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多品種検査のNG画像生成|学習データ不足をVLMで解決

品種数100で必要なNG画像は25,000枚。VLMなら実画像500枚で同等精度を達成できる。

2026-05-07 · Nsight Inc.

多品種検査の「学習データ地獄」

多品種外観検査で最も高いコストは、AIの学習に必要なNG(不良品)画像の収集です。従来のDeep Learning検査では、品種ごとに数百枚のNG画像が必要。品種数が増えると、この収集コストが爆発的に増大します。

Nsight現場データ|学習データ収集の実態

従来方式で必要なNG画像数:品種あたり200〜500枚
品種数10 → 2,000〜5,000枚(収集期間:1〜3ヶ月)
品種数50 → 10,000〜25,000枚(収集期間:6〜12ヶ月)
品種数100 → 20,000〜50,000枚(収集期間:1〜2年)
品種数50以上では、学習データの収集だけでプロジェクトが1年以上遅延するケースが多い。

しかも、新品種が追加されるたびにこのプロセスが繰り返されます。年間10品種追加される工場では、毎年2,000〜5,000枚のNG画像を新たに収集する必要があります。

VLMによるNG画像生成の仕組み

ステップ1:良品画像の撮影

新品種の良品を5〜10枚撮影するだけ。専用の照明下で、検査時と同じ撮影条件で撮影します。

ステップ2:VLMによる欠陥の自動付与

VLMが良品画像に対して、キズ・汚れ・欠け・変色などの欠陥を自然に合成します。欠陥の種類・サイズ・位置はパラメータで制御可能。1枚の良品画像から10〜50パターンのNG画像を生成できます。

ステップ3:人間によるレビュー

生成されたNG画像を品質管理担当者がレビューし、不自然なものを除外します。レビュー率は通常5〜10%(100枚中5〜10枚を除外)。

ステップ4:AIモデルの学習

レビュー済みのNG画像+良品画像でAIモデルを学習。TensorRTで最適化し、Jetson上でリアルタイム推論。

所要時間の比較:従来方式で品種あたり1〜3ヶ月 → VLM方式で品種あたり数十分〜数時間。

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NG画像生成の精度データ

Nsight検証データ|化粧品容器検査での比較

検査対象:化粧品容器のキズ検出(品種数30)

パターンA(従来方式):品種あたり実NG画像300枚で学習
→ 検出率:98.2%、過検出率:1.8%

パターンB(VLM方式):品種あたり実NG画像10枚 + VLM生成100枚で学習
→ 検出率:96.5%、過検出率:2.1%

結論:VLM方式はデータ収集量を97%削減しながら、検出率は従来方式の98%水準を維持。実用上十分な精度。

NG画像生成が効く検査・効かない検査

検査タイプNG画像生成理由
キズ・打痕の検出✅ 非常に効果的キズのパターンは品種横断で共通
汚れ・異物の検出✅ 効果的汚れの位置・大きさのバリエーション生成が容易
色ムラ・変色の検出⚠️ 条件付き色の再現精度がカメラの色空間に依存
寸法不良の検出❌ 不向き寸法検査はルールベース(画像処理)で対応
はんだ不良の検出✅ 効果的ブリッジ・未はんだのパターン生成が可能

まとめ

NG画像生成は、多品種外観検査の最大コスト要因である「学習データ収集」を95%削減する技術です。品種数50以上の製造ラインでは、VLMによるNG画像生成なしには経済的に成り立たないケースが多い。Nsightの検査システムにはNG画像生成機能が標準搭載されています。

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よくある質問

NG画像生成とは?

VLMが良品画像に対してキズ・汚れ・欠けなどの欠陥を自動で合成する技術です。1枚の良品画像から10〜50パターンのNG画像を生成でき、学習データ収集コストを95%削減します。

NG画像生成の精度は実画像と比べてどう?

Nsightの検証データでは、VLM生成NG画像で学習したモデルの検出率は、実NG画像のみで学習した場合の96〜98%水準。データ収集量を97%削減しながら実用上十分な精度を維持します。

どんな欠陥でもNG画像を生成できる?

キズ・汚れ・異物・はんだ不良などは効果的です。一方、寸法不良や色ムラなど数値で定義される不良はNG画像生成よりルールベース検査が適しています。

NG画像生成に必要な良品画像は何枚?

品種あたり5〜10枚の良品画像があれば十分です。検査時と同じ照明条件で撮影してください。

監修:元キーエンス画像処理部門エンジニア

Nsight株式会社の技術チームが監修。キーエンス画像処理部門での実務経験をもとに、製造業向けAI外観検査システムの設計・導入を行っている。会社概要 →