SNAP-CII: 画像解析によるエアロゾル濃度推定アルゴリズム

SNAP-CIIは、スマホなど一般的なカメラで撮影された画像データからエアロゾルの量を測るアルゴリズムです。太陽光がエアロゾルによって広がる様子をAIに学習させることで、エアロゾルの量を高い精度で求めることができます。SNAP-CIIを使うことで、カメラを使って自分で空気の状態を測れるようになります。

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SNAP-CII
とは

SNAP-CIIは、スマホなど一般的なカメラで撮影された画像データからエアロゾルの量を測るアルゴリズムです。
SNAP-CIIでは、太陽光がエアロゾルによって広がる様子を画像データから分析し、エアロゾルの量を3段階(低・中・高)に分類します(図)。
画像データには、青・緑・赤のそれぞれの光の強さが記録されていますが、それぞれの色の光はエアロゾルと空気分子にぶつかったとき、異なる進み方をします。

エアロゾルが少ないときは、空気分子によって青い光が多く散乱されるので、空は青く見えます。
エアロゾルが多いときは、エアロゾルによって青・緑・赤の光がほぼ同じ強さで散乱されるため、空は白っぽく、または灰色っぽく見えます。
SNAP-CIIは、この違いをAIに学習させることで、エアロゾルの量を高い精度で求めることができます。

自分の空を自分で測る

空気の状態―空気のキレイさは、普段はあまり意識しないかもしれません。
しかし、気づかないうちに有害な物質を吸い込んでいることがあり、その量が多くなると健康に悪い影響がでることがあります。
その代表的な物質がPM2.5などのエアロゾルです。

これまでは、その日の空気の状態は、専門サイトや行政機関からの情報でしか知ることができませんでした。これからは、SNAP-CIIを使うことで、カメラを使って自分で空気の状態を測れるようになります。

さらに、エアロゾルは将来の気候変動を予測するうえでもとても重要な物質であり、エアロゾルを観測することは、気候変動対策という面でも非常に重要です。

現在、10の団体にSNAP-CIIの試験利用(近日公開)にご協力頂いています。
そこでいただいたフィードバックをもとにシステムを改善し、最終的には多くの人に使ってもらえる形にしたいと考えています。
そして、皆さんが撮影した観測データを集めて、科学的にも価値の高いデータベースを作り、大気汚染や気候変動対策、そして健康対策に役立てていきます。


市民参加によるエアロゾル観測ネットワーク

SNAP-CIIの研究はNICT、九州工業大学、福岡大学、東京都立大学の4者による共同研究により2020年からスタートし、翌年からは株式会社ウェザーニューズも加わっています。

また、観測カメラの設置や写真データの提供において、北九州産業学術推進機構や北九州市立大学、長崎大学、明治学園中学高等学校など、非常に多くの方々の協力を頂いています。

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