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2021 年度 実施状況報告書

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) 2020-04-01 – 2024-03-31
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
研究実績の概要

異常検知手法への歩容特徴の活用可能性の検討のため、歩容特徴の基礎研究を継続し、撮影角度の相違に頑健な歩容解析及びシルエット抽出の研究成果が得られた。前者の撮影角度の相違に頑健な歩容解析の研究では、現場計測結果を元にカメラキャリブレーションにより得られた歩行者に対するカメラの内部パラメータ及び外部パラメータ(3次元的な位置姿勢)を用いて撮影角度の相違を幾何学的に考慮できる方法を開発・実装し、実用的なシルエット映像を用いた正答率の評価及び解析方法の改良を行った。その結果、撮影角度の相違に対する正答率低下を深層学習を用いた手法も含む従来方法よりも抑えることが可能となった。また、この手法の課題である現場計測が必要な点を踏まえ、シルエット映像から撮影角度の自動推定を行う方法の開発を検討した。さらに、撮影角度を、水平角度、カメラ高さ及び撮影距離の3パラメータ、合計900の離散条件に近似する、コンピュータ上で全ての処理が完結する手法を開発し、撮影角度の相違時の歩容解析における有効性を示した。この際、900の離散条件の性質について、歩容解析の同一人判定の閾値の撮影角度の各パラメータに対する依存性を解析し、従来方法で考慮されていない撮影距離の必要性が示された。後者のシルエット抽出の研究では、歩容解析の前処理として行うシルエット抽出作業の効率化に関する技術開発を検討した。この作業では、抽出するシルエットの精度が極めて重要であるという観点から熟練者による手作業が行われるが、効率化が課題となっていた。Mask R-CNNや相補学習(CDCL)などの深層学習による人物シルエット抽出手法を検討し、自動処理の導入可能性を議論したほか、最後に手動で実施する微修正作業を効率的に行うシステムの開発を検討した。

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

異常検知手法については検討が当初の予定より遅れているが、歩容特徴の基礎技術(撮影角度依存性の緩和)や解析方法(カメラキャリブレーションの活用やシルエット抽出)に関しては当初予定していなかった成果が得られている。

今後の研究の推進方策

異常検知手法については検討が当初の予定より遅れているため引き続き検討を行うほか、歩容解析及びシルエット抽出の研究を引き続き継続する。特に、シルエット以外の情報を活用することで、撮影角度の自動推定及びその活用方法について検討する。異常検知手法への歩容特徴の活用可能性について検討を行い、既存のデータベースの問題点(撮影角度の偏り)の解決などに、培ったカメラキャリブレーションの技術や知見が活かせないかを試みる予定である。

次年度使用額が生じた理由

概ね計画通り使用できているが、学会がオンラインとなり旅費の分が執行できなかった。(次年度、旅費として使用予定である。)

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

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 (3件)

  • [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 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11042-022-12751-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [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)
  • [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

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公開日: 2022-12-28  

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