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植物の構造と数値を結ぶベクタデータクラウドの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K16043
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 情報ネットワーク
研究機関信州大学

研究代表者

小林 一樹  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (00434895)

研究協力者 源野 広和  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード農園モニタリング / フィールドモニタリング / 農業情報 / 深層学習 / 訓練データ拡張 / 植物3次元構造復元 / スマート農業 / 植物情報 / IoT / 深度情報 / 植物骨格モデル / 機械学習 / スマートセンサ情報システム / モニタリング
研究成果の概要

本研究では,農園モニタリングシステムからの収集画像を用いて,深層学習による果実外形の数値情報の自動抽出を実現した.具体的には,移動型農園モニタリングシステムからの収集画像を用いて,草丈の数値情報の自動抽出を行う技術や,深層学習を用いて農園モニタリング画像から果樹の果実の場所を特定するとともに,その形状情報を自動的に抽出するシステムを開発した.一般に,深層学習では訓練データの収集に多く労力を要するが,自動的にアノテーション付き訓練画像を生成する技術を開発し,訓練データを生成するのに必要な時間と労力とを大幅に削減した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した手法で数値化された植物構造情報を抽出することにより,作物の成長予測シミュレーションや予測モデルの構築に活用できる.単視点画像であっても数値化された植物情報を抽出する技術も開発したため,過去の農園画像に対しても利用が可能である.また,観察データから重要な遺伝子の働きを特定するフェノミクス研究において,遺伝子型と表現型との対応付けの効率化に貢献できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] 大量高精細画像からの果実生育情報の抽出2017

    • 著者名/発表者名
      Genno Hirokazu、Kobayashi Kazuki
    • 雑誌名

      農業情報研究

      巻: 26 号: 4 ページ: 100-114

    • DOI

      10.3173/air.26.100

    • NAID

      130006287990

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 隠れた果実領域抽出のための深層学習訓練データの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      髙井 亮磨,小林 一樹
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 第5回人間共生システムデザインコンテスト(HSS-DC) & 第26回 HSS研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proposal of Fruit Battery Method for Estimating Oil Palm Ripeness2018

    • 著者名/発表者名
      Kaiko Minakata, Kunihisa Tashiro, Hiroyuki Wakiwaka, Kazuki Kobayashi, Norhisam Misrom, Nor Aziana Aliteh, Hirokazu Nagata
    • 学会等名
      12th International Conference on Sensing Technology (ICST)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiband imaging and optical spectroscopic sensing for digital agriculture2018

    • 著者名/発表者名
      Takaharu Kameoka, Atsushi Hashimoto, Kazuki Kobayashi, Keiichiro Kagawa, Masayuki Hirafuji, Jun Tanida
    • 学会等名
      4th International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FS-TOMBO: An Agricultural Field Monitoring System with a Small and Lightweight Multispectral Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Shimobayashi, Kazuki Kobayashi, Keiichiro Kagawa, Wei Guo, Masayuki Hirafuji, Jun Tanida
    • 学会等名
      AFITA/WCCA2018 (Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculture / World Congress on Computers in Agriculture)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習による隠れた果実領域抽出のための訓練データ拡張2018

    • 著者名/発表者名
      高井亮磨,小林一樹
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム 2018 第27回北信越支部シンポジウム & 第25回人間共生システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた果実生育情報抽出Webアプリケーション2018

    • 著者名/発表者名
      小林一樹,中村俊輝
    • 学会等名
      第32回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サイバーフィジカル統合型モデルを用いたフィールドモニタリングシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      小林一樹,小形真平,青木善貴,中川博之
    • 学会等名
      農業情報学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カラーチャートによるオイルパーム成熟度判別に向けた基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      皆方快公,小林一樹,田代晋久,脇若弘之,永田浩一,ミスロン ノルヒシャム,アリテ ノルアジアナ,長谷川拓真,二俣昌樹
    • 学会等名
      第32回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電磁界センサを用いたオイルパーム成熟度判別の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      皆方快公,田代晋久,脇若弘之,小林一樹,永田浩一,Norhisam Misrom,Nor Aziana Aliteh
    • 学会等名
      第 30 回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A curtain rail based outdoor scanning system for crop monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Narayan Sharma, Kazuki Kobayashi
    • 学会等名
      平成 29 年度電子情報通信学会 信州大学 Student Branch 論文発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ベアメタル型マイクロコントローラによるフィールドモニタリングシステム運用の効率化2017

    • 著者名/発表者名
      下林史弥,小林一樹
    • 学会等名
      2017年度 農業情報学会・電子情報通信学会 知的環境とセンサネットワーク研究会連催 合同研究会,農業×情報通信ワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 農園画像を用いた深層学習によるリンゴ果実の生育情報抽出2017

    • 著者名/発表者名
      中村俊輝,小林一樹
    • 学会等名
      2017年度 農業情報学会・電子情報通信学会 知的環境とセンサネットワーク研究会連催 合同研究会,農業×情報通信ワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A Monorail Based Real-time Crop Scanner Using Camera and Laser Rangefinder2017

    • 著者名/発表者名
      シャルマ ナラヤン,小林一樹
    • 学会等名
      2017年度 農業情報学会・電子情報通信学会 知的環境とセンサネットワーク研究会連催 合同研究会,農業×情報通信ワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ベアメタル型マイクロコントローラを用いたロバストフィールドモニタリング2017

    • 著者名/発表者名
      下林史弥,小林一樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Monorail Based Plant Scanner for Field Monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Narayan Sharma, Kazuki Kobayashi
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習におけるリンゴ果実特定のための訓練画像生成手法2017

    • 著者名/発表者名
      中村俊輝,小林一樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クラウドセットアップ可能なフィールドモニタリングシステムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      小林一樹,野口遥平
    • 学会等名
      農業情報学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クラウド型マルチデバイスフィールドモニタリングシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      野口遥平,小林一樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス 環境総合館 レクチャーホール
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Multifunctional High Definition Web Image Viewer for Visualizing Plant Growth Data2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kobayashi
    • 学会等名
      In Proc. of WCCA/AFITA2016, SS6, pp.21-24
    • 発表場所
      韓国(Sunchon National University)
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Field Experiments with a Mobile Robotic Field Server for Smart Agriculture2016

    • 著者名/発表者名
      Tokihiro Fukatsu, Gen Endo, Kazuki Kobayashi
    • 学会等名
      In Proc. of WCCA/AFITA2016, OS6-2, pp.1-4
    • 発表場所
      韓国(Sunchon National University)
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コネクティブファブリケーションによるアグリガジェットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小林一樹
    • 学会等名
      農業情報学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      東京大学 弥生講堂
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 新スマート農業2019

    • 著者名/発表者名
      農業情報学会
    • 総ページ数
      516
    • 出版者
      農林統計出版
    • ISBN
      4897324076
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 小林研究室Webページ

    • URL

      http://www.cs.shinshu-u.ac.jp/~kby/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 信州大学・小林研究室・研究プロジェクト

    • URL

      http://kazukik.weebly.com/projects

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 農作物の生育評価・作業提案方法および農作物の生育評価・作業提案システム、ならびに地域農業活性システム2019

    • 発明者名
      源野広和 ,小林一樹
    • 権利者名
      キッセイコムテック(株),信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-061873
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 栽培支援方法、栽培支援プログラム、栽培支援装置、および栽培支援システム2018

    • 発明者名
      小林一樹,源野 広和
    • 権利者名
      信州大学,キッセイコムテック(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-081637
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 耕地管理支援システム2017

    • 発明者名
      小林 一樹,山崎 研一
    • 権利者名
      信州大学,アスザック株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-062912
    • 出願年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 植物の生育状態評価方法、植物生育状態評価プログラム、植物生育状態評価装置ならびに植物モニタリングシステム2017

    • 発明者名
      小林一樹,源野 広和
    • 権利者名
      信州大学,アスザック株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-058688
    • 出願年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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