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環境に応じた画像生成による高精度群衆カウント・人流解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K11176
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

大町 方子  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (90316448)

研究分担者 大町 真一郎  東北大学, 工学研究科, 教授 (30250856)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード機械学習 / 群衆カウント
研究開始時の研究の概要

人の流れや群衆の人数を推定する技術は、防犯、防災、感染防止、マーケティングなどさまざまな分野において不可欠である。機械学習を用いることで、大量の訓練データがあればある程度の精度が得られるが、膨大なデータを収集することは大変な困難を伴う。本研究課題では、訓練画像データを自動生成する技術を開発し、それを用いてカメラ映像から群衆の人数や人流を高精度に推定するシステムを構築することを目的とする。

研究実績の概要

本研究では、機械学習を用いてカメラ映像から群衆の人数や人流を高精度に推定するシステムを構築することを目的としている。人の流れや群衆の人数を推定する技術は、防犯、防災、感染防止、マーケティングなどさまざまな分野において不可欠である。
群衆の人数の推定手法は環境に依存することが予想されるため、まずは環境依存性を調査した。すなわち、ある環境のデータセットの推定に最適な手法を別のデータセットで評価することにより、環境による精度の違いを調査した。画像分類モデルであるビジョントランスフォーマに畳み込みを組み込んだCvTと呼ばれるモデルを利用し、パラメータを様々に変えて複数データセットでの実験を実施した。その結果、データセットによる群衆画像の特性の違いに関して様々な知見が得られた。
次に、実際に群衆の人数カウントを行う具体的なアルゴリズムの開発に着手した。群衆画像の特性の調査結果から、人間の頭部の座標を推定して座標の数から人数をカウントする手法と、人間の密度を推定して人数を推定する手法を併用することが有効であるとの見通しを得た。そのため、複数の推定手法を組み合わせたモデルを構築した。機械学習のアーキテクチャを変えるだけではなく、事前学習済みパラメータの適用の有無についても調査を行った。様々なモデルを用い、複数のデータセットで実験を行い、モデルの組み合わせにより各モデルの弱点やバイアスを相互に補完でき、画像から得られる異なる特徴を有効活用することで、精度が向上することを確認した。

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

本研究において重要な位置づけとなる群衆カウント技術の環境依存性調査では一定の知見が得られたが、群衆カウント技術の開発は基本段階にとどまった。

今後の研究の推進方策

本年度の検討で得られた知見をもとに、さらに高精度な手法を開発する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] JPEG Image Enhancement with Pre-Processing of Color Reduction and Smoothing2023

    • 著者名/発表者名
      Shoda Akane、Miyazaki Tomo、Omachi Shinichiro
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 21 ページ: 8861-8861

    • DOI

      10.3390/s23218861

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機械学習を用いた群衆カウント手法の環境の差による精度の比較2023

    • 著者名/発表者名
      下沢陽大, 大町方子
    • 学会等名
      電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体を用いたマスタースレーブシステムの小型化に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      北野楓, 大町方子
    • 学会等名
      東北・北海道地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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