Jump to content
日本-日本語

法人のお客様向け Workstations

 お問い合わせ

HP Workstation 導入事例紹介
アイエスシー株式会社

HPがお勧めするWindows。

アイエスシー株式会社様
HP Workstation 導入事例
ワークステーションとGPUコンピューティングを活用した高速画像処理を実現

GPUの高性能化により、高精細の画像データをリアルタイムに解析処理可能になり、さまざまな分野で応用が始まっている。そんな中、豊富なノウハウと新しいメソッドを組み合わせて、良質なソリューションを提供している、アイエスシー株式会社(以降、アイエスシー) の、営業課長 坪井秀剛氏(以降、坪井氏)に話しを伺った。

  豊富なノウハウと高い実績が裏付ける確かな技術力が武器

アイエスシー株式会社 営業課長 坪井秀剛氏
アイエスシー株式会社
営業課長 坪井秀剛氏

「私どもの会社は現在本社のある武蔵小杉で起業して23期目になります」と語る坪井氏。同社は各業種へ向けた幅広いソフトウェア、ファームウェア、システムの受託開発を行ってきた。また、画像解析処理や、ハイスピードカメラのファームウェアや画像処理ボードの開発まで幅広い分野でのサービス提供をしている。

主にカメラを活用した検査装置や画像処理などに強さを見せるアイエスシーは、画像制御の組み込みやWindows向けアプリケーションの開発などを行っている。HP Z800 WorkstationにNVIDIA Tesla C2075を搭載して実現できるGPUのソリューションをいくつかご紹介していただいた。

「画像データの処理には膨大な時間がかかりますが、処理時間短縮の需要が増加しています。GPUを活用し、ソフトウェアを組み込むことにより、処理時間の大幅な短縮が可能になります。」と坪井氏。アイエスシーが紹介してくれた代表的なワークステーションで実現できるGPUコンピューティングソリューションをみていこう。

HP Z800 WorkstationとNVIDIA Tesla C2075を組み合わせて、GPUコンピューティングを活用した豊富なソリューションを実現するアイエスシー

HP Z800 WorkstationとNVIDIA Tesla C2075を組み合わせて、
GPUコンピューティングを活用した豊富なソリューションを実現するアイエスシー

  GPUコンピューティングを用いたソリューション

●ライン検査に応用できるソリューション

生産ラインでは必ず製品検査が必要になる。人の目でのチェックや、コンピューター機器を使ったデジタル処理による検査など、その方法は様々だが、一度稼働し始めた生産ラインを途中で止めたり、チェックに時間を掛けたりすると、効率は大幅に悪くなる。「生産ラインの行程には決められた処理時間があるので、それに沿うように検査は後追いしていかなければなりません。各業種で現在では様々なシステムでこれを解決していると思いますが、これにGPUコンピューティングを応用して強化するのが狙いです」と坪井氏が語るこのソリューションは「金属部品傷検査装置 I-shotシリーズ」と名付けられている。

例えば対象の金属部品が数十センチの円柱状だとすれば、それを回転させてカメラで撮影し、全面のデータをGPUを搭載したコンピューターでほぼリアルタイムで解析し、ピンホールや傷、打痕などを自動で検知し、異常があればそれを表示する。「検査物を回してカメラで撮影して、傷を検出する。画像を高速処理することによって実現できるソリューションです」と坪井氏。さらに、高速に大きくて長いものなどを検査したり、より微少な傷を検知させたりすることもできるのだという。「もちろん、使用するカメラの解像度やGPUカードの本数などにもよりますが、ニーズに合わせて仕様を変えることで対応が可能です」と坪井氏は語る。

●動体の体積を瞬時に判断して種分けなどをリアルタイムに行う

GPUによる高速画像処理活用事例

また、動体を検出するもうひとつのソリューション「青果物形状検査システム」では、農産物をはじめとした商品に形の大小があるようなものの体積を瞬時に判断することが可能になっている。「立体に対して交差する方向に2台のカメラを設置して、その撮影画像から形の大小を割り出します。撮影したデータをメモリに保存して解析を行い、モニター上に表示して種分けのための信号を送る。この一連の作業にリアルタイム性を持たせるのです」と坪井氏は解説する。

みかんやじゃがいもといった農産物は大きさによって市場での価格や価値が決まる。従来は人の目による選別が主流だったが、その速度と同等のリアルタイム性を持たせるシステムを導入することによって、人件費をはじめとした種分けそのものに掛かるコストが大幅に節減できる。

●動体のサイズを自動検知・解析しリアルタイムにモニターへ描画

動体検知を応用してカメラで撮像した動体物を画像処理することによってリアルタイムに人数カウントなどが行えるシステムも実現可能である。「簡易カメラを好きな場所に設置して、撮影範囲に入ってくる動体を検知します。検知できるサイズも指定できるので、人や車だけといった指定も行えます」と坪井氏。例えば、入場を待っている人の列を撮影し、待ち人数の増減をカウントしたり、車道を撮影してそこを通る大型トラックをカウントするといった使い方もできる。

撮像したデータをメモリに保存し、解析を行いモニター上に描画する。これをCPUで行わせた場合、現状のスペックでは1秒で1フレーム程度だという。しかし、これにGPUコンピューティングを活用すると1秒で約30フレームのリアルタイム性を持たせることが可能になるのだ。それがワークステーション1台と専用カメラで実現できるメリットは計り知れない。「解析を行った上での動画再生という意味において、かなりのリアルタイム性を持っているといえます」と坪井氏も手応えを語っている。

●非破壊検査の精度を向上させるX線カメラを用いたソリューション

ワークステーションに接続するカメラの種類を変えることでさらに高度なシステムにも応用できる。「X線カメラを使った非破壊検査システムがありますが、それをもっと高度にして立体視できるようにすることも可能です」と坪井氏は語る。製品の内部をチェックしたい場合はX線を使った検査を行うが、現在は2次元データを利用することが通例だ。しかし、アイエスシーのソリューションは、製品をX線でスライシング撮影し、医療機器のCT画像のような輪切り状態の撮影データを複数用意する。それをリアルタイムに解析し、分解されたスライシングの断面層からさらに立体視できるように再生することができるのだ。

「かなりのデータ量がありますから、リアルタイム性という部分ではまだちょっと追従していないところもあります。しかし、本格的な産業用CT撮影機材を用意すると莫大なコストが必要ですが、これなら大幅にコストを抑えることが可能になります」と坪井氏はいう。実際のデモンストレーション画像を見ると、リアルタイムに3次元化される様子はスムーズだ。3次元化された画像は視点を自由に変更することもできる。「画像を見ながら裏の部分をみてみたい、などというときにも有効です。これまで非破壊検査は1方向から撮像したものを2次元に展開していましたから、検査の精度や検査時間も大きく変わりますね」と坪井氏は語る。

ソリューションのデモンストレーションを行う坪井氏
ソリューションのデモンストレーションを行う坪井氏

ワークステーションで実現可能なGPUコンピューティングにおけるソリューションのバリエーションとしていくつか紹介してくれた坪井氏は、「あらゆる業種で使われているシステムにおいて、時間が掛かるという部分だけが問題になっていることも多いと思います。現在もお困りになっている分野はたくさんあるはずですので、そこに対応できると考えています」とその応用範囲の広さについて語る。実際に先に挙げていただいたソリューションは、検査や種分けなどが発生するあらゆる業種や、高いセキュリティを必要とする業種、あるいは高度な非破壊検査機器を必要とする業種など、ざっと考えただけでも幅広く応用できるため、今後広く普及していくことが十分に予想できる。

  分析・解析にリアルタイム性を持たせたいというニーズに応える

GPUによる高速画像処理効果

ここ数年、広がり始めたGPUコンピューティングを使用した画像解析システムについて、豊富なノウハウを活かしたソリューションを用意しているアイエスシー。「GPUによる画像解析は費用対効果の大きい、将来性のある技術」と坪井氏も大きな期待を抱いている。「GPUコンピューティングについては、例えば検査機器を開発しようとしても思ったような数値が得られないような場合に、処理を高速化することで理想に近づけられるケースもあります」と語る同氏。

また、これまではFAコンピューターがメインだった産業向け専用機器類に対してワークステーションを用いるメリットとして、コストパフォーマンスの高いシステム構築が可能な点があげられる。「用途が広がるワークステーションとGPUコンピューティングを組み合わせたソリューションですが、高速化を目指すシステム構築でコストパフォーマンスが高いと考えています。」と坪井氏はその手応えを語る。

HP Z800 Workstation

「今回、HP Z800 Workstationを使用してみて、がっしりしていて堅牢なことに驚いています」と語る坪井氏。HPのワークステーションは振動・衝撃テストなどを経て製品化される。金属シャーシによるハードウェア的に高い堅牢性や、水冷システムなどをはじめとした、効率のよいエアフローを実現している内部構造などによって、優れた冷却性やシステムの安定性も両立しているのが特長だ。「GPUコンピューティングを前提とした場合、拡張スロットが必要になります。特にカメラを利用するソリューションの場合、キャプチャカードが必須となります。その点、HP Z800 Workstationには空きスロットが豊富用意されている点も使いやすい点です。空きスロットが足りない場合には増設カードなどオプションで装着しなければならなくなります」

先ほど紹介したようなソリューションを実際に顧客の必要とする要件に合わせるには、アルゴリズムを最適化し、どの部分をGPUに負担させるかなどが都度異なるため、実際の必要スペックはケースごとに変化する。「一概にはこれぐらいのスペックが必要だとなかなかいえません。しかし、メモリ容量に関しては大きければ大きいほど扱える処理の幅が広くなりますから、たくさん積めるに越したことはないのです。その点HP Z800 Workstationは本体にメモリ容量も豊富に搭載できますし、Teslaシリーズのメモリ容量も大きいので安心です。」と坪井氏は語る。

  厳しい環境にも耐えられるシステム構築

先ほども少し触れたが、これまで産業用の検査機器や分析機器などにはFAコンピューターが使われることがほとんどだった。その大きな理由として、過酷な環境での連続使用が前提となることが挙げられる。「例えば金属製品を扱うような工場の場合、機器類を設置する場所には制限があることが多いのです。敷地が大きく、事務室のような閉じた環境への設置が難しく、現場近くに機器を置かざるを得ないケースだってあります」と坪井氏は語る。

そのため、機器類は微弱な振動を受けたり、埃が多く舞うような場所で使用されたりすることも多く、それによって予期しないトラブルが発生することがあるのだという。「企業がお金を掛けて幾重にも防御対策を施しているにもかかわらず、原因不明の現象によってコンピューターのハードディスクやRAIDユニットが破損してしまいシステム全体がストップしてしまうようなこともあります。調査してもどのような要因によるものか分からないなどということも実際に発生しうるのです」という坪井氏。そうしたことを防ぐためには、強固で可用性の高い高価な専用FAコンピューターを使用して開発をする。

「ワークステーションが堅牢でも、予期できないトラブルが発生しないかというと、それはあまり考えられません。ですから、そうした設置場所の要件などによって、FAコンピューターとワークステーションをうまく使い分けていただく方法が一番だと思います」と坪井氏は語る。365日24時間止まることを許されないシステムは多い。さらにクリーンなオフィス以外の環境では、実際に何が起こるかも分からないのが現実なのだ。そうした、状況を踏まえ、アイエスシーでは両者のメリットが最大限に活かせるようなソリューションを今後も提案していきたいのだという。

「これまで培った画像分析やファームウェアなどの技術を新たな分野に活用し、お客様の要望に敵う技術提案をしていきたいですね。GPUコンピューティングによる高速画像処理やDavinciによる映像処理、画像アルゴリズムによる各種解析処理ソフトウェアなどの開発などを、今後も続けてまいります」と坪井氏はこれからの展開について語ってくれた。 豊富なノウハウと優れた技術力で、企業に新たな提案をし続けるアイエスシー。これからも、ワークステーションとGPUコンピューティングを効果的に活用し、顧客のニーズを叶えるソリューションで、広く社会に貢献してくれるはずだ。

◆ アイエスシー株式会社
URL   http://www.isc-net.co.jp/ 日本HP外のウェブサイトへ
設立日  平成2年2月
代表取締役社長  寺田 浩之
所在地  〒211-0004 神奈川県川崎市中原区新丸子東服部ビル3F
連絡先  044-431-2080 坪井宛
Windowsの全てのエディションとバージョンで全ての機能を利用できるわけではありません。 全てのWindows機能を利用するには、アップグレードされた、または個別に購入されたハードウェア、ドライバまたはソフトウェアが必要です。 http://www.microsoft.com をご覧ください。

Windows 8 PCから更新/アップグレードする場合、全てのWindows機能を利用できるわけではありません。システムには追加のハードウェア、ドライバ、ソフトウェア、ファームウェア、BIOSアップデートが必要です。 バージョン間のアップグレード、たとえばPro以外からProおよびMedia Centerへのアップグレードには追加料金がかかります。 アップデートの詳細はwww.windows.com/everywhere でご確認ください。

一部のアプリは個別に販売されます。 市場によって異なります。 一部の機能にはWindows 8.1 Updateが必要です。 Windows 8デバイスの場合、アップデートはWindows Storeから入手できます。 Windows 8.1デバイスの場合、アップデートはWindows Updateから入手できます。 インターネットアクセスが必要です。 費用がかかります。 一部のデバイスでは電源ボタンを使用できますが、表示されているデバイスでは使用できません。

PDFファイルをご覧いただくには、Adobe® Reader®が必要です。
アドビシステムズ社のウェブサイトより、ダウンロード(無料)の上ご覧ください。