ディープラーニングを使用したオブジェクトの検出 (Detect Objects Using Deep Learning) (Image Analyst)—ArcGIS AllSource

Image Analyst ライセンスで利用できます。

サマリー

入力ラスターにトレーニング済みディープラーニングモデルを実行して、検出したオブジェクトを含むフィーチャクラスを作成します。フィーチャには、検出されたオブジェクトの周囲の境界四角形やポリゴン、またはオブジェクトの中心のポイントを指定できます。

このツールは、トレーニング済みのモデル情報を含んでいるモデル定義ファイルを必要とします。モデルは、[ディープラーニングモデルのトレーニング (Train Deep Learning Model)] ツールを使用するか、TensorFlow、PyTorch、または Keras などのサードパーティのトレーニングソフトウェアによって、トレーニングできます。モデル定義ファイルには、Esri モデル定義 JSON ファイル (.emd) またはディープラーニングモデルパッケージを使用できます。モデル定義ファイルは、各オブジェクトを処理するために呼び出される Python ラスター関数のパス、およびトレーニング済みのバイナリディープラーニングモデルファイルのパスを含む必要があります。

使用法

ArcGIS AllSource Python 環境に適切なディープラーニングフレームワークの Python API (TensorFlow、PyTorch、Keras など) をインストールする必要があります。インストールしない場合、Esri モデル定義ファイルをツールに追加するとエラーが発生します。 Esri モデル定義ファイルの作成者から適切なフレームワーク情報を入手します。
ArcGIS AllSource のディープラーニングフレームワークを使用するようにコンピューターを設定するには、「ArcGIS 用のディープラーニングフレームワークのインストール」をご参照ください。
このツールは、サードパーティのディープラーニング Python API (TensorFlow、PyTorch、Keras など) を呼び出し、指定された Python ラスター関数を使用して、各オブジェクトを処理します。
「Esri Python ラスター関数の GitHub ページ」に、このツールの使用例が記載されています。また、GitHub リポジトリの例と手順に従って、カスタム Python モジュールを記述することもできます。
[モデル定義] パラメーター値には、Esri モデル定義 JSON ファイル (.emd)、JSON 文字列、またはディープラーニングモデルパッケージ (.dlpk) を指定することができます。 JSON 文字列は、このツールがサーバーで使用されている場合に便利で、*.emd ファイルをアップロードする代わりに JSON 文字列を貼り付けることができます。 *.dlpk ファイルはローカルに格納する必要があります。

.emd ファイルについては、次のサンプルをご参照ください。

{
    "Framework" :"TensorFlow",
    "ModelConfiguration": "ObjectDetectionAPI",
    
    "ModelFile": ".\\CoconutTreeDetection.model",
    "ModelType": "ObjectDetection",
    "ImageHeight": 850,
    "ImageWidth": 850,
    "ExtractBands": [0,1,2],
    "ImageSpaceUsed": "MAP_SPACE"
    "Classes": [
    {
        "Value": 0,
        "Name": "CoconutTree",
        "Color": [0, 255, 0]
    }
    ]
}

このツールは、マップ空間内またはピクセル空間内の入力画像を処理できます。マップ空間内の画像は、マップベースの座標系です。ピクセル空間内の画像は、未処理の画像空間内で、回転も変形もされません。 [ディープラーニング用のトレーニングデータをエクスポート (Export Training Data For Deep Learning)] ツールでトレーニングデータを生成するときに、[参照系] パラメーターを使用して参照系を指定できます。モデルがサードパーティのトレーニングソフトウェアでトレーニングされている場合は、ImageSpaceUsed パラメーターを使用して、参照系を *.emd ファイル内に指定する必要があります。このパラメーターは、MAP_SPACE または PIXEL_SPACE に設定することができます。
バッチサイズを大きくすると、ツールのパフォーマンスが向上しますが、バッチサイズが増加するにつれて、使用されるメモリ量が増加します。メモリ不足エラーが発生した場合は、より小さなバッチサイズを使用してください。 batch_size 値を調整するには、[引数] パラメーターを使用します。
バッチサイズは 1、4、9、16、25、64 などの平方数になります。入力値が完全な平方数でない場合は、最も大きな平方数が使用されます。たとえば、6 という値を指定した場合は、バッチサイズが 4 に設定されます。
オブジェクト検出から重複フィーチャを特定して削除するには、[Non Maximum Suppression] パラメーターを使用します。このパラメーターの詳細については、[Non Maximum Suppression] ツールの「使用法」セクションをご参照ください。
モザイクデータセットで選択された画像のみでオブジェクトを検出するには、[候補アイテムのみを処理] パラメーターの [処理モード] オプションを使用します。 [モザイク候補の計算 (Compute Mosaic Candidates)] ツールは、モザイクエリアを最適に表現するモザイクデータセットとイメージサービスで画像候補を検索するために使用されます。
入力ラスターには、画像が添付された単一のラスター、複数のラスター、またはフィーチャクラスを使用できます。添付ファイルの詳細については、「アタッチメントの追加または削除」をご参照ください。
このツールの実行要件および発生する可能性のある問題の詳細については、「ディープラーニングに関するよくある質問」をご参照ください。
ディープラーニングの詳細については、「ArcGIS AllSource のディープラーニング」をご参照ください。

パラメーター

ラベル	説明	データタイプ
入力ラスター	オブジェクトの検出に使用される入力画像。この入力には、モザイクデータセット、イメージサービス、画像のフォルダー、または画像の添付ファイルを含むフィーチャクラス内の単一のラスターまたは複数のラスターを指定することができます。	Raster Dataset; Raster Layer; Mosaic Layer; Image Service; Map Server; Map Server Layer; Internet Tiled Layer; Folder; Feature Layer; Feature Class
出力検出オブジェクト	入力画像で検出されたオブジェクトを取り巻くジオメトリを含む出力フィーチャクラス。	Feature Class
モデル定義	このパラメーターには、Esri モデル定義 JSON ファイル (.emd)、JSON 文字列、またはディープラーニングモデルパッケージ (.dlpk) を指定することができます。 JSON 文字列は、このツールがサーバーで使用されている場合に便利で、.emd ファイルをアップロードする代わりに JSON 文字列を貼り付けることができます。 .dlpk ファイルはローカルに格納する必要があります。これには、ディープラーニングバイナリモデルファイルへのパス、使用される Python ラスター関数へのパス、および他のパラメーター (望ましいタイルサイズやゼロ詰めなど) が含まれます。	File; String
引数 (オプション)	[モデル定義] パラメーターからの情報が、このパラメーターの設定に使用されます。これらの引数はモデルアーキテクチャによって異なります。 ArcGIS でトレーニングされたモデルでサポートされているモデル引数を次に示します。 ArcGIS 事前トレーニング済みモデルとカスタムディープラーニングモデルでは、このツールでサポートされている追加の引数を利用できることがあります。 padding - 隣接するタイルの予測がブレンドされる画像タイルの境界のピクセル数。出力を滑らかにすると同時にアーティファクトを減らすには、この値を大きくします。パディングの最大値には、タイルサイズの値の半分を設定できます。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 threshold - この閾値よりも信頼度スコアが高い検出が、結果に追加されます。可能な値の範囲は 0 ～ 1.0 です。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 batch_size - モデル推論の各ステップで処理された画像タイルの数。これは、お使いのグラフィックスカードのメモリに応じて異なります。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 nms_overlap - 2 つの重複したフィーチャの最大オーバーラップ率。結合領域に対する交差領域の比率として定義されます。デフォルトは 0.1 です。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 exclude_pad_detections - true の場合、画像チップのパディングされた領域にあるエッジ付近で切り捨てられる可能性のある検出をフィルターします。この引数は SSD、RetinaNet、YOLOv3、DETReg、MMDetection、Faster RCNN のみで使用できます。 test_time_augmentation - 予測中にテスト時間の延長を実行します。 true の場合、入力画像の反転および回転バリアントの予測は、最終出力にマージされます。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 tile_size - 予測のために画像が分割される画像タイルの幅と高さ。この引数は MaskRCNN でのみ使用できます。 merge_policy - 拡張された予測のマージに関するポリシー。指定できるオプションには、mean、max、min があります。これは、テスト時間の延長が使用される場合に限り適用できます。この引数は MaskRCNN でのみ使用できます。 output_classified_raster 出力ラスターへのパス。この引数は MaXDeepLab でのみ使用できます。	Value Table
Non Maximum Suppression (オプション)	Non Maximum Suppression を実行するかどうかを指定します。実行すると、重複オブジェクトが識別され、信頼値の低い重複フィーチャが削除されます。オフ - Non Maximum Suppression を実行しません。検出されたすべてのオブジェクトが出力フィーチャクラス内に含められます。これがデフォルトです。オン - Non Maximum Suppression を実行し、検出された重複オブジェクトが削除されます。	Boolean
信頼度スコアフィールド (オプション)	オブジェクト検出方法の出力として、信頼度スコアを含むフィーチャクラス内のフィールド名。このパラメーターは、[Non Maximum Suppression] パラメーターをオンにした場合に必要です。	String
クラス値フィールド (オプション)	入力フィーチャクラス内のクラス値フィールドの名前。フィールド名が指定されていない場合、Classvalue または Value フィールドが使用されます。これらのフィールドが存在しない場合、すべてのレコードが 1 つのクラスに属するものとして識別されます。	String
最大オーバーラップ率 (オプション)	2 つの重複したフィーチャの最大オーバーラップ率。結合領域に対する交差領域の比率として定義されます。デフォルトは 0 です。	Double
処理モード (オプション)	モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムを処理する方法を指定します。入力ラスターがモザイクデータセットまたはイメージサービスである場合、このパラメーターが適用されます。モザイク画像として処理—モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムがモザイク化され、処理されます。これがデフォルトです。すべてのラスターアイテムを個別に処理—モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムが、個別の画像として処理されます。候補アイテムのみを処理—入力モザイクデータセットの属性テーブルの Candidate フィールドで、値が 1 または 2 のラスターアイテムのみが処理されます。	String

派生した出力

ラベル	説明	データタイプ
出力分類ラスター	ピクセルを分類するための出力分類ラスター。ラスターデータセットの名前は、[出力検出オブジェクト] パラメーター値と同じです。このパラメーターは、モデルタイプがパノプティックセグメンテーションの場合のみ適用できます。	Raster Dataset

DetectObjectsUsingDeepLearning(in_raster, out_detected_objects, in_model_definition, {arguments}, {run_nms}, {confidence_score_field}, {class_value_field}, {max_overlap_ratio}, {processing_mode})

名前	説明	データタイプ
in_raster	オブジェクトの検出に使用される入力画像。この入力には、モザイクデータセット、イメージサービス、画像のフォルダー、または画像の添付ファイルを含むフィーチャクラス内の単一のラスターまたは複数のラスターを指定することができます。	Raster Dataset; Raster Layer; Mosaic Layer; Image Service; Map Server; Map Server Layer; Internet Tiled Layer; Folder; Feature Layer; Feature Class
out_detected_objects	入力画像で検出されたオブジェクトを取り巻くジオメトリを含む出力フィーチャクラス。	Feature Class
in_model_definition	in_model_definition パラメーター値には、Esri モデル定義 JSON ファイル (.emd)、JSON 文字列、またはディープラーニングモデルパッケージ (.dlpk) を指定することができます。 JSON 文字列は、このツールがサーバーで使用されている場合に便利で、.emd ファイルをアップロードする代わりに JSON 文字列を貼り付けることができます。 .dlpk ファイルはローカルに格納する必要があります。これには、ディープラーニングバイナリモデルファイルへのパス、使用される Python ラスター関数へのパス、および他のパラメーター (望ましいタイルサイズやゼロ詰めなど) が含まれます。	File; String
arguments [arguments,...] (オプション)	in_model_definition パラメーターからの情報が、このパラメーターのデフォルト値の設定に使用されます。これらの引数はモデルアーキテクチャによって異なります。 ArcGIS でトレーニングされたモデルでサポートされているモデル引数を次に示します。 ArcGIS 事前トレーニング済みモデルとカスタムディープラーニングモデルでは、このツールでサポートされている追加の引数を利用できることがあります。 padding - 隣接するタイルの予測がブレンドされる画像タイルの境界のピクセル数。出力を滑らかにすると同時にアーティファクトを減らすには、この値を大きくします。パディングの最大値には、タイルサイズの値の半分を設定できます。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 threshold - この閾値よりも信頼度スコアが高い検出が、結果に追加されます。可能な値の範囲は 0 ～ 1.0 です。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 batch_size - モデル推論の各ステップで処理された画像タイルの数。これは、お使いのグラフィックスカードのメモリに応じて異なります。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 nms_overlap - 2 つの重複したフィーチャの最大オーバーラップ率。結合領域に対する交差領域の比率として定義されます。デフォルトは 0.1 です。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 exclude_pad_detections - true の場合、画像チップのパディングされた領域にあるエッジ付近で切り捨てられる可能性のある検出をフィルターします。この引数は SSD、RetinaNet、YOLOv3、DETReg、MMDetection、Faster RCNN のみで使用できます。 test_time_augmentation - 予測中にテスト時間の延長を実行します。 true の場合、入力画像の反転および回転バリアントの予測は、最終出力にマージされます。この引数はすべてのモデルアーキテクチャで使用できます。 tile_size - 予測のために画像が分割される画像タイルの幅と高さ。この引数は MaskRCNN でのみ使用できます。 merge_policy - 拡張された予測のマージに関するポリシー。指定できるオプションには、mean、max、min があります。これは、テスト時間の延長が使用される場合に限り適用できます。この引数は MaskRCNN でのみ使用できます。 output_classified_raster 出力ラスターへのパス。この引数は MaXDeepLab でのみ使用できます。	Value Table
run_nms (オプション)	Non Maximum Suppression を実行するかどうかを指定します。実行すると、重複オブジェクトが識別され、信頼値の低い重複フィーチャが削除されます。 NO_NMS—Non Maximum Suppression を実行しません。検出されたすべてのオブジェクトが出力フィーチャクラス内に含められます。これがデフォルトです。 NMS—Non Maximum Suppression を実行し、検出された重複オブジェクトが削除されます。	Boolean
confidence_score_field (オプション)	オブジェクト検出方法の出力として、信頼度スコアを含むフィーチャクラス内のフィールド名。このパラメーターは、run_nms パラメーターが NMS に設定されている場合に必須です。	String
class_value_field (オプション)	入力フィーチャクラス内のクラス値フィールドの名前。フィールド名が指定されていない場合、Classvalue または Value フィールドが使用されます。これらのフィールドが存在しない場合、すべてのレコードが 1 つのクラスに属するものとして識別されます。	String
max_overlap_ratio (オプション)	2 つの重複したフィーチャの最大オーバーラップ率。結合領域に対する交差領域の比率として定義されます。デフォルトは 0 です。	Double
processing_mode (オプション)	モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムを処理する方法を指定します。入力ラスターがモザイクデータセットまたはイメージサービスである場合、このパラメーターが適用されます。 PROCESS_AS_MOSAICKED_IMAGE—モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムがモザイク化され、処理されます。これがデフォルトです。 PROCESS_ITEMS_SEPARATELY—モザイクデータセットまたはイメージサービス内のすべてのラスターアイテムが、個別の画像として処理されます。 PROCESS_CANDIDATE_ITEMS_ONLY—入力モザイクデータセットの属性テーブルの Candidate フィールドで、値が 1 または 2 のラスターアイテムのみが処理されます。	String

派生した出力

名前	説明	データタイプ
out_classified_raster	ピクセルを分類するための出力分類ラスター。ラスターデータセットの名前は、out_detected_objects パラメーター値と同じです。このパラメーターは、モデルタイプがパノプティックセグメンテーションの場合のみ適用できます。	Raster Dataset

環境

セルサイズ, 現在のワークスペース, 範囲, 地理座標系変換, GPU ID, マスク, 出力座標系, 並列処理ファクター, プロセッサタイプ, テンポラリワークスペース

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