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Suspicious person detection based on expert-vision using deep learning and spatio-temporal modeling of human gait

Research Project

Project/Area Number 20K19835
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionNational Research Institute of Police Science

Principal Investigator

井元 大輔  科学警察研究所, 法科学第二部, 主任研究官 (10760902)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords歩容解析 / 法科学 / 深層学習 / 機械学習 / 異常検知 / 不審検知
Outline of Research at the Start

街角の防犯カメラの設置台数は年々増加・活用されているが,事件事故を未然に防ぐことを目的とした映像解析技術は未だ発展途上であり,警察官・警備員等の熟練者の視点に基づく実用的な不審人物検知手法が求められている.本研究では,歩容の時空間モデリングと深層学習を活用することで,熟練者の認知機能の再現と理解に基づく,より時空間解像度の高い具体的かつ効率的な不審人物検出アルゴリズムを開発する.

Outline of Annual Research Achievements

歩容特徴を活用した不審行動検知法の検討のため、昨年度に引き続きさらに歩容特徴の基礎研究を継続し、深層学習と液晶ペンタブレットを活用したシルエット抽出に関する投稿論文が科警研報告に受理された他、以下の成果が得られた。本研究課題においては、研究代表者らが以前H29年頃に独自に構築した不審行動映像データセットを解析対象とする予定であり、そこでは歩行する人物だけでなく、シチュエーションによっては走る人物が不審行動の対象となっていた。しかし、これまで走行する人物の歩容特徴についてはデータセットがなかったため、充分に研究を進めることができていなかった。そこで、歩行・走行時のシルエット映像及び3次元人体形状データベースの整備を行い、走行を含む条件においてシルエットベースの一対一認証の基礎検討、解析システムの開発と実証、及び、構築した走行シルエット映像データセットにおける深層学習による歩容認証法の精度評価を実施した(それぞれ画像電子学会年次大会、日本法科学技術学会第29回学術集会、及び、電子情報通信学会2024年総合大会にて発表)。これにより、走行する人物の歩容特徴を解析する基礎を整えることができ、不審行動検知の研究に使用する準備ができた。さらに映像から3次元人体形状を解析する先行研究の解析手法(Goel+, ICCV, 2023)を上記の不審行動映像データセット(一部)への適用を検討したところ、密になりすぎないシチュエーション(駅想定、小道想定及び観光スポット想定)であれば、ある程度のトラッキング精度で解析が可能であることが見出された(発表準備中)。次年度(最終年度)は、これまでの基礎研究の成果を活用し、不審行動検知の検討を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

歩容特徴の基礎技術(撮影角度依存性の緩和及び3次元解析)や解析方法(カメラキャリブレーションの活用及びシルエット抽出)に関しては当初予定していなかった研究成果が多く得られているものの、不審行動検知法については当初の予定より遅れている。

Strategy for Future Research Activity

研究期間を1年延長し、不審行動検知への歩容特徴の活用について引き続き検討し、既存のデータベースの問題点(撮影角度・設置状況の偏り)の解決を試みる予定である。走行条件の歩容特徴・3次元人体形状モデル推定といった前年度検討した解析手法を活用することで、密になりすぎないシチュエーションに限定し、不審行動と判断され得る走行動作及び長時間歩き回る動作といった行動の検知法の実装を試みる。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] 深層学習における人物シルエット抽出作業の効率化―深層学習の活用とシルエット抽出作業システムの開発2023

    • Author(s)
      井元大輔、平林学人、本間正勝、黒沢健至
    • Journal Title

      科学警察研究所報告(科警研報告)

      Volume: 72 Pages: 13-19

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pre‐set estimation‐based in‐silico silhouette‐based methodology for improving the robustness to viewing direction difference for assisting forensic gait analysis2023

    • Author(s)
      Imoto Daisuke、Hirabayashi Manato、Honma Masakatsu、Kurosawa Kenji
    • Journal Title

      Journal of Forensic Sciences

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 470-487

    • DOI

      10.1111/1556-4029.15214

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development for geometric image analysis programs for forensic engineering examination2023

    • Author(s)
      Imoto Daisuke、Honma Masakatsu、Akiba Norimitsu、Hirabayashi Manato、Onozuka Shintaro、Akita Kimiya、Kurosawa Kenji
    • Journal Title

      Japanese Journal of Forensic Science and Technology

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 15-42

    • DOI

      10.3408/jafst.833

    • ISSN
      1880-1323, 1881-4689
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhancing the robustness of forensic gait analysis against near-distance viewing direction differences2022

    • Author(s)
      Imoto Daisuke、Hirabayashi Manato、Honma Masakatsu、Kurosawa Kenji
    • Journal Title

      Multimedia Tools and Applications

      Volume: 2022 Issue: 18 Pages: 26199-26221

    • DOI

      10.1007/s11042-022-12751-0

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Model-Based Interpolation for Continuous Human Silhouette Images by Height-Constraint Assumption2020

    • Author(s)
      Daisuke Imoto, Kenji Kurosawa, Masakatsu Honma, Ryo Yokota, Manato Hirabayashi, Yoshinori Hawai
    • Journal Title

      ICVISP 2020: Proceedings of the 2020 4th International Conference on Vision, Image and Signal Processing

      Volume: ICVISP 2020 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1145/3448823.3448835

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シルエット映像に基づく観測方向に頑健な歩容/走容の解析2024

    • Author(s)
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 走行条件における3次元人体形状由来のシルエット映像データに基づく歩容による一対一認証解析2023

    • Author(s)
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • Organizer
      2023年第51回画像電子学会年次大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ローリングシャッターカメラにおける高速移動体の3次元位置・速度の推定2023

    • Author(s)
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • Organizer
      第22回情報科学技術フォーラム(FIT2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 走容認証:走行動作時のシルエットに基づく一対多認証の精度評価2023

    • Author(s)
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • Organizer
      第13回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム(SBRA2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 法科学のための歩容解析補助システムの開発2023

    • Author(s)
      井元大輔、浅野雅人、本間正勝、黒沢健至
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 透視投影モデルに基づく車載・防犯カメラ画像に映る車両の移動距離推定の高精度化 幾何的な制約による複数フレームの活用2022

    • Author(s)
      井元大輔、本間正勝、秋葉教充、平林学人、小野塚信太郎、秋田仁也、黒沢健至
    • Organizer
      信学技報(電子情報通信学会 画像工学研究会)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 歩容による一対一認証における適応的判定基準の決定手法に関する一検討2022

    • Author(s)
      井元大輔、浅野雅人、本間正勝、黒沢健至
    • Organizer
      第12回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム(SBRA)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元カメラ校正に基づく撮影角度に頑健な歩容解析(第3報)2022

    • Author(s)
      井元大輔、浅野雅人、本間正勝、黒沢健至、吉岡隆宏、紺野剛史、粟井修司
    • Organizer
      法科学技術学会 第28回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 姿勢推定を用いた部分的歩容情報による人物照合2022

    • Author(s)
      吉岡隆宏、紺野剛史、粟井修司、井元大輔、本間正勝
    • Organizer
      法科学技術学会 第28回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元歩容データと深層学習による歩行シルエット映像からの撮影角度推定2021

    • Author(s)
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 平林学人
    • Organizer
      3次元画像コンファレンス
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元カメラ校正に基づく撮影角度に頑健な歩容解析 (第2報)2021

    • Author(s)
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 横田亮, 平林学人
    • Organizer
      日本法科学技術学会第27回学術集会(講演要旨集, p.79)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元カメラキャリブレーションに基づく歩容解析の法科学分野での実用性評価2021

    • Author(s)
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 平林学人
    • Organizer
      第11回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム (SBRA2021), A4-1
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元カメラパラメータの校正に基づく歩容解析の射影歪み頑健性評価2020

    • Author(s)
      井元大輔、黒沢健至、本間正勝、横田亮、平林学人、羽合佳範
    • Organizer
      画像電子学会第294回研究会(映像学技報, 44(22), p.27-30, 2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 三次元カメラ校正に基づく撮影角度の相違に頑健な歩容解析2020

    • Author(s)
      井元大輔、黒沢健至、本間正勝、横田亮、平林学人、羽合佳範
    • Organizer
      日本法科学技術学会第26回学術集会(講演要旨集, p.69)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Model-Based Interpolation for Continuous Human Silhouette Images by Height-Constraint Assumption2020

    • Author(s)
      Daisuke Imoto, Kenji Kurosawa, Masakatsu Honma, Ryo Yokota, Manato Hirabayashi, Yoshinori Hawai
    • Organizer
      ICVISP 2020: the 2020 4th International Conference on Vision, Image and Signal Processing
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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