideration relating to the cloud physics, but also for various engineering applications such as remote sensing and telecommunications and lately in the field of global climate monitoring. Precipitation phenomena play an important part in fields related to radio wave attenuation and propagation. In the study of precipitation, one of the main instrument used is the radar. Radar measurements of precipitation are based on the relation between the radar reflectivity factor Z and precipitation rate R. In order to determine the Z-R relationship for snowfall, Z and R have to be measured independently with high accuracy at short time intervals. However, few systems have been developed for measurement of snowfall rate with high degree of accuracy and temporal resolution. In order to measure the physical parameter of snowflakes, natural falling snowflakes were photographed by TV cameras. The diameter, velocity and density of each snow particle were computed from these images. Snowfall rates calculated from image data are computed with values directly obtained using an electronic balance. During this observation, the received power was measured using a small X-band Doppler radar. The relationship between X-band wave attenuation and snowfall rate was investigated and compared to the physical characteristics of snow particles. It was suggested that the power spectrum was related with the density of snow particles.<br />研究課題/領域番号:09555124, 研究期間(年度):1997–1999<br />出典：「自然落下中降雪雪片の物理量測定装置の開発と降雪電波減衰特性評価への応用」研究成果報告書 課題番号09555124(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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神谷, 好承 ; Kamiya, Yoshitsugu
概要:
総合的部品管理・供給システム開発研究の一環として多品種少量生産システムに弾力的に対応できるような高集積度とフレキシビリティを有するパ-ツフィーダやマガジン群に関する開発を行うとともに,これらのシステムから必要な部品をキットとして,あるいはオ
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ンラインで,プログラマブルに取り出すことができる部品供給システム(いわゆるパ-ツフィーディングセンタ)の開発とその最適運用に関する研究開発を行ってきた.この結果 1.部品給送ロボットにおける汎用グリッパの設計,試作を行った. 各種の形状,寸法を有する部品に柔軟に対応できるハンド(グリッパ)部分の開発が必要であり,3本爪をリンク機構によって駆動し,簡単な構造でしかも柔軟部品等にも適応できる汎用性のあるグリッパを開発・試作した.また,必要に応じて圧電による力フィーバックを行い,給送時における異常検出等の機能を付加させることを試みた. 2.画像処理装置による部品の形状・姿勢の判別装置の開発を試みた. 部品供給装置では通常のパターン認識と異なり,いくつかの制約条件を考慮して処理することが可能であり,画像処理装置を用いた高速化と高精度化に主眼を置いた認識システムの開発を行った. 3.部品給送ロボットを用いたパ-ツフィーデイングセンタ構想の総合的評価を行った. 開発した部品給送ロボットおよびフィーダを用いて実際に供給実験を行い,その信頼性向上および高速化への改善を行うとともに,トラブルが起きた場合の自動復帰など,実用化への問題点について検討した.<br />The nature of assembly tasks is such that it is difficult to automate them economically unless the tasks have unusual characteristics such as size, or weight, or temperature, chemical or radiation hazards. Beginning in the clothing and shoe industries and then spreading to the electronic industry in the early 1980s, it was recognized that flexible assembly systems with automated job movement to assembly, inspection, and test stations, and often also linked to automated job identification systems, resulted in significant improvement in work flow and control in assembly systems producing a variety of different jobs, even though many individual tasks are still performed by human operators. Some flexible assembly systems enable jobs to move between any pair of work stations, whereas others, such as those introduced in the mid-1980s by the automobile industry to replace the traditional assembly line, generally have a series structure, but with paralleling of work stations and some feedback loops so that jobs can be readily reprocessed if they do not meet required quality standards.<br />研究課題/領域番号:08650313, 研究期間(年度):1996–1997<br />出典：「自動組立のためのインテリジェント部品自動供給システム」研究成果報告書 課題番号08650313(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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細川, 晃 ; Hosokawa, Akira
概要:
本研究は,砥石作業面を加工目的に応じた最適な状態に維持することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面
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性状のインプロセス測定;という研究計画からなっている.最も使用頻度が高い超砥粒砥石およびビトリファイドアルミナ砥石を対象として行った研究成果を以下に示す.(1)砥石作業面を直接測定する'静的手法'として,触針式粗さ計(触針法)およびデジタルイメージスコープ(画像処理法)を研削盤の砥石ヘッドに装着して砥石作業面を観測するシステムを構築した.その結果,超砥粒砥石に対し,形直し・目直し直後の初期研削工程における砥粒先端の微小破壊による切れ刃の増加,切れ刃先端の摩滅摩耗,結合剤の除去によるチップポケットの増大などの過度的過程を詳細に観測することに成功し,定常研削へ移行する時期を正確に評価できた.(2)'動的手法'として,ドレス条件を段階的に変えて異なった状態の砥石(標準状態)を生成し,それらの砥石から発生する研削音や研削振動の特徴をニューラルネットワークによって学習・識別するシステムを構築した.その結果,研削抵抗や仕上面粗さに明確な差が生じる程度に相違がある場合には,砥石作業面状態は精度よく識別できることがわかった.また,標準状態以外の状態を入力した場合,ネットワークは最も近い標準状態を出力した.さらに,摩耗した砥石から研削音を入力した場合,ドレッサ送り速度が小さく砥粒先端がより平坦化した標準状態を識別結果として出力した.このことから,本手法には柔軟性があり,使用する砥石ごとにいくつかの標準状態をあらかじめ学習させることによって,インプロセスで砥石の状態を評価することができることを示した.<br />The purpose of this study is to optimize the grinding operation by means of in-process measurement of the wheel surface. The outlines of the project are as follows.(1) Construction of the in-situ wheel monitoring system.(2) Characterization of the wheel surface corresponding to the measure ring method.(3) In-process evaluation of the wheel surface.Parameters for characterizing grinding wheel surface are classified into two categories : static and dynamic parameters. In the post-process static evaluation, the wheel surface is directly measured by means of the stylus profilometry and the microscopy. The circumferential profile trace and 2D-image of a wheel surface is measured by the stylus profilometer and the digital microscope, respectively. Here abrasive grains and cutting edges are identified according to arbitrarily defined criteria. The grain density, cutting-edge density, successive cutting-edge spacing, cutting-edge ratio and micro-morphology of abrasive grains can be measured wi th a good degree of accuracy. This technique enables to measure the wheel topography relatively easily so that it has the possibility to control the grinding operation by judging the suitability of the grinding condition and the timing of re-arrangement of the wheel.In the in-process dynamic measurement, on the other hand, the wheel condition is evaluated by analyzing the grinding sound, which is generated by the wheel-work interaction in the grinding zone. Several reference conditions of the wheel surface are formed by the appropriate dressing and the frequency spectrums of grinding sound emitted from the reference wheel surface are discriminated by the neural network learning algorithm. The overall recognition rate is at least 60%. The network also recognize the wheel wear as the wheel surface with flattened grain tips, which is equivalent to that of the wheel generated with lower dressing feed. Accordingly this system can recognize instantaneously the difference of the wheel surface.<br />研究課題/領域番号:10650117, 研究期間(年度):1998-2000<br />出典：「砥石作業面のインプロセス測定による研削作業の最適化に関する研究」研究成果報告書 課題番号10650117 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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遠藤, 優 ; Endo, Yutaka
概要:
ホログラフィと画像処理を組み合わせた計測技術であるデジタルホログラフィでは，光学系に応じて画像処理システムを設計する必要があり，高性能な画像処理システムの開発に要するコストが増大している．本研究では，デジタルホログラフィにおける画像処理を最
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適化問題として統一的に扱うことで，スケーラブルかつ高性能なホログラム画像処理フレームワークの構築に取り組んだ．近接分離に基づく反復最適化アルゴリズムを用いたホログラム画像処理フレームワークを開発し，インラインホログラフィや単一画素ホログラフィックイメージングに適用し，その有効性を検証した．<br />Digital holography is an imaging technique using holographic image recording and computational image reconstruction. In digital holography, the development cost of a high-performance image processing system is increasing because the image processing system must be customized to a specific optical system. In this study, we developed a scalable and high-performance image processing framework for digital holography. In the framework, image reconstruction is cast as an optimization problem and solved by proximal splitting algorithms. We applied the framework to inline digital holography and single-pixel digital holography to verify its effectiveness.<br />研究課題/領域番号:19K20293, 研究期間(年度):2019-04-01 - 2021-03-31<br />出典：「最適化に基づくホログラム画像処理フレームワークの構築」研究成果報告書 課題番号19K20293（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-19K20293/19K20293seika/）を加工して作成
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