JP7726191B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム - Google Patents

Description

本開示は、情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムに関する。

特許文献１には、複数のスペクトル成分を用いて対象を分析する際に、分析の精度と効率化の両立を図る電子機器およびその制御方法が開示されている。この電子機器は、機械学習によって生成された複数のパラメータのうちのいずれかを選択し、選択されたパラメータを用いて、分析対象の食品から反射された光を受けて複数のスペクトル成分のスペクトル強度を示すスペクトルデータの分析を行う（例えば、［要約］）。

特開2020-176951号公報

一般的に、ある材料に対する分析を実行する場合には、その材料のスペクトルデータを計測する必要がある。材料に対する分析を実行する場合には、計測されたそのスペクトルデータを用いて、その材料に対する各種分析が実行される。

一方で、ユーザは、例えば、自らが望む性能を有している材料は、どのようなスペクトルデータに対応しているのか、といった点を知りたい場合がある。この場合には、ユーザが所望する性能を有する材料が未知であり、そのスペクトルデータが未計測である場合には、その材料のスペクトルデータを何らかの方法で取得する必要がある。

特許文献１の電子機器は、機械学習によって生成された複数のパラメータのうちのいずれかを選択し、選択されたパラメータを用いて、分析対象の食品から反射された光を受けて複数のスペクトル成分のスペクトル強度を示すスペクトルデータの分析を行う。

しかし、特許文献１の電子機器は、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを取得するものではない。

本開示は、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムを提供することを目的とする。

第１態様に係る情報処理装置は、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定する設定部と、複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成する生成部と、前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定する特定部と、前記未知データをスペクトルデータへと変換する変換部と、変換された前記スペクトルデータを出力する出力部と、を備える情報処理装置である。第１態様に係る情報処理装置によれば、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる。具体的には、ユーザが望む性能値を有する材料が想定される場合、その性能値を有すると予想される未知の材料のスペクトルデータを実際に計測することなく、その未知の材料のスペクトルデータを得ることができる。

第２態様に係る情報処理装置の前記スペクトルデータは、材料の画像を周波数解析することにより生成されたデータであり、前記変換部は、前記未知データを前記スペクトルデータへと変換すると共に、変換された前記スペクトルデータから未知の材料の画像を生成し、前記出力部は、変換された前記スペクトルデータと生成された前記材料の画像を出力する。第２態様に係る情報処理装置によれば、ユーザが望む性能値を有する材料が想定される場合、その性能値を有すると予想される未知の材料の画像を実際に撮像することなく、その未知の材料の画像を得ることができる。また、ユーザ自らが望む性能値を有する材料の画像はどのような画像なのか、といったことをユーザが認識することができる。なお、第２形態においては、スペクトルデータと画像とが対応付けられた教師データを複数用意し、複数の教師データに基づいて学習済みモデルを生成し、その学習済みモデルを利用して画像を生成するようにしてもよい。この場合には、学習済みモデルは、既知の画像生成用の機械学習モデルが利用される。学習済みモデルは、例えば、深層学習アルゴリズムを用いて機械学習モデルを学習させることにより生成される。

第３態様に係る情報処理装置の前記未知データは、ユーザによって指定された前記２次元マップデータ上のデータであり、前記変換部は、ユーザによって指定された前記未知データをスペクトルデータへと変換し、前記出力部は、変換された前記スペクトルデータを表示部へ表示させる。第３態様に係る情報処理装置によれば、ユーザの操作によって指定されたプロット点に対応する、未知の材料のスペクトルデータを得ることができる。

第４態様に係る情報処理方法は、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定し、複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成し、前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定し、前記未知データをスペクトルデータへと変換し、変換された前記スペクトルデータを出力する、処理をコンピュータが実行する情報処理方法である。第４態様に係る情報処理方法によれば、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる。

第５態様に係る情報処理プログラムは、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定し、複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成し、前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定し、前記未知データをスペクトルデータへと変換し、変換された前記スペクトルデータを出力する、処理をコンピュータに実行させるための情報処理プログラムである。第５態様に係る情報処理プログラムによれば、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる。

以上説明したように本開示によれば、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる、という効果がある。

実施形態に係る情報処理システム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。 ２次元マップデータとスペクトルデータとを説明するための図である。 実施形態に係るサーバ及びユーザ端末のコンピュータの構成例を示す図である。 実施形態に係るサーバで行われる処理の一例を示すフローチャートである。 スペクトルデータから画像の生成を説明するための図である。 性能と相関が高いスペクトルデータの一部分を画像へと変換する処理を説明するための図である。

以下、図面を用いて実施形態の情報処理システムについて説明する。

図１は、実施形態に係る情報処理システム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。情報処理システム１０は、図１に示されるように、ユーザ端末１２と情報処理装置の一例であるサーバ１４とを備える。ユーザ端末１２とサーバ１４とは、例えば、インターネット等のネットワーク１６を介して通信可能に接続される。

本実施形態の情報処理システム１０は、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々を２次元マップデータ上に投影する。なお、２次元マップデータ上の１つのプロット点が１つのスペクトルデータに対応し、１つのスペクトルデータが１つの材料に対応する。スペクトルデータは、例えば、各種手法によって計測されたデータである。

そして、本実施形態の情報処理システム１０は、２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点であって、かつユーザによって指定されたプロット点を表す未知データをスペクトルデータへと変換する。これにより、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる。以下、具体的に説明する。

（ユーザ端末）

ユーザ端末１２は、ユーザによって操作される。ユーザ端末１２は、機能的には、図１に示されるように、制御部１２０と、表示部１２２とを備えている。

制御部１２０は、ユーザ端末１２の動作を制御する。表示部１２２は、制御部１２０による制御に応じて、各種の情報を表示する。

（サーバ）

サーバ１４は、機能的には、図１に示されるように、取得部１４０と、データ記憶部１４１と、設定部１４２と、生成部１４４と、特定部１４６と、変換部１４８と、出力部１５０とを備えている。

取得部１４０は、ユーザ端末１２から送信された複数のスペクトルデータを取得する。そして、取得部１４０は、複数のスペクトルデータをデータ記憶部１４１へ格納する。

データ記憶部１４１には、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々が格納される。

設定部１４２は、複数のスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定する。例えば、横軸が周波数を表し、縦軸がスペクトル値を表すグラフにスペクトルデータが図示されている場合、各周波数に対応するスペクトル値の各々を成分として持つベクトルデータが設定される。

生成部１４４は、複数のベクトルデータに対して次元削減手法の一例である主成分分析を適用する。そして、生成部１４４は、主成分分析を適用した結果に基づいて、複数のベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成する。生成部１４４は、その２次元マップデータと関連情報とをユーザ端末１２へ送信する。

図２は、２次元マップデータと関連情報との一例を示す図である。図２の関連情報として、バー表示されている主成分値（以下、単に「ＰＣ値」とも称する。）と、その主成分値に対応するスペクトルデータとが示されている。ユーザは、自らのユーザ端末１２を操作し、図２に示されるような２次元マップデータと関連情報とをユーザ端末１２の表示部１２２に表示させる。

図２（Ａ）の２次元マップデータの横軸の「ｐｃ１」は第１主成分の値を表し、縦軸の「ｐｃ２」は第２主成分の値を表す。図２（Ａ）に示される１つのプロット点は、１つのスペクトルデータに対応する。また、図２（Ａ）に示されるように、プロット点の色の濃さは、そのプロット点に対応する材料の性能の良さを表す。具体的には、プロット点の色が白色である場合にはその材料の性能は悪いことを表し、プロット点の色が黒色である場合にはその材料の性能は良いことを表している。このため、図２（Ａ）の右方向に位置するプロット点であるほど、高性能な材料に対応する。図２（Ａ）の「戻る」ボタンが押下されると、別の画面へ遷移する。

図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、バー表示されている主成分値と、その主成分値に対応するスペクトルデータとの一例を示す図である。図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の左側には、ｐｃ１～ｐｃ１０までの１０個のＰＣ値がバー表示されている。また、図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の右側には、左側のＰＣ値に対応するスペクトルデータが示されている。ＰＣ値からスペクトルデータへの変換は一意に決定される。なお、図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示される「０ＳＥＴ」のボタンは、ｐｃ１～ｐｃ１０までの１０個のＰＣ値をゼロにするためのボタンである。また、図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示される「ＲＥＳＥＴ」のボタンは、変更されたｐｃ１～ｐｃ１０までの１０個のＰＣ値を元に戻すためのボタンである。

図２（Ａ）の２次元マップデータ上においては、各プロットの位置が調整可能なように構成されている。このため、例えば、ユーザは、自らのユーザ端末１２を操作することにより、図２（Ａ）に示される２次元マップデータのプロット点Ｐを２次元マップデータ上で移動させる。ユーザは、自らのユーザ端末１２を操作し、２次元マップデータ上に既に存在するプロット点を移動させることにより、既に存在するプロット点とは異なるプロット点を指定する。既に存在するプロット点とは異なるプロット点は、スペクトルデータが存在しない未知データである。また、未知データは、ユーザによって指定された２次元マップデータ上のデータでもある。

例えば、ユーザは、図２（Ａ）に示されるプロット点Ｐを、計測されていない未知のスペクトルデータに対応するプロット点ＰＵ１へと移動させる。２次元マップデータ上のプロット点Ｐがプロット点ＰＵ１へと移動されることにより、図２（Ｂ）に示されるｐｃ１の値（図２（Ｂ）の「１．７５」）は、図２（Ｄ）に示されるｐｃ１の値（図２（Ｄ）の「２．１６」）へと変化する。

また、例えば、ユーザは、図２に示されるプロット点Ｐを未知のプロット点ＰＵ２へと移動させる。２次元マップデータ上のプロット点Ｐがプロット点ＰＵ２へと移動されることにより、図２（Ａ）に示されるｐｃ１の値（図２（Ａ）の「１．７５」）は、図２（Ｃ）に示されるｐｃ１の値（図２（Ｃ）の「０．４１」）へと変化する。

ＰＣ値の変化により、図２の右側に示されているスペクトルデータの波形も変化する。なお、スペクトルデータのグラフの横軸は例えば周波数を表し、縦軸はスペクトル値を表す。例えば、スペクトルデータＷＡは、ｐｃ１の値の変化によって図２（Ｃ）に示されるスペクトルデータＷＢへと変化する。また、スペクトルデータＷＡは、ｐｃ１の値の変化によって図２（Ｄ）に示されるスペクトルデータＷＣへと変化する。

このように、本実施形態のサーバ１４は、２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点（具体的には、上述したようにユーザによって指定された点）に対応する未知データをスペクトルデータへと変換する。そして、サーバ１４は、図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の右側に示されるように、変換されたスペクトルデータを出力する。これにより、スペクトルデータが計測されていない未知の材料のスペクトルデータを生成することができる。

例えば、図２（Ａ）に示されているように、スペクトルデータのｐｃ１の値が高いほどその材料が高性能であるような場合には、ユーザはプロット点ＰＵ１を指定することにより、高性能な材料の擬似的なスペクトルデータを確認することができる。このため、ユーザが高性能な材料であると予想されるプロット点を指定すれば、そのプロット点に相当するスペクトルデータが生成されるため、ユーザは、高性能化を実現するスペクトルはどのようなものであるのかを知ることができる。

なお、図２に示されるバー表示されているＰＣ値が調整可能なように構成されていてもよい。例えば、図２に示される矢印Ｄ１，Ｄ２のようにＰＣ値を変化させることにより、スペクトルデータの波形を変化させるようにしてもよい。この場合には、バー表示されている主成分値（ＰＣ値）を変更調整することに応じて、スペクトルデータの波形が変化するため、ユーザは主成分値（ＰＣ値）の意味を理解することもできる。

特定部１４６は、生成部１４４により生成された２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定する。具体的には、特定部１４６は、上述したようにユーザによって指定されたプロット点を表す未知データ（例えば、そのプロット点に相当するＰＣ値）を特定する。

変換部１４８は、特定部１４６によって特定された未知データをスペクトルデータへと変換する。なお、未知データからスペクトルデータへの変換は、既知の手法によって実現可能である。

出力部１５０は、変換部１４８によって変換されたスペクトルデータと各ＰＣ値とを出力する。出力部１５０から出力されたデータはユーザ端末１２へ送信される。

ユーザは、ユーザ端末１２を操作し、ユーザ端末１２の表示部１２２に表示される情報を確認する。例えば、ユーザは、図２に示されるような２次元マップデータと関連情報とを参照し、自らが指定した未知データに対応するスペクトルデータ（例えば、性能が高い材料に相当する擬似的なスペクトルデータ）がどのような形状であるのかを確認する。

ユーザ端末１２及びサーバ１４は、例えば、図３に示すようなコンピュータ５０によって実現することができる。ユーザ端末１２及びサーバ１４を実現するコンピュータ５０は、ＣＰＵ５１、一時記憶領域としてのメモリ５２、及び不揮発性の記憶部５３を備える。また、コンピュータ５０は、入出力装置等（図示省略）が接続される入出力interface（Ｉ／Ｆ）５４、及び記録媒体５９に対するデータの読み込み及び書き込みを制御するread/write（Ｒ／Ｗ）部５５を備える。また、コンピュータは、インターネット等のネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ５６を備える。ＣＰＵ５１、メモリ５２、記憶部５３、入出力Ｉ／Ｆ５４、Ｒ／Ｗ部５５、及びネットワークＩ／Ｆ５６は、バス５７を介して互いに接続される。

記憶部５３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、Solid state drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部５３には、コンピュータを機能させるためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ５１は、プログラムを記憶部５３から読み出してメモリ５２に展開し、プログラムが有するプロセスを順次実行する。

次に、実施形態の情報処理システム１０の作用について説明する。

例えば、ユーザは、複数の材料に対して所定の計測処理を実行することにより得られたデータである複数のスペクトルデータを、自身が操作するユーザ端末１２へ入力する。

ユーザ端末１２の制御部１２０は、ユーザによる操作に応じて複数のスペクトルデータを受け付ける。そして、制御部１２０は、ユーザによる操作に応じて、複数のスペクトルデータをサーバ１４へ送信する。

ユーザ端末１２からサーバ１４へ複数のスペクトルデータが送信されると、サーバ１４の取得部１４０は、ユーザ端末１２から送信された複数のスペクトルデータを取得する。そして、取得部１４０は、複数のスペクトルデータをデータ記憶部１４１へ格納する。

サーバ１４が、ユーザ端末１２から送信された所定の指示信号を受け付けると、図４に示す情報処理ルーチンを実行する。

ステップＳ１００において、サーバ１４の設定部１４２は、データ記憶部１４１に格納されている複数のスペクトルデータの各々を読み出し、それら複数のスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定する。

ステップＳ１０２において、サーバ１４の生成部１４４は、複数のベクトルデータに対して次元削減手法の一例である主成分分析を適用する。そして、サーバ１４の生成部１４４は、主成分分析を適用した結果に基づいて、複数のベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成する。サーバ１４の生成部１４４は、図２に示されるような２次元マップデータと関連情報とをユーザ端末１２へ送信する。

ユーザ端末１２の制御部１２０は、ステップＳ１０２でユーザ端末１２から送信された２次元マップデータと関連情報とを受信する。ユーザは、自らのユーザ端末１２を操作することにより、図２に示される２次元マップデータと関連情報とを表示部１２２へ表示させる。そして、ユーザは、自らのユーザ端末１２を操作し、２次元マップデータ上に既に存在するプロット点を移動させることにより、既に存在するプロット点とは異なるプロット点を指定する。既に存在するプロット点とは異なるプロット点は、スペクトルデータが存在しない未知データである。ユーザによって指定された未知データは、ユーザ端末１２からサーバ１４へ送信される。

ステップＳ１０４において、サーバ１４の特定部１４６は、ユーザ端末１２から送信された未知データを特定する。具体的には、特定部１４６は、上述したようにユーザによって指定されたプロット点を表す未知データ（例えば、そのプロット点に相当するＰＣ値）を特定する。

ステップＳ１０６において、サーバ１４の変換部１４８は、ステップＳ１０４で特定された未知データをスペクトルデータへと変換する。

ステップＳ１０８において、サーバ１４の出力部１５０は、ステップＳ１０６で得られた未知データのスペクトルデータと、その他の情報（例えば、図２（Ａ）に示されるような２次元マップデータと図２（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の左側のバー形式のＰＣ値）とをユーザ端末１２へ送信する。

ユーザ端末１２を操作するユーザは、サーバ１４から出力されたデータを確認し、自らが望む材料のスペクトルデータがどのようなものか確認する。

以上説明したように、実施形態に係る情報処理システムのサーバは、複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定する。サーバは、複数のベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数のベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成する。サーバは、２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定する。サーバは、未知データをスペクトルデータへと変換する。そして、サーバは、変換されたスペクトルデータを出力する。これにより、スペクトルデータが計測されていない材料のスペクトルデータを生成することができる。具体的には、ユーザが望む性能値を有している材料が想定される場合、その性能値を有すると予想される未知の材料のスペクトルデータを実際に計測することなく、その未知の材料のスペクトルデータを得ることができる。また、ユーザ自らが望む性能値を有する材料のスペクトルデータはどのようなデータなのか、といったことをユーザが認識することができる。また、ユーザの操作によって指定されたプロット点に対応する、未知の材料のスペクトルデータを得ることができる。

また、上記の各実施形態におけるコンピュータ５０で行われる処理は、プログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理として説明したが、これに限るものではない。例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウエアで行う処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、ソフトウエアの処理とした場合には、プログラムを各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態のスペクトルデータは、材料の画像から生成されたスペクトルデータであってもよい。例えば、スペクトルデータは、電子顕微鏡等によって材料を撮像することにより得られた画像を周波数解析することにより生成されたデータであってもよい。この場合、情報処理システム１０のサーバ１４の変換部１４８は、未知データをスペクトルデータへと変換すると共に、変換されたスペクトルデータから未知の材料の画像を生成する。そして、出力部１５０は、変換されたスペクトルデータと生成された材料の画像を出力する。

図５は、変換されたスペクトルデータから未知の材料の画像を生成する場合の例を説明するための図である。図５の上段に示されるように、ユーザが２次元マップデータ上に既に存在するプロット点Ｐを未知データに対応するプロット点ＰＵへ移動させた場合を考える。この場合、実際に撮像された材料の画像ＩＭ１から生成されたスペクトルデータがプロット点Ｐに相当し、画像が撮像されていない未知データがプロット点ＰＵに相当する。図５の中段に示されている画像ＩＭ１は実際に撮像された材料の画像であり、画像ＩＭ２は未知の材料の画像である。画像ＩＭ２は、情報処理システム１０のサーバ１４の変換部１４８によって生成された画像の例である。

また、図５の下段の左側にはバー形式のＰＣ値が示されており、図５の下段の右側には実際の画像ＩＭから生成されたスペクトルデータ（図５の実線）と、未知データに対応するスペクトルデータ（図５の破線）とが示されている。スペクトルデータのグラフの横軸は例えば周波数を表し、縦軸はスペクトル値を表す。

この場合、情報処理システム１０のサーバ１４は、未知データに対応するプロット点ＰＵを特定し、その未知データに対応するスペクトルデータ（図５の破線）を計算する。上述したように、未知データに対応するＰＣ値からスペクトルデータへの変換は一意に決定可能である。一方、スペクトルデータから未知の画像ＩＭ２への変換は一意に決まらない。

そのため、情報処理システム１０のサーバ１４は、スペクトルデータから画像への変換処理を実行する際には、例えば、画像ＩＭ１を元に複数の画像候補をランダムに生成し、その画像候補からスペクトルデータに近い画像候補を選択する。例えば、サーバ１４は、ユーザによって指定されたプロット点Ｐに対応する画像ＩＭ１を構成する画素値をランダムに変更するなどして、複数の画像候補を生成する。そして、サーバ１４は、複数の画像候補の各々を周波数解析することにより、複数の画像候補毎のスペクトルデータを生成する。そして、サーバ１４は、複数の画像候補毎のスペクトルデータと、未知データに対応するプロット点ＰＵに対応するスペクトルデータとの間の差異が小さい（又は閾値以下の）画像候補を、未知データに対応する画像ＩＭ２として選択する。

又は、例えば、情報処理システム１０のサーバ１４は、スペクトルデータと画像とが対応付けられた教師データを複数用意し、複数の教師データに基づいて学習済みモデルを生成し、その学習済みモデルを利用して画像を生成するようにしてもよい。この場合には、図５に示されている実線のスペクトルデータと画像ＩＭ１とが教師データとして予め設定される。また、例えば、学習済みモデルは、既知の画像生成用の機械学習モデルが利用される。学習済みモデルは、例えば、深層学習アルゴリズムを用いて機械学習モデルを学習させることにより生成される。例えば、情報処理システム１０のサーバ１４は、図５に示されている破線のスペクトルデータを学習済みモデルへ入力することにより、その未知のスペクトルデータに対応する画像ＩＭ２を生成する。

これにより、ユーザが望む性能値を有する材料が想定される場合、その性能値を有すると予想される未知の材料の画像を実際に撮像することなく、その未知の材料の画像を得ることができる。また、ユーザ自らが望む性能値を有する材料の画像はどのような画像なのか、といったことをユーザが認識することができる。また、スペクトルデータから画像を生成することにより、ユーザは、スペクトルデータのＰＣ値と画像との関係も理解することができる。

なお、例えば、図６に示されているように、スペクトルデータのうち、材料の性能と相関を有する部分のみを画像へ変換するようにしてもよい。例えば、図６の主成分分析によって得られたＰＣ値が、材料のある性能との間において正の相関があるとされる場合を考える。例えば、高次元ベクトルデータである各ＰＣ値のうち高い値を有している部分に相当する、スペクトルデータＳｘの部分領域ＲＸ１のみを画像ＩＭＸへ変換するようにしてもよい。又は、高次元ベクトルデータである各ＰＣ値のうち低い値を有している部分に相当する、スペクトルデータＳｘの部分領域ＲＹ１のみを画像へ変換するようにしてもよい。スペクトルデータの一部分から画像を生成することにより、ユーザは、スペクトルデータの一部分と画像との関係も理解することができる。これにより、ユーザは、どのような画像であれば所望の性能が得られるのか、といったことも理解することができる。

また、出力部１５０は、未知データに対応する各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）をバー表示させ、変換部１４８は、バー表示された各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）に対するユーザの操作（例えば、バーの操作）に応じて、ＰＣ値をスペクトルデータへ変換するようにしてもよい。これにより、ユーザ端末１２の表示部１２２に表示された次元圧縮結果の各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）に対するユーザの操作に応じて、未知の材料のスペクトルデータを表示することができる。また、ユーザは次元圧縮結果の各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）の意味を理解することができる。

また、変換部１４８は、ユーザの操作（例えば、バーを操作）に応じて、２次元マップデータに既に存在しているプロット点の平均に対応するスペクトルデータを生成し、出力部１５０は、平均に対応するスペクトルデータを出力するようにしてもよい。これにより、ユーザの操作に応じて、２次元マップデータに既に表示されている複数のスペクトルデータの平均を表示させることができる。

また、変換部１４８は、材料の性能値（例えば、機械強度、表面の反射率、及び透明性等）と、次元削減手法の一例である主成分分析を適用することにより得られた各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）との間における回帰分析を実行するようにしてもよい。この場合、出力部１５０は、変換部１４８により得られた回帰分析結果を更に出力するようにしてもよい。これにより、材料の性能値と次元圧縮結果の各次元の値（例えば、主成分分析のＰＣ値）との回帰分析結果を得ることができる。

また、２次元マップデータ上のプロット点の各々には、材料の性能値（例えば、機械強度、表面の反射率、及び透明性等）に応じた色（例えば、性能値が高いほど赤色など）が付加されているようにしてもよい。材料の性能値に応じた色がプロット点に付加されていることにより、ユーザはその色を手掛かりにプロット点を指定することにより、自らが望む性能値の材料のスペクトルデータを得ることができる。

１０ 情報処理システム
１２ ユーザ端末
１４ サーバ
５０ コンピュータ
５３ 記憶部
１４０ 取得部
１４１ データ記憶部
１４２ 設定部
１４４ 生成部
１４６ 特定部
１４８ 変換部
１５０ 出力部

Claims (4)

1. 複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定する設定部と、
   複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成する生成部と、
   前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定する特定部と、
   前記未知データをスペクトルデータへと変換する変換部と、
   変換された前記スペクトルデータを出力する出力部と、
   を備え、
   前記スペクトルデータは、材料の画像を周波数解析することにより生成されたデータであり、
   前記変換部は、前記未知データを前記スペクトルデータへと変換すると共に、変換された前記スペクトルデータから未知の材料の画像を生成し、
   前記出力部は、変換された前記スペクトルデータと生成された前記材料の画像とを出力する、
   情報処理装置。
2. 前記未知データは、ユーザによって指定された前記２次元マップデータ上のデータであり、
   前記変換部は、ユーザによって指定された前記未知データをスペクトルデータへと変換し、
   前記出力部は、変換された前記スペクトルデータを表示部へ表示させる、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定し、
   複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成し、
   前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定し、
   前記未知データをスペクトルデータへと変換し、
   変換された前記スペクトルデータを出力する、
   処理をコンピュータが実行する情報処理方法であって、
   前記スペクトルデータは、材料の画像を周波数解析することにより生成されたデータであり、
   前記未知データをスペクトルデータへと変換する際には、前記未知データを前記スペクトルデータへと変換すると共に、変換された前記スペクトルデータから未知の材料の画像を生成し、
   変換された前記スペクトルデータと生成された前記材料の画像とを出力する、
   情報処理方法。
4. 複数の材料の各々から計測されたスペクトルデータの各々をベクトルデータとして設定し、
   複数の前記ベクトルデータに対して次元削減手法を適用することにより、複数の前記ベクトルデータの各々を複数のプロット点の各々として２次元へ投影した２次元マップデータを生成し、
   前記２次元マップデータ上に既に存在するプロット点とは異なるプロット点を表す未知データを特定し、
   前記未知データをスペクトルデータへと変換し、
   変換された前記スペクトルデータを出力する、
   処理をコンピュータに実行させるための情報処理プログラムであって、
   前記スペクトルデータは、材料の画像を周波数解析することにより生成されたデータであり、
   前記未知データをスペクトルデータへと変換する際には、前記未知データを前記スペクトルデータへと変換すると共に、変換された前記スペクトルデータから未知の材料の画像を生成し、
   変換された前記スペクトルデータと生成された前記材料の画像とを出力する、
   情報処理プログラム。