JP2007328435A - Device fot analyzing mobile behavior - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、カメラ、RFID、GPS等の移動体位置検出装置から得られる移動体(例えば、人物、車両)が存在している位置の変化を示す時系列データに基づいて、移動体の行動パターンの判別や移動体の異常行動を検出する移動体行動分析装置に関し、特に、セキュリティシステム、建物内、駐車場内及び踏切内を監視する監視システムに適用される移動体行動分析装置に関するものである。 The present invention is based on time-series data indicating a change in position where a moving body (for example, a person or a vehicle) obtained from a moving body position detecting device such as a camera, RFID, or GPS is present. The present invention relates to a mobile body behavior analysis apparatus that discriminates behavior patterns and detects abnormal behavior of a mobile body, and particularly relates to a mobile body behavior analysis apparatus that is applied to a security system, a monitoring system that monitors a building, a parking lot, and a railroad crossing. is there.
従来の移動体行動分析装置は、監視領域内の情報を入力する情報入力部と、監視領域内の物体の位置情報を検出する位置情報検出部と、位置情報検出部により検出された位置情報を記憶する位置情報記憶部と、位置情報記憶部に記憶されている位置情報の変化を解析して、物体の行動パターンを取得する行動解析部と、行動解析部により取得された行動パターンのデータを記憶する行動パターンデータ記憶部と、行動パターンデータ記憶部に記憶されている行動パターンのデータを統計処理する統計処理部と、物体の行動パターンが通常の行動パターンであるか否かを判定する行動パターン判定部と、行動パターン判定部の判定結果を通知する通知部とから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
したがって、位置情報検出部により物体の位置情報が正確に検出されれば、行動解析部が物体の行動パターンを取得して、行動パターン判定部が物体の行動パターンが通常の行動パターンであるか否かを判定することができる。
A conventional mobile body behavior analysis device includes an information input unit that inputs information in a monitoring area, a position information detection unit that detects position information of an object in the monitoring area, and position information detected by the position information detection unit. A position information storage unit that stores data, a behavior analysis unit that acquires a behavior pattern of an object by analyzing a change in position information stored in the position information storage unit, and data of the behavior pattern acquired by the behavior analysis unit A behavior pattern data storage unit to store, a statistical processing unit to statistically process the data of the behavior pattern stored in the behavior pattern data storage unit, and an action to determine whether or not the behavior pattern of the object is a normal behavior pattern It is comprised from the pattern determination part and the notification part which notifies the determination result of an action pattern determination part (for example, refer patent document 1).
Therefore, if the position information detection unit accurately detects the position information of the object, the behavior analysis unit acquires the behavior pattern of the object, and the behavior pattern determination unit determines whether the behavior pattern of the object is a normal behavior pattern. Can be determined.
従来の移動体行動分析装置は以上のように構成されているので、位置情報検出部により物体の位置情報が正確に検出されれば、行動解析部が物体の行動パターンを取得することができるが、位置情報検出部により物体の位置情報が正確に検出されなければ、物体の正確な行動パターンを取得することができない課題があった。
また、行動パターンデータ記憶部が異常行動時の行動パターンのデータを記憶していなければ、物体の異常行動を検出することができず、不審人物や不審車両などを検出することができないなどの課題があった。
Since the conventional mobile body behavior analysis apparatus is configured as described above, if the position information detection unit accurately detects the position information of the object, the behavior analysis unit can acquire the action pattern of the object. There is a problem that an accurate behavior pattern of an object cannot be obtained unless the position information of the object is accurately detected by the position information detection unit.
In addition, if the behavior pattern data storage unit does not store behavior pattern data at the time of abnormal behavior, it is not possible to detect abnormal behavior of an object and to detect suspicious persons or suspicious vehicles. was there.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体が存在している位置の検出精度が低い場合でも、移動体の正確な行動パターンを判別することができる移動体行動分析装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、異常行動時の行動パターンを記憶していない場合でも、移動体の異常行動を認定することができる移動体行動分析装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and even when the detection accuracy of the position where the moving object is present is low, the moving object action that can determine the correct action pattern of the moving object. The purpose is to obtain an analyzer.
It is another object of the present invention to provide a moving body behavior analysis apparatus that can recognize an abnormal behavior of a moving body even when the behavior pattern at the time of abnormal behavior is not stored.
この発明に係る移動体行動分析装置は、移動体が存在している位置の変化を示す時系列データと確率モデルを用いて、移動体の行動状態の遷移過程を推定する遷移過程推定手段を設け、行動パターン蓄積手段に蓄積されている1以上の行動パターンの中から、遷移過程推定手段により推定された行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別するようにしたものである。 The moving body behavior analysis apparatus according to the present invention is provided with transition process estimation means for estimating a transition process of a moving state of a moving body using time-series data indicating a change in position where the moving body exists and a probability model. The action pattern corresponding to the transition process of the action state estimated by the transition process estimation means is discriminated from one or more action patterns stored in the action pattern storage means.
この発明によれば、移動体が存在している位置の変化を示す時系列データと確率モデルを用いて、移動体の行動状態の遷移過程を推定する遷移過程推定手段を設け、行動パターン蓄積手段に蓄積されている1以上の行動パターンの中から、遷移過程推定手段により推定された行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別するように構成したので、移動体検出手段から出力された時系列データの精度が低い場合でも、移動体の正確な行動パターンを判別することができる効果がある。 According to the present invention, there is provided the transition process estimating means for estimating the transition process of the behavior state of the mobile object using the time series data indicating the change of the position where the mobile object exists and the probability model, and the behavior pattern storage means Since the action pattern corresponding to the transition process of the action state estimated by the transition process estimation means is discriminated from one or more action patterns stored in the Even when the accuracy of the time series data is low, there is an effect that an accurate behavior pattern of the moving object can be determined.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による移動体行動分析装置を示す構成図であり、図において、移動体位置検出装置1−1〜1−Nは少なくとも1以上の位置検出センサ(例えば、カメラ、RFID、GPS、温度センサ、距離センサ、焦電センサ、無線LAN)から構成されており、例えば、ビルやマンションなどの屋内空間や、道路、街路、駐車場などの屋外空間に設置される。
移動体位置検出装置1−1〜1−Nは位置検出センサが移動体(例えば、人物、車両)の存在を検出すると、その移動体が存在している位置(位置の検出精度はcm単位でもよいし、数m単位でもよい)の変化を示す時系列データを移動体行動状態過程推定部3に出力する。なお、移動体位置検出装置1−1〜1−Nは移動体検出手段を構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing a mobile body behavior analysis apparatus according to
When the position detection sensor detects the presence of a moving body (for example, a person or a vehicle), the moving body position detection devices 1-1 to 1-N detect the position where the moving body exists (the position detection accuracy is in centimeters). The time-series data indicating the change in units of several meters may be output to the mobile action state
移動体行動パターン蓄積部2は移動体の通常行動時(移動体が異常行動を起こしていない時)における行動状態の遷移過程を示す行動パターンをm個(m≧1)蓄積しているデータベースである。なお、移動体行動パターン蓄積部2は行動パターン蓄積手段を構成している。
移動体行動状態過程推定部3は移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データに基づいて、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターン毎に、当該行動パターンの確率モデル(例えば、隠れマルコフモデル)に対する尤度が最も大きくなる行動状態の遷移過程を求めるとともに、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンに対する上記行動状態の遷移過程の尤度を求める処理を実施する。
なお、移動体行動状態過程推定部3は遷移過程推定手段及び異常行動認定手段を構成している。
The moving body behavior pattern accumulating unit 2 is a database that accumulates m (m ≧ 1) behavior patterns indicating the transition process of the behavior state during the normal behavior of the moving body (when the moving body does not cause abnormal behavior). is there. In addition, the moving body action pattern storage part 2 comprises the action pattern storage means.
The mobile body behavior state
The moving body behavior state
移動体行動分析部4は移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンの中から、移動体行動状態過程推定部3により求められたm個の尤度を比較して、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別する処理を実施するほか、移動体行動状態過程推定部3により求められたm個の尤度の全てが閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定する処理を実施する。
なお、移動体行動分析部4は遷移過程推定手段、行動パターン判別手段及び異常行動認定手段を構成している。
The mobile body behavior analysis unit 4 compares the m likelihoods obtained by the mobile body behavior state
The moving body behavior analysis unit 4 constitutes transition process estimation means, behavior pattern discrimination means, and abnormal behavior recognition means.
表示装置5は例えばCRTや液晶ディスプレイなどの表示機器であり、移動体行動分析部4により判別された行動パターンを表示するほか、移動体行動分析部4により移動体の行動が異常行動であると認定された場合、例えば、警告メッセージの表示や異常行動を起こしている移動体の拡大映像の表示を行う。
なお、表示装置5は、通常は、ある一定時間内における移動体の行動パターン別の割合表示や対象空間の映像表示を行う。
The
Note that the
時系列データ蓄積部6は移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データを蓄積するメモリである。
移動体行動パターン更新部7は移動体行動分析部4による行動パターンの判別結果にしたがって、例えば、隠れマルコフモデルで用いられる観測確率や状態遷移確率に関するパラメータを更新する処理を実施する。ただし、移動体行動パターン更新部7は移動体行動分析部5により移動体の行動が異常行動であると認定された場合、パラメータの更新処理を実施しない。
移動体行動パターン事前作成部8は時系列データ蓄積部6に蓄積されている過去の時系列データを用いて、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンを事前に作成し、その行動パターンを移動体行動パターン蓄積部2に格納する。
なお、時系列データ蓄積部6及び移動体行動パターン事前作成部8から行動パターン作成手段が構成されている。
The time-series
The moving body behavior
The mobile body action pattern pre-creation
The time-series
図1の例では、移動体行動分析装置の構成要素である移動体行動状態過程推定部3、移動体行動分析部4、移動体行動パターン更新部7及び移動体行動パターン事前作成部8が専用のハードウェア(例えば、MPUなどを実装している半導体集積回路)で構成されていることを想定しているが、移動体行動分析装置がコンピュータで構成される場合、移動体行動分析部4、移動体行動パターン更新部7及び移動体行動パターン事前作成部8の処理内容が記述されているプログラムを当該コンピュータのメモリに記憶し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに記憶されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図2はこの発明の実施の形態1による移動体行動分析装置の移動体行動パターン事前作成部8の処理内容を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 1, the mobile behavior state
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the mobile body behavior pattern pre-creation
次に動作について説明する。
移動体行動パターン蓄積部2には、移動体が異常行動を起こしていない通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンがm個(m≧1)蓄積されている。
移動体行動パターン蓄積部2に蓄積される行動パターンは、操作者が手動で作成してもよいが、この実施の形態1では、移動体行動パターン事前作成部8が事前に作成するものとする。
Next, the operation will be described.
The moving body behavior pattern accumulating unit 2 stores m behavior patterns (m ≧ 1) indicating the transition process of the behavior state during the normal behavior in which the moving body does not cause abnormal behavior.
The behavior patterns accumulated in the mobile behavior pattern accumulation unit 2 may be created manually by the operator, but in the first embodiment, the mobile behavior pattern pre-creation
移動体行動パターン事前作成部8の処理内容は後述するが、移動体の通常行動時における行動パターンとしては、例えば、次のようなものが考えられる。
移動体である人物が店舗の入口から店舗内に入ると、1以上の売場を巡ってからレジに移動して、その後、店舗の出口から外に出る行動パターンなどが考えられる。
これに対して、移動体の異常行動時における行動パターンとしては、例えば、次のようなものが考えられる。
移動体である人物が店舗の入口から店舗内に入ると、売場には移動せずに、事務所や倉庫などに移動する行動パターンや、売場からレジに移動しないで入口や出口から店舗の外に出る行動パターンなどが考えられる。
なお、移動体行動パターン事前作成部8により作成される行動パターンの記述形式は特に問わない。
The processing contents of the moving body action pattern pre-creation
When a person who is a moving body enters the store from the entrance of the store, an action pattern or the like that travels to one or more sales floors and then moves to the cash register and then goes out from the store exit can be considered.
On the other hand, as an action pattern at the time of the abnormal action of the moving body, for example, the following can be considered.
When a moving person enters the store from the store entrance, the behavior pattern of moving to the office or warehouse, etc. without moving to the sales floor, or from the store entrance to the store without moving from the sales floor to the cash register The behavior pattern that appears in
In addition, the description format of the action pattern created by the mobile body action pattern pre-creation
移動体位置検出装置1−1〜1−Nは、例えば、ビルやマンションなどの屋内空間や、道路、街路、駐車場などの屋外空間に設置されており、内蔵している位置検出センサ(例えば、カメラ、RFID、GPS、温度センサ、距離センサ、焦電センサ、無線LAN)が移動体の存在を検知すると、その移動体が存在している位置の変化を示す時系列データを移動体行動状態過程推定部3に出力する。
時系列データ
={(x,y)T1,(x,y)T2,・・・,(x,y)Th,・・・,(x,y)TH}
ただし、(x,y)Thは、時刻Thにおける移動体の経度xと緯度yである。
なお、移動体位置検出装置1−1〜1−Nの位置検出精度は、cm単位でもよいし、数m単位でもよい。
The mobile body position detection devices 1-1 to 1-N are installed in indoor spaces such as buildings and condominiums, and outdoor spaces such as roads, streets, and parking lots. , Camera, RFID, GPS, temperature sensor, distance sensor, pyroelectric sensor, wireless LAN) detects the presence of the moving object, the time series data indicating the change of the position where the moving object is present Output to the
Time series data = {(x, y) T1 , (x, y) T2 , ..., (x, y) Th , ..., (x, y) TH }
However, (x, y) Th is the longitude x and the latitude y of the moving object at the time Th.
Note that the position detection accuracy of the moving body position detection devices 1-1 to 1-N may be in units of cm or in units of several meters.
移動体行動状態過程推定部3は、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから時系列データを受けると、例えば、隠れマルコフモデルなどの確率モデルを用いて、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データに基づいて移動体の行動状態の遷移過程を推定する。
以下、移動体行動状態過程推定部3の処理内容を具体的に説明する。
移動体行動状態過程推定部3は、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンを順次取得する。
When receiving the time series data from the mobile body position detection devices 1-1 to 1-N, the mobile body behavior state
Hereinafter, the processing content of the moving body action state
The moving body behavior state
次に、移動体行動状態過程推定部3は、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データを各行動パターンの隠れマルコフモデルに与えることにより、例えば、ビタビアルゴリズムを用いて、各行動パターン毎に、当該行動パターンの隠れマルコフモデルに対する尤度が最も大きくなる行動状態の遷移過程を求める。
このとき、当該行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度は、得られる行動状態の遷移過程の観測確率と遷移確率の積として与えられる。
なお、「隠れマルコフモデル」や「ビタビアルゴリズム」の詳細は、例えば、以下の非特許文献1に開示されており、行動状態の遷移過程を求める処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
非特許文献1「確率的言語モデル」北研二、東京大学出版会、1999年発行
Next, the mobile body behavior state
At this time, the likelihood of the transition process of the behavior state with respect to the hidden Markov model of the behavior pattern is given as a product of the observation probability and the transition probability of the transition process of the obtained behavior state.
Note that details of the “hidden Markov model” and “Viterbi algorithm” are disclosed in, for example,
移動体行動分析部4は、移動体行動状態過程推定部3がm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めると、m個の尤度を相互に比較し、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が移動体の行動状態の遷移過程であると認定する。
移動体行動分析部4は、上記のようにして、移動体の行動状態の遷移過程を認定すると、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンの中から、その移動体の行動状態の遷移過程(尤度が最も大きい行動状態の遷移過程)に対応している行動パターンを選択して、その行動パターンを表示装置5に出力する。
即ち、移動体行動分析部4は、移動体行動状態過程推定部3により推定されたm個の行動状態の遷移過程の中で、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が推定される際に用いられた行動パターンを表示装置5に出力する。
When the moving body behavior
When the mobile body behavior analysis unit 4 recognizes the transition process of the mobile body's behavior state as described above, the mobile body behavior analysis unit 4 selects the mobile body from the m behavior patterns stored in the mobile body behavior pattern storage unit 2. The behavior pattern corresponding to the transition process of the behavior state (the transition process of the behavior state with the highest likelihood) is selected, and the behavior pattern is output to the
That is, the mobile body behavior analysis unit 4 is configured to estimate the behavior state transition process having the highest likelihood among the m behavior state transition processes estimated by the mobile body state
また、移動体行動分析部4は、移動体行動状態過程推定部3がm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めると、m個の尤度を所定の閾値と比較する。
移動体行動分析部4は、m個の尤度を所定の閾値と比較して、全ての尤度が所定の閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定し、その認定結果を表示装置5に出力する。
Further, when the moving body behavior
The mobile body behavior analysis unit 4 compares the m likelihoods with a predetermined threshold, and if all likelihoods do not satisfy the predetermined threshold, the mobile body behavior is recognized as abnormal behavior, and the recognition is performed. The result is output to the
表示装置5は、移動体行動分析部4から移動体の行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを受けると、その行動パターンを表示する。
また、表示装置5は、移動体行動分析部4から移動体の行動が異常行動であるとする認定結果を受けると、警告メッセージの表示や、異常行動を起こしている移動体の拡大映像の表示を行う。
なお、表示装置5が警告メッセージや映像内容などを例えば携帯端末に送信し、その携帯端末が警告メッセージや映像内容などを表示するようにしてもよい。
When receiving the behavior pattern corresponding to the transition process of the behavior state of the mobile body from the mobile body behavior analysis unit 4, the
In addition, when the
Note that the
時系列データ蓄積部6は、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから移動体が存在している位置の変化を示す時系列データを受けると、その時系列データを蓄積する。
移動体行動パターン更新部7は、移動体行動分析部4から行動パターンの判別結果を受けると、その行動パターンの判別結果にしたがって、例えば、隠れマルコフモデルで用いられる観測確率や状態遷移確率(各行動パターンが示している各行動状態の観測確率と行動状態間の遷移確率)に関するパラメータを更新する。
ただし、移動体行動パターン更新部7は、移動体行動分析部4により移動体の行動が異常行動であると認定された場合、パラメータの更新処理を実施しない。
When receiving time-series data indicating changes in the position where the moving object is present from the moving object position detecting devices 1-1 to 1-N, the time-series
When the moving body behavior
However, the moving body behavior
移動体行動パターン事前作成部8は、時系列データ蓄積部6に蓄積されている過去の時系列データを用いて、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンを事前に作成し、その行動パターンを移動体行動パターン蓄積部2に格納する。
以下、移動体行動パターン事前作成部8の処理内容を具体的に説明する。
The moving body action pattern
Hereinafter, the processing content of the mobile body action pattern
移動体行動パターン事前作成部8は、時系列データ蓄積部6に蓄積されている過去の時系列データを取得し、過去の複数の時系列データのデータ長が一定になるように、各時系列データに速度成分を加えて正規化する(ステップST1)。
移動体行動パターン事前作成部8は、複数の時系列データのデータ長が一定になるように正規化すると、正規化後の時系列データの時間成分を基準にして、正規化後の時系列データを複数個のクラスタに分割する(ステップST2)。
例えば、c−平均法、競合学習、EMアルゴリズムなどの手法を用いれば、事前に知識を有することなく、正規化後の時系列データを複数個のクラスタに分割することができる。
The mobile body action pattern
When the moving body behavior pattern
For example, if a method such as a c-average method, competitive learning, or an EM algorithm is used, the normalized time series data can be divided into a plurality of clusters without knowledge in advance.
移動体行動パターン事前作成部8は、正規化後の時系列データを複数個のクラスタに分割すると、各クラスタに属している時系列データに基づいて観測確率分布と遷移確率を演算し、各クラスタの隠れマルコフモデルパターンを生成する(ステップST3)。
移動体行動パターン事前作成部8は、各クラスタの隠れマルコフモデルパターンを生成すると、各クラスタの隠れマルコフモデルパターンに対する正規化後の時系列データの尤度を演算する(ステップST4)。
The mobile body action pattern
After generating the hidden Markov model pattern of each cluster, the mobile body behavior pattern
移動体行動パターン事前作成部8は、正規化後の時系列データが現在属しているクラスタの隠れマルコフモデルパターンに対する尤度が最大になっているかを評価し、現在属しているクラスタの隠れマルコフモデルパターンに対する尤度より、他のクラスタの隠れマルコフモデルパターンに対する尤度の方が大きい場合、尤度が大きい正規化後の時系列データの個数が一定個数以上であるか否かを判定する(ステップST5)。
移動体行動パターン事前作成部8は、尤度が大きい正規化後の時系列データの個数が一定個数以上である場合、正規化後の時系列データを尤度が最大のクラスタに再配分して、隠れマルコフモデルパターンを再生成する(ステップST3)。
移動体行動パターン事前作成部8は、尤度が大きい正規化後の時系列データの個数が一定個数未満である場合、既に生成している複数の隠れマルコフモデルパターンを移動体の通常行動時における行動パターンとして設定する(ステップST6)。
The moving body behavior pattern
When the number of time series data after normalization having a high likelihood is equal to or greater than a certain number, the mobile body action pattern
When the number of time-series data after normalization with a high likelihood is less than a certain number, the moving body action pattern
なお、c−平均法については、以下の非特許文献2に開示されており、競合学習及びEMアルゴリズムについては、以下の非特許文献3に開示されている。
・非特許文献2「クラスター分析入門」宮本定明著、森北出版、1999年発行
・非特許文献3「パターン認識と学習の統計学」麻生英樹、津田宏治、村田昇著、岩波書店、2003年発行
The c-average method is disclosed in the following Non-Patent Document 2, and the competitive learning and the EM algorithm are disclosed in
・ Non-patent document 2 “Introduction to cluster analysis” written by Sadaaki Miyamoto, Morikita Publishing, 1999 ・
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データに基づいて、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターン毎に、当該行動パターンの隠れマルコフモデルに対する尤度が最も大きくなる行動状態の遷移過程を求めるとともに、m個の行動パターンに対する上記行動状態の遷移過程の尤度を求める移動体行動状態過程推定部3を設け、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンの中から、移動体行動状態過程推定部3により求められたm個の尤度を比較して、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別するように構成したので、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データの精度が低い場合でも、移動体の正確な行動パターンを判別することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the mobile body action pattern storage unit 2 stores the time series data output from the mobile body position detection devices 1-1 to 1-N. For each of the m action patterns, the behavior state transition process that maximizes the likelihood of the behavior pattern with respect to the hidden Markov model is obtained, and the behavior state transition process likelihood for the m action patterns is obtained. A body behavior state
また、この実施の形態1によれば、移動体行動状態過程推定部3により求められたm個の尤度の全てが閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定するように構成したので、移動体行動パターン蓄積部2が通常行動時の行動パターンのみを蓄積して、異常行動時の行動パターンを蓄積していない場合でも、移動体の異常行動を認定することができる効果を奏する。
Further, according to the first embodiment, when all the m likelihoods obtained by the mobile body behavior state
さらに、この実施の形態1によれば、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された過去の時系列データを用いて、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンを作成し、その行動パターンを移動体行動パターン蓄積部2に格納するように構成したので、操作者が手動で行動パターンを作成することなく、自動的に行動パターンが得られる効果を奏する。
Furthermore, according to this
なお、この実施の形態1によれば、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データに基づいて異常行動を行う不審人物や不審車両の検出を行う防犯機能や、顧客の購買行動傾向分析を行うマーケティング機能を有する移動体行動分析装置を構築することができる。
In addition, according to this
この実施の形態1では、移動体行動状態過程推定部3がm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めると、移動体行動分析部4がm個の尤度を相互に比較して、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が移動体の行動状態の遷移過程であると認定するものについて示したが、移動体行動状態過程推定部3がm個の尤度を相互に比較して、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が移動体の行動状態の遷移過程であると認定するようにしてもよい。
この場合、遷移過程推定手段は移動体行動状態過程推定部3のみから構成され、移動体行動分析部4は遷移過程推定手段を構成しない。
In the first embodiment, when the mobile body behavior state
In this case, the transition process estimation means is composed of only the mobile body behavior state
また、この実施の形態1では、移動体行動状態過程推定部3が移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めるものについて示したが、移動体行動分析部4が、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めるようにしてもよい。
この場合、異常行動認定手段は移動体行動分析部4のみから構成され、移動体行動状態過程推定部3は異常行動認定手段を構成しない。
Moreover, in this
In this case, the abnormal behavior recognition unit is configured only by the mobile behavior analysis unit 4, and the mobile behavior state
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2による移動体行動分析装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
移動体行動予測部9は移動体行動分析部4により判別された行動パターンから、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測するとともに、現在より後の時刻における移動体の目的地を予測する処理を実施する。なお、移動体行動予測部9は予測手段を構成している。
情報提供装置10は移動体行動予測部9により予測された移動体の行動状態の遷移過程や目的地に関する情報を移動体に提供する。
Embodiment 2. FIG.
3 is a block diagram showing a mobile body behavior analysis apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The moving body behavior prediction unit 9 predicts the transition process of the moving state of the moving body at a time later than the current time from the behavior pattern determined by the moving body behavior analysis unit 4, and the purpose of the moving body at a time later than the present time. Implement a process to predict the ground. In addition, the mobile body action prediction unit 9 constitutes a prediction unit.
The
次に動作について説明する。
移動体行動予測部9及び情報提供装置10以外は、上記実施の形態1と同様であるため、ここでは、移動体行動予測部9及び情報提供装置10の動作のみを説明する。
移動体行動予測部9は、移動体行動分析部4が尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別すると、その行動パターンを参照して、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測する。
また、移動体行動予測部9は、移動体の行動状態の遷移過程の最終状態が、移動体の目的地であるとして予測する。
なお、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程は、例えば、隠れマルコフモデルにおける遷移確率に基づいて予測することができるが、行動パターン毎に、予め将来の行動状態の遷移過程や目的地を設定するようにしていてもよい。
Next, the operation will be described.
Since operations other than the moving body behavior prediction unit 9 and the
When the mobile body behavior analysis unit 4 determines the behavior pattern corresponding to the transition process of the behavior state having the highest likelihood, the mobile body behavior prediction unit 9 refers to the behavior pattern and at a time later than the present time. Predict the transition process of the moving state of the moving body.
Moreover, the mobile body action prediction unit 9 predicts that the final state of the transition process of the mobile body's action state is the destination of the mobile body.
It should be noted that the transition process of the behavior state of the mobile object at a time later than the present time can be predicted based on the transition probability in the hidden Markov model, for example. A destination may be set.
情報提供装置10は、移動体行動予測部9が移動体の行動状態の遷移過程や目的地を予測すると、移動体の行動状態の遷移過程や目的地に関する情報を移動体に提供する。
例えば、目的地の周辺に存在する飲食店等に関する情報や、行動状態の遷移過程に対応するルートの混雑状態やルート周辺の商業施設等に関する情報を提供する。
なお、情報提供装置10は、移動体の行動状態の遷移過程や目的地に関する情報を提供する代わりに、行動状態の遷移過程に対応するルートや目的地にある昇降機、自動扉、空調機器などの機器を制御するようにしてもよい。
When the mobile object behavior prediction unit 9 predicts the transition process or destination of the mobile object's behavior state, the
For example, it provides information on restaurants and the like existing around the destination, information on the congestion state of the route corresponding to the transition process of the behavioral state, commercial facilities around the route, and the like.
Note that the
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、移動体行動分析部4により判別された行動パターンから、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測するとともに、現在より後の時刻における移動体の目的地を予測するように構成したので、移動体の行動状態の遷移過程や目的地に関する情報を移動体に提供することが可能になるなどの効果を奏する。 As is apparent from the above, according to the second embodiment, the transition process of the behavior state of the mobile body at a time later than the present time is predicted from the behavior pattern determined by the mobile body behavior analysis unit 4, and the current Since it is configured to predict the destination of the mobile body at a later time, it is possible to provide the mobile body with information on the transition process of the behavior state of the mobile body and information on the destination.
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3による移動体行動分析装置を示す構成図であり、図において、図3と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
移動体属性検出装置11−1〜11−Pは、例えば、移動体から送信される固有のID情報を受信するRFIDや、移動体である人物の顔画像を識別する顔認識装置などから構成されており、移動体の属性情報(例えば、移動体が人物であれば、成年男性、成年女性、若年男性、老年女性、所属会社、所属部署、役職、住所、居室場所、居室階床、ある建物の住民か否かを示す属性、ある店舗の店員か否かを示す属性情報、移動体が車両であれば、自家用車、トラック等の車両属性や、成年男性、成年女性などの運転者属性を示す属性情報)を検出する。なお、移動体属性検出装置11−1〜11−Pは属性情報検出手段を構成している。
図4の例では、移動体属性検出装置11−1〜11−Pが移動体位置検出装置1−1〜1−Nと別個独立に構成されているものを示しているが、移動体属性検出装置11−1〜11−Pが移動体位置検出装置1−1〜1−Nと一体的に構成されていてもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing a mobile body behavior analysis apparatus according to
The moving body attribute detection devices 11-1 to 11-P are configured by, for example, an RFID that receives unique ID information transmitted from a moving body, a face recognition device that identifies a face image of a person who is a moving body, and the like. Attribute information of a moving object (for example, if the moving object is a person, an adult male, an adult female, a young male, an elderly female, an affiliated company, a department, a post, an address, a room location, a room floor, a building) Attribute information indicating whether or not a resident of a certain store, attribute information indicating whether or not a store clerk of a store, if the moving body is a vehicle, vehicle attributes such as private cars, trucks, and driver attributes such as adult men and adult women Attribute information shown) is detected. The moving body attribute detection devices 11-1 to 11-P constitute attribute information detection means.
In the example of FIG. 4, the moving object attribute detecting devices 11-1 to 11 -P are configured separately from the moving object position detecting devices 1-1 to 1-N. The devices 11-1 to 11-P may be configured integrally with the moving body position detecting devices 1-1 to 1-N.
移動体行動パターン蓄積部12は、図3の移動体行動パターン蓄積部2と同様に、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンをm個(m≧1)蓄積しているデータベースであるが、移動体行動パターン蓄積部12の場合、蓄積している行動パターンが移動体の属性情報と対応付けられている。なお、移動体行動パターン蓄積部12は行動パターン蓄積手段を構成している。
Similar to the mobile action pattern storage unit 2 in FIG. 3, the mobile action
移動体行動分析部13は、図3の移動体行動分析部4と同様に、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの中から、移動体行動状態過程推定部3により求められた尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを判別するが、移動体行動分析部13の場合、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの中から、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応し、かつ、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンを判別する処理を実施する。
また、移動体行動分析部13は、図3の移動体行動分析部4と同様に、移動体行動状態過程推定部3により求められた全ての尤度が閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定する処理を実施する。
なお、移動体行動分析部13は遷移過程推定手段、行動パターン判別手段及び異常行動認定手段を構成している。
Similar to the mobile behavior analysis unit 4 in FIG. 3, the mobile
Similarly to the mobile behavior analysis unit 4 in FIG. 3, the mobile
The moving body
時系列データ蓄積部14は、図3の時系列データ蓄積部6と同様に、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データを蓄積するメモリであるが、時系列データ蓄積部14の場合、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データを移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報と対応付けて蓄積する。
移動体行動パターン事前作成部15は、図3の移動体行動パターン事前作成部8と同様に、時系列データ蓄積部14に蓄積されている過去の時系列データを用いて、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンを事前に作成するが、移動体行動パターン事前作成部15の場合、その作成した行動パターンを移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報と対応付けて移動体行動パターン蓄積部12に格納する。
なお、時系列データ蓄積部14及び移動体行動パターン事前作成部15から行動パターン作成手段が構成されている。
The time-series
The mobile body action
The time series
移動体行動予測部16は、図3の移動体行動予測部9と同様に、移動体行動分析部13により判別された行動パターンから、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測するとともに、現在より後の時刻における移動体の目的地を予測するが、移動体行動予測部16の場合、移動体行動分析部13により判別された行動パターンと移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報から、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測するとともに、現在より後の時刻における移動体の目的地を予測する処理を実施する。なお、移動体行動予測部16は予測手段を構成している。
Similar to the mobile behavior prediction unit 9 in FIG. 3, the mobile
次に動作について説明する。
移動体行動状態過程推定部3は、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから時系列データを受けると、上記実施の形態1と同様に、例えば、隠れマルコフモデルなどの確率モデルを用いて、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから出力された時系列データに基づいて移動体の行動状態の遷移過程を推定する。
即ち、移動体行動状態過程推定部3は、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターン毎に、当該行動パターンの隠れマルコフモデルに対する尤度が最も大きくなる行動状態の遷移過程を求めるとともに、m個の行動パターンに対する上記行動状態の遷移過程の尤度を求める。
Next, the operation will be described.
When receiving the time series data from the mobile body position detection devices 1-1 to 1-N, the mobile body behavior state
That is, the mobile behavior state
移動体行動分析部13は、移動体行動状態過程推定部3がm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めると、m個の行動パターンの中で、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応しているn個の行動パターン(ただし、n≦m)を選択し、そのn個の行動パターンに対する行動状態の遷移過程の尤度を相互に比較する。
移動体行動分析部13は、n個の尤度を相互に比較して、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が移動体の行動状態の遷移過程であると認定する。
When the mobile body behavior state
The mobile body
移動体行動分析部13は、上記のようにして、移動体の行動状態の遷移過程を認定すると、移動体行動パターン蓄積部2に蓄積されているm個の行動パターンの中から、その移動体の行動状態の遷移過程(尤度が最も大きい行動状態の遷移過程)に対応している行動パターンを選択して、その行動パターンを表示装置5に出力する。
即ち、移動体行動分析部13は、移動体行動状態過程推定部3により推定されたm個の行動状態の遷移過程の中で、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程が推定される際に用いられた行動パターンを表示装置5に出力する。
When the mobile body
That is, the mobile body
また、移動体行動分析部13は、移動体行動状態過程推定部3により求められたm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度のうち、上記のn個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を所定の閾値と比較する。
移動体行動分析部13は、n個の尤度を所定の閾値と比較して、全ての尤度が所定の閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定し、その認定結果を表示装置5に出力する。
The mobile body
The mobile body
移動体行動予測部16は、移動体行動分析部13が移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの中から、移動体行動状態過程推定部3により推定された行動状態の遷移過程に対応し、かつ、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンを判別すると、その行動パターンと移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報から、現在より後の時刻における移動体の行動状態の遷移過程を予測する。
また、移動体行動予測部16は、移動体の行動状態の遷移過程の最終状態が、移動体の目的地であるとして予測する。
情報提供装置10は、移動体行動予測部16が移動体の行動状態の遷移過程や目的地を予測すると、上記実施の形態2と同様に、移動体の行動状態の遷移過程や目的地に関する情報を移動体に提供する。
The mobile body
In addition, the mobile body
When the mobile body
時系列データ蓄積部14は、移動体位置検出装置1−1〜1−Nから移動体が存在している位置の変化を示す時系列データを受けると、その時系列データを移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報と対応付けて蓄積する。
移動体行動パターン事前作成部15は、図3の移動体行動パターン事前作成部8と同様に、時系列データ蓄積部14に蓄積されている過去の時系列データを用いて、移動体の通常行動時における行動状態の遷移過程を示す行動パターンを事前に作成する。
ただし、移動体行動パターン事前作成部15の場合、その作成した行動パターンを移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報と対応付けて移動体行動パターン蓄積部12に格納する。
When the time-series
The mobile body action
However, in the case of the mobile action
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの中から、移動体行動状態過程推定部3により推定された行動状態の遷移過程に対応し、かつ、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンを判別するように構成したので、行動パターンの判別精度を高めることができるとともに、行動パターンの判別処理量を軽減することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the third embodiment, the behavior estimated by the mobile behavior state
また、この実施の形態3によれば、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの中で、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンに対する行動状態の遷移過程の尤度の全てが閾値に満たない場合、移動体の行動が異常行動であると認定するように構成したので、異常行動の認定精度を高めることができるとともに、異常行動の認定処理量を軽減することができる効果を奏する。
Further, according to the third embodiment, the attribute information detected by the mobile object attribute detection devices 11-1 to 11-P among the m action patterns stored in the mobile object
なお、この実施の形態3では、移動体行動パターン蓄積部12が移動体の属性情報と対応付けられている行動パターンを蓄積しているものについて示したが、移動体行動パターン蓄積部12が移動体の属性情報の他に、時刻・曜日・月日・天候などの付加情報が対応付けられている行動パターンを蓄積し、移動体属性検出装置11−1〜11−Pが属性情報と一緒に付加情報を検出し、移動体行動予測部16が付加情報を属性情報と同様に利用して、行動パターンの判別や、異常行動の認定を行うようにしてもよい。
In the third embodiment, the mobile action
この実施の形態3では、移動体行動状態過程推定部3が、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めるものについて示したが、移動体行動状態過程推定部3が、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンのうち、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンの隠れマルコフモデルに対する行動状態の遷移過程の尤度を求めるようにしてもよい。
この場合、移動体行動分析部13は、移動体行動パターン蓄積部12に蓄積されているm個の行動パターンではなく、移動体属性検出装置11−1〜11−Pにより検出された属性情報に対応している行動パターンの中から、尤度が最も大きい行動状態の遷移過程に対応している行動パターンを選択すればよい。
In the third embodiment, the mobile body behavior state
In this case, the mobile body
1−1〜1−N 移動体位置検出装置(移動体検出手段)、2 移動体行動パターン蓄積部(行動パターン蓄積手段)、3 移動体行動状態過程推定部(遷移過程推定手段、異常行動認定手段)、4 移動体行動分析部(遷移過程推定手段、行動パターン判別手段、異常行動認定手段)、5 表示装置、6 時系列データ蓄積部(行動パターン作成手段)、7 移動体行動パターン更新部、8 移動体行動パターン事前作成部(行動パターン作成手段)、9 移動体行動予測部(予測手段)、10 情報提供装置、11−1〜11−P 移動体属性検出装置(属性情報検出手段)、12 移動体行動パターン蓄積部(行動パターン蓄積手段)、13 移動体行動分析部(遷移過程推定手段、行動パターン判別手段、異常行動認定手段)、14 時系列データ蓄積部(行動パターン作成手段)、15 移動体行動パターン事前作成部(行動パターン作成手段)、16 移動体行動予測部(予測手段)。
1-1 to 1-N moving body position detecting device (moving body detecting means), 2 moving body action pattern accumulating section (behavior pattern accumulating means), 3 moving body action state process estimating section (transition process estimating means, abnormal action recognition) Means), 4 mobile body behavior analysis section (transition process estimation means, behavior pattern discrimination means, abnormal behavior recognition means), 5 display device, 6 time series data storage section (behavior pattern creation means), 7 mobile body behavior
Claims (9)
A prediction means is provided for predicting a transition process of a behavior state of a mobile body in the future or a destination of the mobile body from the behavior pattern determined by the behavior pattern determination means and the attribute information detected by the attribute information detection means. The mobile body behavior analysis device according to claim 6 or 7.
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