AIカメラ M5StickVの撮影処理Pythonソース

シャッタ操作からSDカード保存まで

撮影ボタンの読み込みから画像切り取り，保存まで

AIカメラとM5StickVの概要

AIカメラは，AI技術を活用して映像データをリアルタイムに解析する自動認識システムです．この技術は，農業，セキュリティ，産業オートメーションなど，多くの分野で応用されています．

M5StickVは，ビギナ向けの開発キットです．簡単に画像認識カメラを構築できるデバイスで，手軽にAIカメラのプロトタイピングを始めることができます．

M5StickVの特徴と応用

M5StickVは，I$^2$CやSPIなどの通信プロトコルに対応し，小型ながらも強力なAI処理能力をもっています．内蔵されているK210チップは，ディープラーニングによる画像認識や物体検出に優れたパフォーマンスを発揮します．

Pythonベースのプログラミング環境であるMaixPyを用いることで，開発者は簡単にAIモデルをデプロイし，リアルタイムで映像を解析するシステムを構築できます．

農業における「See & Spray」のような事例では，AIカメラが作物をリアルタイムに識別し，特定の雑草にだけ除草剤を噴射するシステムが実現されています．このシステムは，ディープラーニングを活用した高精度な画像認識を用いて，農業の効率を飛躍的に向上させています．

M5StickVを使用したAIカメラの構築方法

AIカメラのプロジェクトは，M5StickVを用いることで比較的容易に進めることができます．

まず，開発環境のセットアップが必要です．MaixPy IDEをインストールし，M5StickVに接続します．このデバイスは，SDカードにプログラムを保存し，簡単に実行できるため，プロトタイピングの手間が大幅に軽減されます．プログラムを作成する際には，boot.pyとして保存し，M5StickVに転送します．

このようなシンプルなコードを実行することで，画像認識の基礎を学びながら，実際に動作するAIカメラシステムを短時間で構築できます．

K210チップの役割

M5StickVの心臓部であるK210チップは，AIカメラの性能を支える重要な要素です．

K210は，RISC-Vアーキテクチャを基盤としたデュアル・コアプロセッサであり，ニューラル・ネットワークのハードウェアアクセラレーション機能を備えています．このチップは，画像認識タスクをリアルタイムで処理し，低電力でありながら高い処理能力を提供します．

デュアル・コアプロセッサとニューラル・ネットワーク

K210のデュアル・コアプロセッサは，AIカメラにおいて重要な役割を果たします．

1つのコアはデータの前処理や画像の取得などのタスクを担当し，もう1つのコアはニューラル・ネットワークの演算を担当します．特に畳み込みニューラル・ネットワーク（CNN）による画像認識処理は，このハードウェアによって効率的に実行されます．

実際の応用例として，積雪状態を認識してヒータのオンオフを自動制御する「AI-Road-heating-optimizer」というシステムがあります．K210を使用することで，積雪を正確に判断し，エネルギ消費を抑えることができます．

このように，M5StickVとK210チップの組み合わせは，手軽にAIカメラの開発を始めたいビギナに最適なプラットフォームです．AI技術を活用した画像認識の基礎を学び，応用することで，さまざまな産業での実践的なシステム開発が可能になります．〈著：ZEPマガジン〉

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著者紹介

• 株式会社クレスコ入社後，銀行向けシステムなど数多の開発にリード・エンジニアとして従事．後に自社ソリューションとなる統合認証システムの基礎を独力で開発するなど，アイデアと技術でクレスコを牽引する．技術研究所での機械学習研究を経て，人工知能を強みとする部門に異動．現在はテクニカルエバンジェリストとして企業が持つ業務課題へのAI適用に関するコンサルティング，機械学習に関する技術支援を行う一方，自ら研究テーマを持ち共同研究，実験システムの構築も担当．「SoftwareDesign」「やってみよう！機械学習」（技術評論社），「日経ソフトウェア」「AIプログラマになれる本」（日経BP）への記事寄稿，会津大学，はこだて未来大学，琉球大学，早稲田大学のほかWatson SummitやMicrosoftでの講演等，社外でも精力的に活動中

著書

1. ラズパイ+USB SDRで作るFlightradar24 Businessアカウント・フィーダ，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/KIT］ラズベリー・パイで学ぶエッジAIプログラミング入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD/KIT］世界の航空機を同時追跡！Flightradar24 ラズパイ・キット，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/KIT］人工知能カメラM5StickVで作って学ぶ画像解析AI開発入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. いろんなことを試して学ぶ！ Pythonプログラミング，2021年，日経BP．
6. エッジAIプログラミング M5StickV 活用編，日経ソフトウェア2020年11月号，日経BP．
7. エッジAIプログラミング M5StickV 準備編，日経ソフトウェア2020年7月号，日経BP．
8. Kaggleに参戦しよう(連載)，日経ソフトウェア2020年1月号，日経BP．
9. Kaggleに参戦しよう(連載)，日経ソフトウェア2019年9月号，日経BP．
10. Kaggleに参戦しよう(連載)，日経ソフトウェア2019年7月号，日経BP．
11. AIプログラマになれる本，2019年，日経BP．
12. やってみよう！ 機械学習 第2章 機械学習の始め方，2019年，技術評論社．
13. 人工知能で画像生成 応用編，日経ソフトウェア2019年1月号，日経BP．
14. 人工知能で画像生成 基本編，日経ソフトウェア2018年11月号，日経BP．
15. 自分で構築するか，APIで機能を使うか 機械学習の始め方，Software Design2018年4月号，技術評論社．

参考文献

1. ［VOD/Pi3A KIT］ラズパイ・キットで学ぶLinux I/Oボードの作り方・探し方・動かし方，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/Pi KIT］ラズベリー・パイで学ぶLinux＆Pythonプログラミング超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD/PiZero KIT］Python×ラズパイで初めての量子コンピュータ，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/Pi400 KIT］SLAMロボット＆ラズパイ付き！ROSプログラミング超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD/Pi KIT］ラズパイ×Pythonで動かして学ぶモータ制御入門，ZEPエンジニアリング株式会社．