Next-generation intelligent security camera systems that predict criminal event

• Project/Area Number: 20H02400
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25020:Safety engineering-related
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: Nagayama Itaru 琉球大学, 工学部, 教授 (80274885)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
• Keywords: 画像処理 / 防犯カメラ / 機械学習 / ひったくり / 人工知能 / 知能情報処理 / モーション予測 / 挙動解析 / 運動解析 / 挙動予測 / 安全システム / モーション解析 / 深層学習 / 予測システム / 挙動推定 / 社会安全システム / 映像処理

Outline of Research at the Start

「ひったくり」や「拉致誘拐」は高齢者・女性・障碍者・児童など、いわゆる社会的弱者が被害者となりやすい悪質な犯罪行為である。ところが、これらの犯罪に対する有効な対策やシステムはほとんど存在せず、もっぱら自衛に努めるしかないのが現状である。
これに対して、本研究では犯行直前の防犯カメラ映像を利用してモーション予測を行い、犯行発生を予測・予知するとともに実行直前に警報アラームを発することにより、犯行阻止と被害防止に結びつく犯行予測型超次世代知的防犯カメラシステム(PASCAS)の研究・開発を行う。これにより、従来の防犯カメラや安全対策に関する限界・現状を一変させるブレイクスルーを達成する。

Outline of Final Research Achievements

In this study、 research and development of a next-generation intelligent security camera that predicts and detects the occurrence of street crimes such as purse-snatching was carried out. The occurrence of a crime is predicted by AI and machine learning technology based on recent behaviour in security camera images、 and a loud alarm is issued just before the occurrence of a crime. This is expected to prevent the offender from committing the crime.
The results of the study shows that the accuracy of predicting the occurrence of purse-snatching 500 milliseconds in advance was 94.25%、 followed by an accuracy of 86.75% when predicting the occurrence 600 milliseconds in advance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで我々はリアルタイムに発生した「ひったくり」「拉致誘拐」等の犯罪行為をAI・機械学習技術を用いて自動検知する次世代型知的防犯カメラシステムの研究を行ってきた。ところが、これらの研究はひったくり等の状況を自動検知し、警察・救急への自動通報を実行できるが、犯行や事件発生そのものを防ぐことはできないという根本的限界があった。そのため、「ひったくり」の犯行発生を数秒前に予知・予測し、犯行直前に大音量警報アラームを発報する超次世代知的防犯カメラシステムの研究に取組んだ。将来的に、犯行の発生直前に予防的介入を行うことで犯行そのものを防止する先進的システムの開発が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Advanced Intelligent Security Camera System for the Prediction of Snatching using Machine Learning (2023)
  • Author(s): Nagayama Itaru
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Industry Applications Volume: 143 Issue: 2 Pages: 125-131
  • DOI: 10.1541/ieejias.143.125
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • Year and Date: 2023-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of Body Occlusion Using Deep Learning for Advanced Intelligent Video Surveillance System (2021)
  • Author(s): Nagayama Itaru、Iwanaga Tatsuya、Uehara Wakaki、Miyazato Takaya
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Industry Applications Volume: 141 Issue: 2 Pages: 138-146
  • DOI: 10.1541/ieejias.141.138
  • NAID: 130007979630
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • Year and Date: 2021-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Free-viewpoint Motion Recognition Using Deep Alternative Learning (2021)
  • Author(s): Nagayama Itaru、Uehara Wakaki、Shiroma Yasushi、Miyazato Takaya
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Industry Applications Volume: 141 Issue: 2 Pages: 130-137
  • DOI: 10.1541/ieejias.141.130
  • NAID: 130007979632
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • Year and Date: 2021-02-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 深層代替学習による人物動作の3次元自由視点認識 (2021)
  • Author(s): 長山格
  • Journal Title: 画像ラボ Volume: 32 Pages: 33-39
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのための夜間ひったくり映像における骨格移動遷移の短時間予測 (2023)
  • Author(s): 冨名腰直希, 藤本基慎, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会,IIS-23-053
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのためのFPGAシミュレーションに関する研究 (2023)
  • Author(s): 玉城翔平, 嶺井裕介, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会,IIS-23-016
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのための骨格情報解析に基づく挙動予測の研究 (2023)
  • Author(s): 嶺井裕介, 玉城翔平, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会,IIS-23-017
• [Presentation] 深層学習による次世代型知的防犯カメラのための動作計測と予測に関する研究 (2022)
  • Author(s): シラガンカピストラノ龍, 嶺井裕介, 長濱北斗, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのための遮蔽人体復元に関する研究 (2022)
  • Author(s): 長濱北斗, シラガンカピストラノ龍, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのためのモーション推定・予測に関する研究 (2022)
  • Author(s): 嶺井裕介, シラガンカピストラノ龍, 長濱北斗, 長山 格
  • Organizer: 電気学会次世代産業システム研究会
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのためのモーション推定・予測に関する研究 (2022)
  • Author(s): 嶺井裕介, シラガンカピストラノ龍, 長濱北斗, 長山 格
  • Organizer: 電気学会・次世代産業システム研究会
• [Presentation] 深層学習による次世代型知的防犯カメラのための動作計測と予測に関する研究 (2022)
  • Author(s): シラガンカピストラノ龍, 嶺井裕介, 長濱北斗, 長山 格
  • Organizer: 電気学会・次世代産業システム研究会
• [Presentation] 次世代型知的防犯カメラのための遮蔽人体復元に関する研究 (2022)
  • Author(s): 長濱北斗, シラガンカピストラノ龍, 長山 格
  • Organizer: 電気学会・次世代産業システム研究会