スマートフォンを顔でロック解除できる人、植物の写真を撮るとそれが何なのかすぐに分かるのが好きな人、アプリで自分の体を測定するのが好きな人は、すでにComputer Visionになじみがあるかもしれませんね。コンピュータビジョン（またはマシンビジョン、AIビジョン）とは、一言で言えば、デジタル画像や動画を理解するためにコンピュータを訓練する人工知能（AI）の一分野である。コンピュータビジョン（CV）は人間の視覚システムに似た働きをします。つまり、「見る」ことができ、何が見えているかを理解し、動画や画像から複雑な情報を抽出することができるのです。具体的には、ジグソーパズルを解くように、映像や画像を理解することができます。画像や映像から異なる形状や物体を識別し、パズルを解くようにすべてのパーツを組み合わせることができます。
コンピュータビジョンは、画像分割、画像分類、物体検出、パターン認識、顔認識など、さまざまな方法で利用することができます。
ここでは、コンピュータビジョンがどのように様々な産業を変えているのか、またCVのアプリケーションをいくつか挙げ、将来的に何が期待できるかを見てみましょう。
コンピュータビジョンはどのように様々な産業を破壊しているのか
近年、私たちはいくつかのエキサイティングな開発と革新的なソリューションを見てきました。例えば、患者の皮膚がんの検出や分類、交通の自動解析による安全性の向上、衛星画像からの農地の監視による作物の最適化など、コンピュータビジョンを活用することで、様々なことが可能になります。
コンピュータビジョンのアプリケーションは、近年のディープラーニング（人工ニューラルネットワークに基づく機械学習のサブセット）の進歩、コンピューティング性能の向上、そして今日我々が収集し生成する視覚データの増大により、CVの学習と改良に利用され、その数は増え続けているのです。
多くの産業がCVの進歩の恩恵を受けています。特に、輸送・物流、製造、健康、セキュリティは、最も影響を受けている産業です。以下、それぞれについて詳しく見ていきましょう。
輸送・物流業界におけるコンピュータビジョン
コンピュータビジョンは、他の既存技術よりも安価な方法で、新しい方法で物を見たり、サプライチェーンや物流における視覚制御や追跡を自動化するのに役立っています。DHLによると、AIビジョン（コンピュータビジョン）は、輸送物の損傷の特定、損傷の種類の分類、適切な是正措置の決定を、これまでよりも迅速に行うのに役立っているとのことです。また、IBM Watsonは、コンピュータ・ビジョンを使ってメンテナンスを改善し、損傷した列車の貨車がどのようなもので、いつ修理が必要かを特定しています。
コンピュータ・ビジョンは、需要予測、ルート最適化、倉庫管理などの改善にも利用できます。
AIによって、輸送・ロジスティクス業界の市場規模は2030年までに103億ドルに拡大すると予測されています。
製造業におけるコンピュータ・ビジョン
コンピュータビジョンは、製造業における時間効率、精度の向上、コスト削減に貢献します。特に、コンピュータビジョンは、異常検知、包装・安全検査、ビジョン誘導型ロボット、製品のラベリングやトラッキングなど、様々な用途に活用できます。例えば、川崎重工業では、重機に使用される油圧ポンプの各コンポーネントを正確に組み立てるために、コンピュータビジョンを使用しています。鉱業会社は、掘削装置を綿密に監視し、欠陥や損傷を特定するためにコンピュータ・ビジョンを使用しています。
製造業におけるAIの世界的な価値は、2026年までに167億ドルに達すると予測されています。
ヘルスケアにおけるコンピュータ・ビジョン
ヘルスケアにおけるAIは何年も前から「ホット」な話題であり、特にコンピュータ・ビジョンのアプリケーションに注目が集まっています。これは、健康産業がMRIスキャン、CTスキャン、超音波画像、血液塗抹画像、その他多くの生物医学的画像データで溢れていることを念頭に置くと、驚くには値しないことです。コンピュータビジョンは、放射線学、血液学、眼科学、心臓学など、様々な分野で応用することが可能です。ここでは、コンピュータビジョンの活用によるメリットは、コスト削減だけでなく、人命救助にもつながります。例えば、オーランド・ヘルス・ウィニー・パーマー・ホスピタル・フォー・ウーマン・アンド・ベイビーでは、出産時の出血量を測定するためにコンピュータ・ビジョンを利用しています。DeepMindはMoorfields Eye Hospitalと共同で、糖尿病性網膜症や加齢黄斑変性症の検出などを行っています。
人工知能とヘルスケアは、エキサイティングで有望な融合である。市場は2020年の44億ドルから、2026年には452億ドルに成長すると予測されています。
コンピュータビジョンが医療用画像処理サービスをどのように変えるかについては、以前の記事で詳しくご紹介しています。バイオメディカルイメージングにおけるAIの使用。
セキュリティにおけるコンピュータビジョン
コンピュータビジョンは、幅広いセキュリティ用途で重要な役割を果たすことができます。港湾や鉄道のセキュリティから、施設のセキュリティ、軍事監視、不正行為の検知まで、その応用範囲は多岐にわたります。例えば、コンピュータビジョンは顔認証に使用され、本人確認やより安全な署名サービス、口座アクセスなどに役立っています。また、作業員が防護服を着用しているかどうかの確認や、小売業者が店舗や施設での不審な行動や異常な行動を発見するのにも役立ちます。そして、この分野の研究者はますます増えており、今後、この業界ではるかに正確で信頼性の高いAIアプリケーションが登場することが期待されています。ただし、その分野では、現在の顔認証の禁止に関する議論に示されるように、法的・倫理的な課題が数多く存在します。
セキュリティにおけるAI市場は、2019年に50億8000万ドルと評価され、2025年には141億8000万ドルに達すると予想されています。
コンピュータビジョンの未来：私たちの目の前にあるもの
自動化、より優れた視覚的追跡と制御、より優れた診断…コンピュータビジョンは、すでに多くの産業に力を与えています。将来的には、以下のようなことが期待できます。
より一般化に向けて
コンピュータビジョンの研究は、視覚的認知を必要とするタスクを自動化する、より優れたアルゴリズムの到来を告げています。また、視覚表現の汎化も進んでおり、より多くのタスクに対応できるようになっています。
超人的な能力
ディープラーニングと人工ニューラルネットワークのおかげで、コンピュータビジョンは人間の視覚を再現できるようになり、あるタスクでは人間の視覚を凌駕することさえあります。その一例として、AIモデルがCTスキャン画像を見ることで、放射線科医よりも早く神経疾患を検出できたという研究があります。
さまざまな産業やユースケースで同様の驚くべき結果が得られており、コンピュータビジョンはますます一般化し、有望視されることが予想されます。
