複数カメラによるスズメバチ検出

以下ではRaspberry Piに複数台のカメラを接続したときの，TensorFlow Liteの処理性 能の評価を行う．その前に，6.5節ではカメラ1台の動画に対してRP 4 Bで3.5fpsの速 度が出ることが示されたが，RP4 Bより安価なモデルでの性能も評価し，対価格性能比 でどのモデルを用いるべきかを調べておく．

まず予備実験として，RP4 B，RP3 B，RPZero WにTensorFlow Liteを実装し，10秒の スズメバチ動画 suzumebachi10s.mp4 に対する処理性能を調べた．結果を Switch Sience での価格と共に表6.12に示す．RPZero Wでは1フレームあたり16 (=1/0.059)秒以上の 処理時間がかかっている．これはRPZero W はRP4 Bのおよそ1/6の価格であるが，処 理時間はおよそ1/60の性能である．また，RP3 BはRP4 Bの7割の価格であるが，性 能は1/3程度にとどまっている．従って，実用において，RP4 Bが処理速度だけでなく，

対価格性能比でも最も優れていることがわかる．

表6.12 Raspberry Pi のと価格と速度の比較

モデル RP 4 B RP3 B RPZero W

価格 (円) 7,700 5,775 1,320 処理性能 (fps) 3.5 1.3 0.059

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次に，図6.20~6.21のように，RP4 BにWiFiルータ経由で1~10台のESP32カメラを 接続し，処理速度を調べる．スズメバチの写った巣箱の写真をESP32カメラで撮影し，

800×600ピクセルのデータをRTSP (Real Time Streaming Protocol)でRP4 BまたはRP3 B に転送し，SSDv2 モデルを用いた TensorFlow Lite で処理を行った．画像が FHD の 1920×1080やHDの1280×720でなく800×600としたのは，Raspberry Piの問題ではなく

ESP32のメモリサイズ制約からである．

図6.20 カメラとRaspbery Piの接続関係

図6.21 実験の様子

RP4 B，RP3 B，そしてCoral USB Acceleratorを挿したRP4 Bに複数台のカメラを接 続した場合の，カメラ台数，カメラ1台当たりの処理速度fps/台，全体の処理速度fps，

そしてCPU使用率を表6.13と図6.22に示す．また図6.23はカメラを6台接続した際

のRP4 Bのモニタ画面である．

RP4 BとRP3 Bは共に4コアなので，カメラの接続台数が4台までは，1台当たりの

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性能の低下はさほどない．そのため，台数が増えるにしたがって，トータルのfpsは大 きく向上する．RP3 Bは 5 台目で CPU 使用率が 100%に達して処理速度が頭打ちとな り，8 台接続しようとするとフリーズしてしまった．それに対して RP4 Bは 8 台目で

CPU使用率が100%となり速度が頭打ちとなっているが，10台接続しても止まることは

なかった．またその時の1台当たりの処理速度は1.05fps，つまり1秒に1 枚の画像処 理が行える．スズメバチは巣箱前に数分滞在することを考えれば，数十~数百枚の画像 からスズメバチ検知が行えることになり，十分過ぎる性能と言える．従って今回はカメ ラが10台しか用意できなかったが，さらに増やせる可能性もある．また10台しか繋げ なかったとしても，PP3 Bよりも3割り高額なだけで，2倍の性能が得られているため，

RP4 Bがより実用的である．

Coral USB Acceleratorを使用した場合は，カメラが1~2台ではRP4 Bよりも高い性能 が得られているが，それ以上ではほぼ互角である．11台以上で両者の性能がどうなって いくかは不明ではあるが，Coral USB Accelerator の価格は１万円を超え，それを挿す

Raspberry Pi が別途必要なことを考えれば，7,700円のRP4 Bを複数台用意したほうが

有利であることは明白である．

表6.13 RP3 B, RP4 B, Coral Acceleratorの処理速度比較 接続

台数

RP4 B RP3 B CoralAccelerator

fps/台 fps CPU fps/台 fps CPU fps/台 fps 1 2.51 2.51 18.6% 1.48 1.48 25.6% 8.33 8.33 2 2.43 4.46 40.2% 1.23 2.46 49.4% 3.56 7.12 3 2.31 6.93 40.9% 1.21 3.63 70.8% 2.21 6.63 4 2.14 8.56 71.0% 1.17 4.68 93.1% 1.76 7.04 5 1.89 9.45 78.5% 0.98 4.90 100% 1.61 8.05 6 1.50 9.00 82.0% 0.81 4.86 100% 1.56 9.36 7 1.47 10.29 91.6% 0.71 4.97 100% 1.38 9.66 8 1.29 10.32 100% - - - 1.37 10.96 9 1.16 10.44 100% - - - 1.15 10.35 10 1.05 10.05 100% - - - 1.22 12.20

図6.22 実験結果 0

2 4 6 8 10 12 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

平均値(fps)

カメラ台数(台)

Raspberry Pi 3 B Raspberry Pi 4 B Coral Accelerator

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図6.23 6台のカメラを接続した際のRP4 Bのモニタ画面