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2020 年度 実績報告書

関節位置の確率分布と輪郭動態のトラッキングを用いたモデルベース歩容認証法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18379
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, 研究員 (10760902)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード法科学 / 歩容解析 / モデルベース手法 / 機械学習 / 輪郭動態トラッキング / 高さ制約
研究実績の概要

既存の輪郭動態のトラッキング(レベルセット法、最小二乗基準による方法)は人物映像に適さなかったが、歩行運動において関節点の相対的な高さは大きく変動しないという相対高さ制約の仮定を導入することで、人物映像に適した輪郭動態のトラッキングを新たに開発した(提案手法I)。これにより、シルエット映像のフレーム間の情報欠損を補うことが可能となった。提案手法Iは、ジョギング動作の映像に有効であるのに加え、既存手法と組み合わせることでサッカーのキック動作のようなスポーツ映像の解析にも有効であった。また、提案手法Iは、服装に対する依存性が既存手法よりも圧倒的に低いことが分かった。さらに、低フレームレート条件における歩容解析や3次元人体形状復元への応用においても、前処理として用いることで精度向上が図られることが示された。特に、歩容解析においては、低フレームレートの条件下であっても7.5fps以上であれば実用的な精度での解析が可能となることが示唆された。この高さ制約の仮定は以前研究代表者らが開発した特徴点と動的特徴を用いた歩容解析手法(提案手法II)と整合性が高く、人物映像解析として汎用的な基準であることが示唆された。なお、提案手法Iにおいては、シルエット映像から射影歪みを検出しそれを除去することで、横方向に進行する人物映像だけでなく、斜め方向に進行するの人物映像に対しても精度が保たれる仕組みを導入可能とした。法科学における歩容解析においてはこの射影歪み依存性は同一人の精度維持を阻む致命的な問題であった。この問題の解消に関し、新たに3次元カメラパラメータの校正に基づく手法を検討し(提案手法III)、既存手法や深層学習ベースの手法より精度向上が図られることが分かった。さらに、提案手法IIIによる精度向上の度合いは射影歪みが強いほど大きいことが示唆された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [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 ProcessingDecember 2020

      巻: ICVISP2020 ページ: No. 17, pp.1-11

    • DOI

      10.1145/3448823.3448835

    • 査読あり
  • [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)
  • [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)
  • [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

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公開日: 2021-12-27  

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