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歩容の時空間モデリングと深層学習を用いた熟練視に基づく不審人物検出手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K19835
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関科学警察研究所

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード歩容解析 / 法科学 / 深層学習 / 機械学習 / 異常検知 / 不審検知
研究開始時の研究の概要

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.

研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔、平林学人、本間正勝、黒沢健至
    • 雑誌名

      科学警察研究所報告(科警研報告)

      巻: 72 ページ: 13-19

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pre‐set estimation‐based in‐silico silhouette‐based methodology for improving the robustness to viewing direction difference for assisting forensic gait analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Imoto Daisuke、Hirabayashi Manato、Honma Masakatsu、Kurosawa Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Forensic Sciences

      巻: 68 号: 2 ページ: 470-487

    • DOI

      10.1111/1556-4029.15214

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 法工学鑑定のための画像の幾何解析プログラムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      Imoto Daisuke、Honma Masakatsu、Akiba Norimitsu、Hirabayashi Manato、Onozuka Shintaro、Akita Kimiya、Kurosawa Kenji
    • 雑誌名

      日本法科学技術学会誌

      巻: 28 号: 1 ページ: 15-42

    • DOI

      10.3408/jafst.833

    • ISSN
      1880-1323, 1881-4689
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancing the robustness of forensic gait analysis against near-distance viewing direction differences2022

    • 著者名/発表者名
      Imoto Daisuke、Hirabayashi Manato、Honma Masakatsu、Kurosawa Kenji
    • 雑誌名

      Multimedia Tools and Applications

      巻: 2022 号: 18 ページ: 26199-26221

    • DOI

      10.1007/s11042-022-12751-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Model-Based Interpolation for Continuous Human Silhouette Images by Height-Constraint Assumption2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Imoto, Kenji Kurosawa, Masakatsu Honma, Ryo Yokota, Manato Hirabayashi, Yoshinori Hawai
    • 雑誌名

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

      巻: ICVISP 2020 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1145/3448823.3448835

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • 学会等名
      2023年第51回画像電子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(FIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔,浅野雅人,櫻井 航,本間正勝,黒沢健至
    • 学会等名
      第13回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム(SBRA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 法科学のための歩容解析補助システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      井元大輔、浅野雅人、本間正勝、黒沢健至
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      信学技報(電子情報通信学会 画像工学研究会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔、浅野雅人、本間正勝、黒沢健至
    • 学会等名
      第12回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム(SBRA)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      法科学技術学会 第28回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 姿勢推定を用いた部分的歩容情報による人物照合2022

    • 著者名/発表者名
      吉岡隆宏、紺野剛史、粟井修司、井元大輔、本間正勝
    • 学会等名
      法科学技術学会 第28回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 平林学人
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 横田亮, 平林学人
    • 学会等名
      日本法科学技術学会第27回学術集会(講演要旨集, p.79)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔, 黒沢健至, 本間正勝, 平林学人
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔、黒沢健至、本間正勝、横田亮、平林学人、羽合佳範
    • 学会等名
      画像電子学会第294回研究会(映像学技報, 44(22), p.27-30, 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井元大輔、黒沢健至、本間正勝、横田亮、平林学人、羽合佳範
    • 学会等名
      日本法科学技術学会第26回学術集会(講演要旨集, p.69)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Model-Based Interpolation for Continuous Human Silhouette Images by Height-Constraint Assumption2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Imoto, Kenji Kurosawa, Masakatsu Honma, Ryo Yokota, Manato Hirabayashi, Yoshinori Hawai
    • 学会等名
      ICVISP 2020: the 2020 4th International Conference on Vision, Image and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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