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AIツールキット 機械学習によるライフサイエンス画像解析
ライフサイエンス分野のアプリケーションにおいて、機械学習は画像解析のスループットを飛躍的に向上させ、ヒューマンエラーのリスクを低減させることができます。このツールキットには、画像ノイズ除去、画像セグメンテーション、オブジェクト分類のソリューションが含まれています。
![機械学習で解析ワークフローの各プロセスを改善 機械学習で解析ワークフローの各プロセスを改善]({"xsmall":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.100.100.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","small":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.360.360.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","medium":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.768.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","large":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.1024.1024.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","xlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","xxlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","max":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png"})
![機械学習で解析ワークフローの各プロセスを改善 機械学習で解析ワークフローの各プロセスを改善]({"xsmall":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.100.100.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","small":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.360.360.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","medium":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.768.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","large":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.1024.1024.file/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","xlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","xxlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png","max":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png/_jcr_content/renditions/original./ai-toolkit-denoising-segmentation-classification.png"})
機械学習で解析ワークフローの各プロセスを改善
生画像の最適化からオブジェクトの特定と分類まで
画像解析は多くのプロセスからなる処理であり、その中で生画像を処理し、セグメンテーションによって目的の構造を特定し、その構造を特性に基づいて分類する必要があります。ZEN AIツールキットはZEN Intellesisを搭載し、画像処理ワークフローの各プロセスで使用できるツールを提供します。
- Intellesisノイズ除去で生画像を最適化
- Intellesisセグメンテーションにより、オブジェクトの1つまたは複数のクラスを特定
- Intellesisの分類で、オブジェクトを意義のあるサブグループに分類
深層学習で自動画像解析が容易に
手動プログラミングからの移行により、初心者ユーザーでも簡単に操作可能
従来の処理アルゴリズムで最適な解析結果を得るには、ユーザーがプログラムし、ツールやパラメータを微調整しなければなりません。そのためには、画像処理アルゴリズムの詳細な知識とプログラミングのノウハウが求められ、個々の実験に適したツールやパラメータを試行錯誤しながら見極めるための長期実験が必要です。複雑なスキルと長い時間が必要となる解析アルゴリズムは、多くの研究者にとって手の届かないものとなっています。機械学習を用いれば、ユーザーがアルゴリズムに最適な結果をティーチングし、アルゴリズムが問題解決に最適なツールを見つけることが可能です。非常にスピーディーで直感的なプロセスのため、初心者ユーザーでも簡単に操作できます。
包括的で偏りのないビューがより優れたパフォーマンスを実現
デジタル画像のピクセルの先へ
顕微鏡で取得したデジタル画像は、一連の画素値で構成されています。従来のアルゴリズムは通常、各ピクセルを個別に評価します。しかし、デジタル画像から得られたデータをより深く理解するには、個々のピクセルだけではなく、その周辺のピクセルとの関係も考慮する必要があります。これには、エッジ、勾配、テクスチャ、形状のほかに、背景やシェーディングといった画像のアーチファクトなどが含まれます。機械学習は、このようなデータを大量に処理し、人間によるバイアスやエラーがない偏りのない方法で扱うことができるため、確実で優れた結果をもたらします。
ZEISS Intellesisセグメンテーションの技術について
パフォーマンスを向上させる独自の手法
![深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード 深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード]({"xsmall":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.100.100.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","small":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.360.360.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","medium":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.768.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","large":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.1024.1024.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","xlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","xxlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","max":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png"})
深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード
![深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード 深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード]({"xsmall":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.100.100.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","small":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.360.360.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","medium":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.768.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","large":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original.image_file.1024.1024.file/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","xlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","xxlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png","max":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png/_jcr_content/renditions/original./vgg19-deep-learning-random-forest-machine-learning.png"})
深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード
深層学習と機械学習の組み合わせ:VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード
機械学習と深層学習の強みを組み合わせる
ランダムフォレスト分類器:多数決で決定
ZEISS Intellesisセグメンテーションでは、ランダムフォレストと呼ばれる機械学習アルゴリズムをピクセル分類に使用しています。このアルゴリズムは決定木を基準としており、決定木はピクセルの特徴の数が多いものに基づいてピクセルを分類します。ランダムフォレストでは、多くの決定木を使用して多数決によりピクセルを分類します。これにより最低限のトレーニングデータで確実なセグメンテーションを行い、他のアルゴリズムと比べてより迅速にトレーニングができます。
VGG19ニューラルネットワークにより、ランダムフォレスト分類器にデータをフィード
標準的なランダムフォレスト分類器は一般的な画像フィルターに依存しているため、コンテキストの認識(「ピクセルの周辺」の認識)ができない場合があります。画像をVGG19ニューラルネットワークにフィードし、特徴マップをランダムフォレスト分類器に与えることで、ランダムフォレストのスピードとディープニューラルネットワークの優れた画像認識を組み合わせることができます。この組み合わせによりコンテキストの認識が向上し、その結果、良好なセグメンテーション結果が取得できます。
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オープンアーキテクチャ |
ZENワークフローの自動化 |
性能 |
信頼性の高いアルゴリズム |
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![AI画像解析の概要 AI画像解析の概要]({"xsmall":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original.image_file.100.56.file/intellesis-video-preview.jpg","small":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original.image_file.360.203.file/intellesis-video-preview.jpg","medium":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original.image_file.768.432.file/intellesis-video-preview.jpg","large":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original.image_file.1024.576.file/intellesis-video-preview.jpg","xlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original./intellesis-video-preview.jpg","xxlarge":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original./intellesis-video-preview.jpg","max":"https://www.zeiss.com/content/dam/rms/reference-master/products/software/zen/zen-desk/zen-software-packages/ai-toolkit/intellesis-video-preview.jpg/_jcr_content/renditions/original./intellesis-video-preview.jpg"})