画像解析をフリーソフトでやってみる!無料の画像解析ツール4選

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医療やEC、農業や工業での品質管理等、さまざまな分野における「画像解析技術」の発達が進む昨今。画像データ内の文字情報を認識してテキストデータに変換する「光学文字認識(OCR)」も画像解析のひとつです。

近年は機械学習の進化により、応用分野がさらなる広がりを見せていることから、注目度が高まっています。しかしいざ学んでみようとすると、ソフトウェアがかなり高額だったりと、非常にとっつきにくい技術でもあります。

今回は画像解析の概要と、画像解析に触れてみたい方のために無料で使える画像解析ツールを4つご紹介します。

画像解析とは

画像解析とは、「画像から任意の要素を取り出し、データとして定量的・客観的に表現すること」と言われています。

道路の写真から交通量を計算したり、細胞断面写真から病原体の数を数える等、画像データ内の特定の範囲における対象オブジェクトの数や面積、長さ等の計測を目的としています。

画像解析には、大きく分けて3つのステップがあります。

1. 強調

まず輝度の調整やノイズの除去等、撮像系の影響や注目していない領域の要素を除きます。

2. セグメンテーション

次に輪郭を強調したり、明るさや色合いを調整したりすることで、注目する表現形質や現象を取り出します。

必要な部分を「1」、不要な部分「0」とするマスクを作成する「2値化」と呼ばれる工程もこれに含まれます。

3. 領域抽出

最後に、画像の幾何変換、パターン認識、フーリエ変換等の処理や演算を行うことで、目的とする形状を抽出するための演算を実施します。

セグメンテーションと同時に行うこともあります。

画像解析、なぜ注目が集まっているの?

画像解析技術への社会的なニーズは急速に高まっています。その背景として、デジタル写真の普及が挙げられます。

デジタルカメラが世界で初めて発明されたのは1975年12月のこと、コダックの開発担当者Steve Sasson氏の手によるものでした。当時の画像サイズは100×100の10,000ピクセルだったそうです。それからたった45年の間にデジタルカメラは爆発的に生産台数が伸び、2018年の国内総出荷台数は1942万台にも上りました。

また誰でも手軽にデジタル写真が撮影できる、スマートフォンの存在も欠かせません。2017年におけるスマートフォンの国内総出荷数は3746万台であり、今では多くの人がデジタルカメラ以上にスマートフォンで写真を撮っていることでしょう。

そしてデジタル写真が普及した結果、莫大なデータが各所に保存されてきました。その莫大なデータから、目的にあったものを抽出するニーズが増えているのです。SNSで話題になっているものをリサーチするといったものから、品質基準から外れた野菜を検知するようなものまで、用途はさまざまです。

無料ツールでチャレンジ!画像解析フリーソフト4選

画像解析フリーソフト①:ImageJ

生物学では業界標準の解析ツールとして知られているソフトウェアです。

アメリカ国立衛生研究所(NIH)に勤めていたWayne Rasbandさんを中心に開発されているもので、前身のNIH Imageを含めると最初のリリースから27年以上経っている歴史のあるツールです。

ImageJ(日本語情報)

画像解析フリーソフト②:OpenCV

OpenCVは正式名称を「Intel Open Source Computer Vision Library」と言い、その名のとおりインテル社が開発したオープンソースのC/C++ライブラリ集です。

コンピュータ・ビジョンに必要な各種機能がパッケージされています。

OpenCV(日本語サイト)

画像解析フリーソフト③:R / RStudio

Rといえば統計処理用ソフトウェアの印象が強いですが、画像処理用パッケージも公開されています(EBImage, biOps, RImageBook)。

当然ながら、ソースコードをR言語で書く必要があります。R言語の関数を使用できるという利点もありますが、両方ともイチから学ぶとなると、少々大変かもしれません。

imager: an R package for image processing

画像解析フリーソフトの紹介④:AT-Image

imageJ

▲出典:Vector

最後に、日本人の方がフリーで公開しているものをご紹介します。

画像処理の学習に適した実験・結果解析用ソフトで、2値化やフーリエ変換等、工学で学習する「画像処理」を体験できるソフトです。

Windows XPが動作OSの最新となっておりリリースからは少し時が経ってしまっていますが、機能名を一通り読んでみるだけでも、画像解析の世界の一端を知ることができます。

AT-Image

おまけ:Photoshopの画像解析機能

その他にMetamorphMATLAB等のパワフルな有償ソフトウェアもありますが、それらは非常に高価で、一般ユーザーが気軽に触ってみるのは難しいでしょう。

そんな有償ソフトの中で、安価に使えて実は画像解析機能を備えているのがPhotoshopです。Photoshopは高機能な画像編集(フォトリタッチ)ソフトウェアとして知られていますが、ヒストグラムパネルや輪郭検出機能など、基本的な画像処理・解析機能もサポートされているのです。

もしPhotoshopを持っているようでしたら、ぜひお試しください。

Photoshop

まとめ

今回は画像解析フリーソフトをまとめてみましたが、いかがでしたでしょうか。

これらのツールの応用例としては、ImageJによって画像から定量データを得て、これをRなどの統計ソフトウェアに連携しグラフ作成や統計解析を行なう、という流れで使うこともできるようです。

画像解析というと普段触れることが少ないためちょっと敷居が高く感じますが、フリーソフトでも意外と高度なことができるのです。この機会にぜひ一度、触れてみてはいかがでしょうか。

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