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2019 年度 実施状況報告書

敵対的生成ネットワークによる不審動作検出器および生成器の学習

研究課題

研究課題/領域番号 19K20310
研究機関地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター

研究代表者

三木 大輔  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第三部情報技術グループ, 副主任研究員 (70757343)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード人物動作解析 / 異常検知 / 深層学習 / 敵対的生成ネットワーク
研究実績の概要

監視カメラ映像から人物の不審動作を検出するための異常検出器および、その汎化性能の向上を目的とした生成器を敵対的に学習させる方法について開発に取り組んだ。異常検出器には、人物動作に関する時系列データを入力として、その異常度を推定する深層ニューラルネットワーク(Deep neural network, DNN)を弱ラベルの付与された人物動作に関する時系列データセットを用い、マルチインスタンス学習に着想を得た、新たな弱教師付き学習手法により最適化することで、時系列データに潜在する異常特徴を抽出することを可能とした。本DNNを適用することで、人物の不自然な動作を認識することを可能とした。さらに損失関数を工夫することで、異常の検出のみならず、識別が可能であることを確認した。また、人物の関節位置をノード、その接続をエッジとしたグラフ構造として表現した時系列データを用い、グラフ畳み込みニューラルネットワーク(Graph Convolutional Neural Network, GCN)を用いることで、その識別精度が向上できることを確認している。さらに、上記DNNに再帰的な構造をもつLSTMを適用することも有効であることを確認しており、このようなDNNは人物動作以外の時系列データの解析(例えば故障検知)にも有効であることを確認している。上記弱教師付き学習により、あらかじめ学習された異常検出器は敵対的生成ネットワーク(Generative adversarial network, GAN)との相性が良く、生成器と併せて敵対的に学習することが可能であることを確認している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

異常検出器の開発は順調に進んでいる。特に、弱ラベル付き人物動作データセットを用いマルチインスタンス学習に着想を得たDNNの最適化を行うことで、時系列データに潜在する異常特徴を抽出可能であることを確認している。また、本DNNはGANとの相性が良好であることが確認できており、研究はおおむね順調に進展していると判断される。

今後の研究の推進方策

計画通り、生成器を異常検出器と敵対的に学習させる方法の検討を行い、異常検出器の汎化性能の向上に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染拡大防止に伴い物品購入に遅れが出たが、今後、計画通り執行していく。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Robust human motion recognition from wide-angle images for video surveillance in nuclear power plants2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miki, Shinya Abe, Shi Chen, Kazuyuki Demachi
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 7 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1299/mej.19-00533

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bearing fault diagnosis using weakly supervised long short-term memory2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miki, Kazuyuki Demachi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 57 ページ: 1091-1100

    • DOI

      10.1080/00223131.2020.1761473

  • [雑誌論文] Robust human pose estimation from distorted wide-angle images through iterative search of transformation parameters2019

    • 著者名/発表者名
      Miki Daisuke、Abe Shinya、Chen Shi、Demachi Kazuyuki
    • 雑誌名

      Signal, Image and Video Processing

      巻: 14 ページ: 693~700

    • DOI

      10.1007/s11760-019-01602-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Weakly Supervised Graph Convolutional Neural Network for Human Action Localization2020

    • 著者名/発表者名
      Miki Daisuke、Chen Shi、Demachi Kazuyuki
    • 学会等名
      2020 IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV)
    • 国際学会
  • [学会発表] ROBUST HUMAN MOTION RECOGNITION FROM DISTORTED WIDE-ANGLE IMAGES FOR VIDEO SURVEILLANCE2019

    • 著者名/発表者名
      Miki Daisuke、Abe Shinya、Chen Shi、Demachi Kazuyuki
    • 学会等名
      27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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