動画・時系列解析の開発サービス | ソフトウェア開発サービス一覧

「映像から、動きや変化を数値にしたい」でお困りの方へ

こんなお悩みは、ありませんか？

撮った映像は溜まっているが、目視で数える・確認する作業に、研究の時間を取られている
動きや変化を数値にしたいが、どの手法が自分の対象に合うのかを、事前に決められない
論文にある動き推定や追跡の手法を、自分のデータで試したいが、実装まで手が回らない
検出はできたものの、誤検出が多く、そのままでは使いものにならない
長時間・大量の映像は処理に時間がかかり、条件を変えて何度も試すことができない

ひとつでも当てはまる方は、弊社の「動画・時系列解析の開発サービス」が、お役に立てるかもしれません。まずは、お手元の映像やデータで何ができそうかの見立てからお出しします。ご予算に合わせて、まず数手法の比較だけ、機能単位でと、範囲を区切ったご提案にも対応します。

対応できる技術

動画・時系列の解析と一口に言っても、必要になる処理は、対象と目的で変わります。弊社は、画像処理・信号処理を中心に、次のような処理を組み合わせて、解析プログラムに仕上げています。いずれも、実案件での開発実績があります。

深層学習による映像からの検出: 学習済みモデルの適用、ファインチューニング、後段に識別器を置く2段階方式などを実装し、同一の指標で比較して運用に合う構成を選ぶ。
対象の検出と追跡（トラッキング）: 映像から対象を検出し、フレーム間で対応付けて追跡する。複数フレームの結果を統合して、判定を安定させる。
動き推定（オプティカルフロー）: 映像の各点が、どちらへどれだけ動いたかを推定する（ブロックマッチング・Farneback・Horn-Schunck・Lucas-Kanadeなど）。複数の手法を、同じ映像で切り替えて比較できる形に実装する。
イベント・変化の検出: シーンの切り替わり、輝点の出現、しきい値を超えた領域の発生など、映像中の変化を自動で検出する。
時系列指標の算出と可視化: フレーム毎の指標値、複数指標の重み付き総合点、時間の縮尺を変えた推移表示。CSV・行列での書き出しにも対応する。
時系列画像からの計測: 顕微鏡画像や医用画像などの時系列画像から、輝度・位置・形状の時間変化を数値化する。画素から物理単位（mm/secなど）への換算も行う。
全天球（360度）映像の取り扱い: 正距円筒形式の映像を、球面上で等密度にサンプリングして映像の座標へ変換する。格子が一致しない位置は内挿で補う。
時系列データの機械学習: 信号や計測データの時間変化を扱うモデル（LSTM・VAEなど）を実装する。他言語で動いているモデルの移し替えにも対応する。
連続して増えるデータの逐次処理: 入力フォルダを監視し、増えていく画像を取得に追従しながら処理する、準リアルタイムの構成にも対応する。
長時間・大量データの実務対応: フレームの間引き、処理の中断、フォルダ単位の一括処理、解析結果を原映像に重畳した確認動画の生成。

この一覧にない処理でも、論文や参考実装をもとにした開発に対応できます。まずはご相談ください。

なぜ、関数を1つ試すだけでは、動きが数値にならないのか

いまは、MATLABでもPythonでも、動き推定や物体検出の関数が用意されており、映像にかけて結果を表示するところまでは、難しくありません。それでも研究や実務で使える数値にならないのは、どの手法が対象に合うかが、映像を見ただけでは決まらないからです。

同じ映像でも、手法とパラメータの組み合わせによって、拾える動きも、誤検出の量も変わります。撮り方や対象が変われば、合う手法も変わります。そのうえ、全天球映像のように座標系が平面と違う形式では、サンプリングと座標変換を先に用意しなければ、そもそも比較の土俵に乗りません。画素の移動量を物理単位に直す、フレーム間の対応付けを安定させる、長時間のデータを現実的な時間で回す——こうした作業は、関数を呼ぶ部分の外側にあります。

弊社は、候補となる手法を同じ条件で実装し、お客様の実データで並べて比較してから選びます。だから、なぜその手法とパラメータにしたのか、条件を変えると何が変わるのかを、お客様に説明できます。納品するのは動くプログラムだけではありません。お客様ご自身が条件を変えて繰り返し試せる、ソースコードと説明です。

動画・時系列解析の標準工程

弊社の動画・時系列解析の開発は、次の4工程を標準として進めます。

① データと手法候補の調査: お手元の映像とデータを拝見し、類似の実装資産をもとに、候補となる手法と、実現できそうな範囲の見立てを行う。あわせて、何をもって良しとするかの観点（検出数と誤検出、目視での妥当性、処理時間など）と、確認に使うデータを、実装の前に決める。
② 開発の実施: 候補の手法を、統一した操作で切り替えられる形に実装する。パラメータは画面から変更し、設定ファイルへ保存・読込できるようにする。採用しなかった手法も、その理由とともに記録する。
③ 実データでの比較と調整: ①で決めた観点で、手法とパラメータごとの結果を、同一条件で比較する。解析結果を原映像に重畳した確認動画を作り、数値と目視の両方で妥当性を確かめたうえで、誤検出の扱いや、判定から外す条件を調整する。
④ テスト検証・納品: 長時間のデータでの通し実行と動作確認を行う。必要に応じてGUIやスタンドアロン実行形式に仕上げ、CSVなどの汎用形式での出力を整え、ソースコードと、出力結果、調整箇所の説明を添えて納品する。

適用例

上記の標準工程を実案件に適用した例を、分野の異なる3件挙げる。

1. 横長映像から縦型映像への自動切り出し

お客様: 公共機関の研究所様

ご依頼内容: 横長で撮影された映像から、注目すべき被写体を追いながら、縦型（9:16）の映像を自動で生成したい。手法は先行文献をもとに考案済みで、それをMATLABで実装し、単体で動くソフトウェアとして受け取りたい。画面（GUI）は付けず、その分をアルゴリズムの作り込みに充てたい。

課題:

物体の位置、顔、見る人が注目しやすい領域という、性質の異なる複数の検出結果を、1つの判断にまとめること
切り出す枠をどこに置き、どの速さで動かすかを、人が見て不自然にならない規則として決めること
入力映像の解像度が一定しないため、解像度によらず同じ判断になる作りにすること

ソリューション:

物体の検出、顔の検出、注目されやすい領域の推定を、それぞれ独立した解析として一括で実行し、結果を保存する構成にした。後段の判断ロジックは、解析をやり直さずに何度でも試せる
検出結果をフレーム間で補間・統合し、映像のカットの切れ目を検出したうえで、区間ごとに追う対象を決めた
切り出し枠の幅と、動かし方（固定するか、横方向に移動するか）を決める規則を、複数の候補案を作って比較・選択する形で実装した。移動の軌跡は複数の補間方式を用意し、切り替えて比較できるようにした
内部の演算を、入力解像度によらない共通の座標系に統一し、多様な解像度の映像を同じロジックで処理できるようにした
なぜその案を選んだのか、なぜ別の動かし方に切り替えたのかを、処理の中で記録して出力する仕組みを組み込んだ
画面なしのスクリプトから始め、その後のご発注で、単体で動く実行形式と、外部のツールから呼び出せる形まで仕上げた

結果:

お預かりした100本を超える映像で通し実行できる状態にし、機能追加を重ねながら継続して納品した
判断の理由が記録に残るため、結果に納得がいかないときに、どの段階の規則を直せばよいかを、お客様側でたどれるようになった
納品したプログラムをもとに、お客様ご自身で手を加えて活用いただいている

2. 全天球映像からの動き量の定量化

お客様: 大学の研究室様

ご依頼内容: 移動しながら360度カメラで撮影した映像から、周囲の環境の変化を動き量として定量化したい。複数の動き推定手法を選べること、パラメータを変更できること、検出したフローを映像に重畳して確認できることが要件。

課題:

全天球映像は正距円筒図法で保存されるため、動きベクトルの始点を球面上で等密度に配置する必要がある
手法によって誤検出の量が異なり、対象映像にどれが適するかを事前に決められない
研究者が解析条件を変えながら自身で繰り返し実行できる形にする

ソリューション:

ブロックマッチングとFarneback、Horn-Schunck、Lucas-Kanade、Lucas-Kanade（ガウス微分）の5手法を統一インターフェースで切替可能に実装。各手法のパラメータはGUIで設定し、設定ファイルへ保存・読込
実装に先立ち、2手法の結果動画を作成して提示し、対象映像での見え方を確認したうえで実装範囲を決めた
ベクトルの始点は、指定された文献の式に基づき球面上に等密度な点列（フィボナッチ格子）として生成し、緯度経度を正距円筒座標へ変換。動き推定側のブロック格子と一致しない分は内挿で吸収
出力はフレーム毎のベクトルをCSV（フレーム番号、始点・終点座標）と3次元行列（点数×4×フレーム数）で保存。方向別・手法別の集計は依頼者側で行う切り分けとした
原映像にフローを重畳した確認動画の生成、フレーム間引きによる計算時間の調整、長時間処理の中断、動画形式と画質の選択を実装

結果:

5手法・パラメータ設定GUI・重畳動画・CSV/行列出力を実装し、依頼者側で検出結果の妥当性を確認できる状態で納品
同じ映像で複数の手法を並べて比較でき、対象に合う手法を選べる状態になった
出力を汎用形式（CSV・行列）に揃えたため、その後の集計・統計処理は依頼者の環境で継続できる

3. 回転体の展開画像作成と線状欠陥の検出

お客様: 大手化学メーカー様

ご依頼内容: 回転する被写体を撮影した動画から、表面の全周を1枚に開いた展開画像を作りたい。表面に現れる線状の欠陥を、自動で検出して、数値で残したい。まずはGUIを付けず、ロジック中心のコードとして受け取り、初期の評価で見通しを立てたうえで、現場の監視に使える形まで育てたい。

課題:

回転の速度と、曲面の見かけの寸法を補正して、全周の画像をつなぐこと
帯を切り出す周期に由来する、継ぎ目と縞模様を抑えること
焦点距離、表面の反射、照明のむらが一定しない撮影条件でも、処理を成り立たせること
線状の欠陥を、学習データを必要としない軽量な処理で検出し、実カメラの入力にも対応すること

ソリューション:

動画中の複数のマーカーの通過から、1周あたりのフレーム数を推定した
各フレームから曲面上の帯を切り出し、曲面の見かけの長さを余弦で補正して、真の弧長に合わせながら順に連結した
隣接する帯を重ねてブレンドし、周波数解析により、周期的な継ぎ目の成分を除去した
線状の欠陥は、本来まっすぐな線からのずれと捉え、線を水平に補正して1次元のプロファイルに変換し、最小二乗で当てた基準の直線からの残差のピークから、欠陥の本数と位置を検出した
深層学習を使わず、直線からのずれを、現場で意味を説明できる統計量として扱った
静止画、動画、実カメラの入力に対応し、統計値を逐次CSVに保存した。カメラの校正と、装置からの信号の受信を追加し、入力のモードを切り替えられるようにした

結果:

専用の機構を使わない簡易な撮影の動画から、表面全周の展開画像を生成できるようになった
線状欠陥の本数、位置、残差の統計量をCSVに出力し、目視に頼っていた表面の評価を、数値で比較できるようにした
実カメラによる実時間の動作と、装置との連携まで対応し、監視の用途にも使える形になった

適用実績

化学材料メーカー研究開発部門様 — 顕微鏡の時系列画像から輝点を検出し、輝度の時間推移をグラフとCSVで出力。点滅せず常に明るい輝点を別系統で検出する改修により、検出数は98点→105点、71点→82点
公的研究機関様 — 映像のカット変化・動きの大きい領域・空間周波数の高い領域・顔領域を指標化し、重み付き総合点とともに時系列推移を表示する評価アプリケーション
研究機関の研究者様 — タイムラプス顕微鏡画像の輝点検出、フレーム間の最近傍追跡、追跡結果の系統樹表示までを1つのGUIアプリケーションに統合
上記以外にも、公開できない事例は多数

動画・時系列解析の開発のご相談は、このページ下部の「今すぐお問い合わせ」からご連絡ください。

安心してご依頼いただくために

結果は、数値と確認動画の両方でお示しします: 確認の観点と使用するデータを着手前に合意し、手法・パラメータごとの結果を同一条件で比較した数値と、原映像に重畳した確認動画でご報告します。
納得してからのご発注です: 受注前に映像やデータを拝見し、手法の見立てと作業範囲をご提示します。内容にご納得いただけない場合は、そこでお断りいただいて構いません。
難しい場合は、率直に申し上げます: 事前解析の結果、ご希望の検出や定量化が難しい、または割に合わないと判断した場合は、その理由とともに正直にお伝えします。見込みが立たないまま作業を続けることはしません。
予算に合わせて分割できます: 数手法の比較だけ、機能単位の開発、GUI化・配布と、段階を分けてご発注いただけます。まず比較だけ、というご依頼にも対応します。
条件を変えて、使い続けられる形で納品します: パラメータを画面から変更できる形に仕上げ、出力はCSVや行列などの汎用形式に揃えます。ソースコードと、調整箇所の説明資料を添えて納品します。説明資料は、PowerPointのまま納品します。弊社は著作権を主張しないので、納品後は、ソースコードも資料も、お客様ご自身で改変して、ご自由にお使いいただけます。
成果の研究発表や論文発表も可能です: 成果を、お客様の研究発表や、論文で発表できます。弊社のクレジットは、不要です。もし、お客様の方で、弊社との共同研究の方が都合が良い、という場合は、対応しますので、ご相談ください。

よくあるご質問

どの手法が良いか分からないのですが、決めてから依頼するべきですか？

いいえ、決まっていない状態でご相談ください。どの手法が合うかは、対象と撮り方で変わるため、実際の映像で並べて比べるのが確実です。弊社は候補となる手法を統一した操作で切り替えられる形に実装し、同じデータでの比較結果をお見せしたうえで、選定をご一緒します。

長時間・大量の映像でも対応できますか？

はい。フレームの間引きによる計算時間の調整、処理の中断、フォルダ単位の一括処理、増えていくデータに追従する逐次処理など、実務で回すための作りを組み込みます。まずはデータの量と、1回の解析にかけられる時間をお知らせください。

解析結果を、自分たちの環境で集計したいのですが？

はい。出力はCSVや行列などの汎用形式に揃えますので、その後の集計・統計処理はお客様の環境で継続できます。研究室で既にお使いのツールが読める形式・単位に合わせることも可能です。

MATLABとPython、どちらで開発してもらえますか？

どちらにも対応します。ご指定の環境・言語で開発し、ソースコードで納品します。MATLABを持たないPCでも動く実行形式への仕上げや、他言語で動いているプログラムの移し替えも、あわせてご相談ください。

データやコードを社外に見せることに、不安があるのですが？

ご要望に応じて、秘密保持契約を締結させて頂きます。アルゴリズムやコードはデリケートな内容を含むことが多いので、秘密保持契約を締結してからコードをお預かりすることは、よくあります。

ご相談から開発までの流れ

お問い合わせ: お問い合わせフォームから、お知らせください。もし分かれば、対象データの種類（動画・連続画像・計測データなど）と、やりたいこと（動きの定量化・検出・追跡・指標化など）、データの量をお知らせください。
ヒアリング: ZoomやTeams等で話を伺います。
事前解析: 映像とデータを拝見し、手法の見立て、確認の観点、作業範囲を提示します。
お見積・ご発注: 見立ての内容にご納得の場合、ご発注ください。予算申請用の概算見積にも対応します。
開発の実施: 候補の手法を切り替えられる形で実装し、実データで比較しながら進めます。
検証・納品: 数値と確認動画で妥当性を確かめ、ソースコードと説明資料を添えて納品します。

お問い合わせ

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