大日本印刷 「DNP粒子画像解析ソフト」を開発
2021年05月28日
大日本印刷株式会社(DNP,北島義斉社長)は、微粒子製品を扱う企業向けに、顕微鏡画像によって、製品の粒子径や形状、表面の状態などを解析する「DNP粒子画像解析ソフト」を開発しました。このソフトウェアは、AI(人工知能)を利用したディープラーニング技術を適用しており、画像処理の専門知識がなくても利用できる。DNPは、微粒子製品を扱う素材や製品のメーカーをはじめ、多様な業種の企業や、大学その他の研究機関向けに本ソフトウェアを販売していく。

【「DNP粒子画像解析ソフト」開発の背景】
工業製品として使用される金属やセラミックスなどの微粒子について、径・形状・表面特性等によって、付加される機能にどのような違いが生じるかといった解析の重要性が増している。粒子の微細化とともに凝集や異形(割れ、コーティングの剝れ)が生じることもあり、求められる機能に合わせて粒子の比率や材料の混合度などを最適化していくため、より正確な測定が求められている。
こうした解析ニーズに対して、レーザー回折や光分散による粒度分布計では、アスペクト比が高い粒子の正確な粒径を測定できず、異形の粒子も解析できないため、微粒子製品を扱う企業の多くは現在、電子顕微鏡画像を用いている。この電子顕微鏡画像による測定は、画像から粒子を検出し、粒径や個数を測定するまでに長大な時間を要し、さらに目視で解析する作業者の熟練の技術が必要だった。また、画像処理ソフトウェアを用いた粒子の測定は、画像処理技術の専門知識が必要になるほか、撮影条件が変わるたびに画像処理の設定調整が必要になるため、誰もが容易に使いこなせないといった課題があった。
このような課題の解決に向けてDNPは、AI(人工知能)を利用したディープラーニング技術を適用して、画像処理の専門知識がなくても、製品の微粒子の径や形状、表面の状態などを解析できる「DNP粒子画像解析ソフト」を開発しました。このソフトウェアは、 DNP が印刷で培ってきた高度な画像処理の技術が活かされている。

【「DNP粒子画像解析ソフト」の概要】
DNP粒子画像解析ソフトは、グラフィックボード(GPU)を搭載した一般的なPCで動作します。電子顕微鏡画像を元にAIが粒子の検出と分類を行い、その結果を画像・表・グラフで表示します。微粒子製品の解析の効率化と解析時間の短縮を実現し、熟練技術がなくても定量的なデータを取得できる。
1.検出 : 電子顕微鏡画像から個々の粒子を検出する。画像内部の、粒子がある領域とそれ以外の領域とを判定するために、AIを使用する。
2.分類 : 検出した個々の粒子に対して、粒子のタイプを自動的に分類する。ソフトの利用者が形状や表面状態などのタイプが異なる粒子の一部をクラス分けし、そのデータを元にAIが全ての粒子に対して分類を行う。
3.学習 : ソフトの利用者が、検出~分類を行うAIに学習させることが可能。AIの学習は、解析対象となる電子顕微鏡画像の一部を使用し、簡単な操作によって教師データを作成して行う。


図1:本ソフトウェアの動作概要


図2:本ソフトウェアの主な機能

【今後の展開】
今後DNPは、微粒子製品を扱う素材や製品のメーカーをはじめ、多様な業種の企業や、大学その他の研究機関向けに本ソフトウェアを販売し、2025年度で年間5億円の売上を目指す。