ソニー、毎秒1,000フレームで被写体を検出/追跡する画像センサー

ソニーは、毎秒1,000フレームの高速センシングで対象物の検出と追跡を実現する高速ビジョンセンサー『IMX382』を商品化し、2017年10月よりサンプル出荷を開始する。サンプル価格は10万円（税抜）。

本ビジョンセンサーは、裏面照射型画素部分と信号処理回路部分を積層しており、回路部分には高速で対象物の検出と追跡などを行う、画像処理回路とプログラマブルな列並列プロセッサを搭載。これにより、裏面照射型画素部分で高感度に撮像し、さらに対象物の検出、追跡といったセンシングまでの処理を毎秒1,000フレームで実現したという。

画素から得られた色や輝度などの情報によって対象物を検出しており、さらにその対象物の重心位置や面積、動きの方向などを検出し、それらの情報をフレーム単位で出力することが可能。また、毎秒1,000フレームで撮像から対象物の検出、追跡まで処理できる機能を1チップに内蔵することを実現している。

積層された信号処理回路部分には高速に対象物の検出や追跡を行う、画像処理回路とプログラマブルな列並列プロセッサーを搭載。これにより、裏面照射型画素部分で高感度に撮像し、さらに対象物の検出、追跡といったセンシングまでの処理を毎秒1,000フレームで実現した。

画素から得られた色や輝度などの情報によって対象物を検出しており、さらにその対象物の重心位置や面積、動きの方向などを検出し、それらの情報をフレーム単位でビジョンセンサーから信号を出力することが可能だ。

従来、毎秒30フレームで処理するイメージセンサーを採用したシステムでは、高速に移動する対象物や現象を捉えきれない場合があったと同社は説明する。

一方今回のセンサーは、従来比約33倍の撮像スピードによりそれらを捉えることを可能にし、さらには画像情報から対象物を検出し、その重心位置や面積、動きの方向などの情報処理を高速に行う。なお処理結果は、1フレーム単位でセンサーから出力ができるため、従来よりもシステムへの高速なフィードバックを実現するとしている。

同社では、「工場などの生産ラインでは、異常や故障の検出の遅れが致命的な結果につながる場合があるが、本ビジョンセンサーを採用することで、それらの事象を瞬時に捉えることができ、迅速にシステムへの停止指示をかけることなども可能」とメリットを説明。

「従来の産業用ロボットは、プログラムによって指定された座標へ移動するのが一般的な動作だった。一方、本ビジョンセンサーの高速性と追跡機能を活用することにより、ロボットへのリアルタイムなフィードバックが可能となり、対象物の動きや状態に応じて、ロボットが自律的な動作や対応がとれるようになる。これにより、ロボットへのティーチング作業の効率化や、生産性の向上に貢献する」ともしている。

また、従来のシステムでは対象物の検出や追跡をおこなうためには、イメージセンサーの後段システム（パソコンや演算用デバイスなど）で画像処理を行う必要があったが、本ビジョンセンサーは、撮像から対象物の検出および追跡の画像処理を1チップで実現。これにより、後段システムの小型化や、システム全体の省電力化が可能となるとともに、物理的な制約などにとらわれない新たなシステムの構築に向けた可能性が広がるとしている。