JP2012518845A - 異常挙動検出の正確度および堅牢性を向上させるためのシステムならびに方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図7B
Description
この出願は、2009年7月2日に出願された米国特許出願第12/496,681号に対する優先権を主張し、かつ2009年2月19日に出願された米国特許仮出願第61/153,884号の恩典を主張する。これらの出願の全開示は、参照によってこれに援用される。
軌跡の持続時間(たとえば、モニタされている物体がROI内において移動する期間)
モニタされている物体についての軌跡の境界エリア
モニタされている物体の(たとえば、カルマン・フィルタを介して)予測される位置
予測される位置に基づく対数尤度
評価された位置の測定誤差
動きの方向における変化
モニタされている物体についてのアウトライア(Outlier)の指標およびアウトライア(Outlier)のタイプ(すなわち、スレッショルドを超える異常性)
速度および方向
評価された位置(たとえば、正常挙動モデルの更新用)
動きのランダム性のレベル(すなわち、動きの方向における変化のレート)
正規化された速度(たとえば、速度と、正常挙動モデルに対応するデータ・キューブから取出される正常挙動モデルから評価された速度の間の比、カメラの遠視野および近視野における差異の補償に使用される)および/または
正規化された物体のサイズ(たとえば、正常挙動モデルからの平均物体サイズに対する物体のサイズの比)。
不正な方向の挙動のスコア付けモジュール62は、モニタされている物体に対応するメタデータを処理し、モニタされている物体が正常な動きのモデルによって定義される正常な(すなわち安全な)方向へ移動しているか否かを決定する。
うろつき挙動(wandering behavior)のスコア付けモジュール64は、モニタされている物体に対応するメタデータを処理し、そのモニタされている物体が、ある期間の間にわたって、正常な動きのモデルによって定義される正常な(すなわち、安全な)合計距離を移動しているか否かを決定する。
最初に、うろつき挙動(wandering behavior)のスコア付けモジュール64は、期待される最小の軌跡の長さ(expectedLen)を、その軌跡に対応する平均の長さ(aveLen)ならびに平均の長さの標準偏差(stdLen)に基づいて生成する。期待される最小の軌跡の長さexpectedLenは、平均の長さaveLenと標準偏差stdLenの和(expectedLen=aveLen+stdLen)とすることができる。言換えると、期待される最小の軌跡の長さexpectedLenは、うろつき(すなわち、徘徊)挙動(wandering behavior)を定義する移動の最小の長さに対応することができる。
上記に代えてうろつき挙動(wandering behavior)のスコア付けモジュール64は、モニタされている物体が、次に述べるとおり、あらかじめ決定済みの時間にわたってあらかじめ決定済みのエリア内をうろついているとき、異常性スコアを生成できる。
速さ違反挙動(speeding behavior)のスコア付けモジュール66は、モニタされている物体に対応するメタデータを処理して、そのモニタされている物体が正常な動きのモデルによって定義される正常な(すなわち、安全な速さにおいて移動しているか否かを決定する。
AFARM[].aveScore=物体の平均異常挙動スコア
AFARM[].stdScore=異常挙動スコアの標準偏差
AFARM[].n=標本の数
AFARM[].minScore=最小異常性スコア値
newSample=AFARM[J].minScore
if S>AFARM[J].aveScore:
newSample=S;
end,
これにおいて、
20 異常挙動検出モジュール
22 グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)
24 聴覚/視覚(A/V)アラーム
26 記録ストレージ・モジュール
28 正常モデル・データ・ストレージ
30 メタデータ生成モジュール
32 メタデータ処理モジュール
34 モデル構築モジュール
36 挙動評価モジュール
38 アラーム生成モジュール
50 モデル・ロード・モジュール
52 正常モデル構築モジュール
60 フィルタリング・モジュール
62 不正な方向の挙動のスコア付けモジュール
64 うろつき挙動(wandering behavior)のスコア付けモジュール
66 速さ違反挙動(speeding behavior)のスコア付けモジュール
201 視野
203A 目標エリア
203B 目標エリア
205A 左上コーナの点
205B エリア
207 グリッド、セル
12a〜12n 検知デバイス
Claims (47)
- 空間を通り抜ける物体の異常挙動を決定するための方法であって、
前記空間内における動きがモニタされている物体の軌跡情報を受取るステップであって、当該軌跡情報は、前記モニタされている物体の現在の位置を示すものであるステップと、
前記モニタされている物体の前記現在の位置に対応する軌跡モデルを検索するステップであって、当該軌跡モデルは、前記現在の位置にある物体が移動することが可能な方向、および各可能な方向について前記現在の位置にある物体が対応する前記可能な方向へ移動するであろうとする尤度を定義するものであるステップと、
前記モニタされている物体が或る方向へ移動している尤度を、前記軌跡モデルによって与えられる前記可能な方向のうちの2つまたはそれより多くの方向についての尤度の重み付け平均に基づいて計算するステップであって、当該2つまたはそれより多くの可能な方向は、前記モニタされている物体の前記方向に対してもっとも近い方向であるとするステップと、
前記モニタされている物体の異常挙動を、前記計算された尤度に基づいて識別するステップと、
を包含する方法。 - さらに、
前記モニタされている物体についての前記軌跡情報を、複数の検知デバイスから受取られるセンサ・データに基づいて生成するステップ、
を包含する請求項1に記載の方法。 - 前記複数の検知デバイスはビデオ・カメラである、
請求項2に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを、前記空間内の物体の過去の挙動に基づいて構築するステップ、
を包含する請求項1に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを、前記モニタされている物体についての前記軌跡情報および前記異常挙動の識別のうちの少なくとも1つに基づいて更新するステップ、
を包含する請求項4に記載の方法。 - 前記モニタされている物体が或る方向へ移動している尤度を計算するステップは、さらに、
前記モニタされている物体の方向角と前記可能な方向の方向角との間の差を決定するステップ、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記可能な方向のうちの前記2つまたはそれより多くの方向は、もっとも小さい差に対応する、
請求項6に記載の方法。 - 前記モニタされている物体が或る方向へ移動している尤度を計算するステップは、さらに、
複数の生の異常性スコアを、前記可能な方向のそれぞれについての前記尤度に基づいて生成するステップと、
前記複数の生の異常性スコアを、あらかじめ決定済みの期間の間、平均するステップと、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を前記計算された尤度に基づいて識別するステップは、さらに、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース、聴覚/視覚アラーム、および記録ストレージ・モジュールのうちの少なくとも1つを、前記計算された尤度およびあらかじめ決定済みのスレッショルドに基づいて作動するステップ、
を含む請求項8に記載の方法。 - 空間を通り抜ける物体の異常挙動を決定するための方法であって、
前記空間内における動きがモニタされている物体の軌跡情報を受取るステップであって、当該軌跡情報は、前記モニタされている物体の現在の位置、および前記モニタされている物体が前記現在の位置から以前の期間の間に移動した距離を示すものとするステップと、
前記モニタされている物体の前記現在の位置に対応する軌跡モデルを検索するステップであって、当該軌跡モデルは、前記現在の位置にある物体が前記現在の位置から前記以前の期間の間に移動したであろうとするスレッショルド距離を定義するものであるステップと、
前記距離と前記スレッショルド距離とを比較するステップと、
前記モニタされている物体の異常挙動を、前記比較に基づいて識別するステップと、
を包含する方法。 - 前記以前の期間は、複数の標本を、サンプリング・レートに基づいて含む、
請求項10に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を識別するステップは、さらに、
前記モニタされている物体の、前記複数の標本のそれぞれにおける前記現在の位置からの距離と前記スレッショルド距離を比較するステップと、
前記距離が前記スレッショルド距離より小さいときにカウントをインクリメントするステップと、
を含む請求項11に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を識別するステップは、さらに、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース、聴覚/視覚アラーム、および記録ストレージ・モジュールのうちの少なくとも1つを、前記カウントおよびカウント・スレッショルドに基づいて作動するステップ、
を含む請求項12に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を識別するステップは、さらに、
待ち期間(dwell time period)を、前記モニタされている物体の前記以前の期間における前記現在の位置からの距離に基づいて決定するステップを含み、当該待ち期間(dwell time period)は、前記モニタされている物体が前記現在の位置からの前記スレッショルド距離より小さいときを含む、
請求項10に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を識別するステップは、さらに、
前記モニタされている物体のピクセルで表わされるサイズおよびあらかじめ定義済みのピクセル・サイズ・モデルに基づいて信頼度ファクタを生成するステップ、
を含む請求項14に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を識別するステップは、さらに、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース、聴覚/視覚アラーム、および記録ストレージ・モジュールのうちの少なくとも1つを、前記以前の期間、前記待ち期間(dwell time period)、および前記信頼度ファクタに基づいて作動するステップ、
を含む請求項15に記載の方法。 - さらに、
前記モニタされている物体についての前記軌跡情報を、複数の検知デバイスから受取られるセンサ・データに基づいて生成するステップ、
を包含する請求項10に記載の方法。 - 前記複数の検知デバイスはビデオ・カメラである、
請求項17に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを構築するステップを包含し、
前記スレッショルド距離は、前記以前の期間の間を通じた前記モニタされている物体の平均の速さ、および前記以前の期間の間を通じた前記モニタされている物体の平均の方向に基づく、
請求項10に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを、前記モニタされている物体についての前記軌跡情報および前記異常挙動の識別のうちの少なくとも1つに基づいて更新するステップ、
を包含する請求項19に記載の方法。 - 空間を通り抜ける物体の異常挙動を決定するための方法であって、
前記空間内における動きがモニタされている物体の軌跡情報を受取るステップであって、当該軌跡情報は、前記モニタされている物体の現在の位置、前記モニタされている物体が移動している方向、および前記モニタされている物体の速度を示すものとするステップと、
前記モニタされている物体の前記現在の位置に対応する軌跡モデルを検索するステップであって、当該軌跡モデルは、前記現在の位置にある物体が移動することが可能な方向、および各可能な方向について前記現在の位置にある前記物体が移動する速度となるであろうとする速度を定義するものであるステップと、
前記モニタされている物体についての速度スレッショルドを、前記軌跡モデルによって与えられる前記可能な方向のうちの2つまたそれより多くの方向についての前記速度の重み付け平均に基づいて計算するステップであって、前記2つまたはそれより多くの可能な方向は、前記モニタされている物体の前記方向に対してもっとも近い方向であるとするステップと、
前記モニタされている物体の異常挙動を、前記モニタされている物体の前記速度および前記計算された速度スレッショルドに基づいて識別するステップと、
を包含する方法。 - さらに、
前記モニタされている物体についての前記軌跡情報を、複数の検知デバイスから受取られるセンサ・データに基づいて生成するステップ、
を包含する請求項21に記載の方法。 - 前記複数の検知デバイスはビデオ・カメラである、
請求項22に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを、前記空間内の物体の過去の挙動に基づいて構築するステップ、
を包含する請求項21に記載の方法。 - さらに、
前記軌跡モデルを、前記モニタされている物体についての前記軌跡情報および前記異常挙動の識別のうちの少なくとも1つに基づいて更新するステップ、
を包含する請求項24に記載の方法。 - 前記モニタされている物体についての前記速度スレッショルドを計算するステップは、さらに、
前記モニタされている物体の方向角と前記可能な方向の方向角との間の差を決定するステップ、
を含む請求項21に記載の方法。 - 前記可能な方向のうちの前記2つまたはそれより多くの方向は、もっとも小さい差に対応する、
請求項26に記載の方法。 - 前記モニタされている物体についての前記速度スレッショルドを計算するステップは、さらに、
前記2つまたはそれより多くの可能な方向のそれぞれについての重みファクタを、対応する角度差に基づいて生成するステップ、
を含む請求項27に記載の方法。 - 前記モニタされている物体についての前記速度スレッショルドを計算するステップは、さらに、
前記モニタされている物体の期待される速度を、前記2つまたはそれより多くの可能な方向に対応する前記重みファクタおよび前記速度に基づいて決定するステップ、
を含む請求項28に記載の方法。 - 前記モニタされている物体についての前記速度スレッショルドを計算するステップは、さらに、
複数の生の異常性スコアを、前記モニタされている物体の前記速度および前記期待される速度に基づいて生成するステップと、
前記複数の生の異常性スコアの中央値を、あらかじめ決定済みの期間を通じて決定するステップと、
を含む請求項29に記載の方法。 - 前記モニタされている物体の異常挙動を前記計算された尤度に基づいて識別するステップは、さらに、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース、聴覚/視覚アラーム、および記録ストレージ・モジュールのうちの少なくとも1つを、前記モニタされている物体の前記速度および前記計算された速度スレッショルドに基づいて作動するステップ、
を含む請求項21に記載の方法。 - 空間を通り抜けるモニタされている物体の異常挙動の検出の正確度および堅牢性を向上させる監視システムであって、
前記モニタされている物体に対応する軌跡情報を生成し、かつ前記モニタされている物体の属性を複数の正常な動きのモデルのうちの少なくとも1つおよび動的時間窓(dynamic time window)に基づいて決定するメタデータ処理モジュールであって、
当該属性は、前記モニタされている物体の評価済み速度、前記モニタされている物体がアウトライア(Outlier)であるか否か、および測定誤差の評価を含むものとするメタデータ処理モジュールと、
前記複数の正常な動きのモデルの生成および更新のうちの少なくとも1つを、前記モニタされている物体の前記属性のうちの少なくとも1つおよび前記モニタされている物体に対応する異常性スコアに基づいて行なうモデル構築モジュールと、
前記モニタされている物体に対応する前記異常挙動スコアを、複数の異常挙動検出方法のうちの1つに基づいて生成する挙動評価モジュールと、
を包含する監視システム。 - さらに、
前記軌跡情報を、ビデオ・データおよびメタデータのうちの少なくとも1つに基づいて生成する複数の検知デバイス、
を包含する請求項32に記載の監視システム。 - 前記複数の検知デバイスはビデオ・カメラである、
請求項33に記載の監視システム。 - 前記メタデータ処理モジュール、前記モデル構築モジュール、および前記複数の検知デバイスは、オープン・インターフェースを介して、前記挙動評価モジュールのアウトライア(Outlier)取扱い機能の出力を受取るべく適用され、
それにおいて前記オープン・インターフェースは、計測可能な(scalable)異常挙動スコア実装および拡張可能な異常挙動検出を可能にする、
請求項33に記載の監視システム。 - 前記複数の検知デバイスは、さらに、
オン・デマンドでインストールされ、新しいタイプの異常挙動検出特徴の生成のために前記メタデータの処理を開始するランタイム異常挙動検出モデルを含む、
請求項33に記載の監視システム。 - 前記モニタされている物体の前記属性は、動きの方向における変化、前記評価済み速度の評価済み平均速度に対する比、およびランダム性ファクタを含み、
前記評価済み平均速度は、前記複数の正常な動きのモデルのうちの1つに対応し、かつ前記ランダム性ファクタは、前記動的時間窓(dynamic time window)内における移動の距離および前記合計の位置評価誤差に基づく、
請求項32に記載の監視システム。 - 前記モニタされている物体は、前記動的時間窓(dynamic time window)の間を通じた前記モニタされている物体のピクセル・サイズにおける変化、前記動的時間窓(dynamic time window)の間を通じた前記モニタされている物体に対応する境界ボックスにおける変化、および前記動的時間窓の間を通じた前記モニタされている物体の位置における変化のうちの少なくとも1つに基づいてアウトライア(Outlier)であると決定される、
請求項37に記載の監視システム。 - 前記異常挙動スコアの正確度は、前記モニタされている物体がアウトライア(Outlier)であるか否か、前記評価済み測定誤差、および前記ランダム性ファクタに基づいて増加する、
請求項38に記載の監視システム。 - 前記異常挙動スコアの正確度は、前記評価済み速度の前記評価済み平均速度に対する前記比に基づいて増加する、
請求項38に記載の監視システム。 - 前記正常な動きのモデルは、前記モニタされている物体の観察がアウトライア(Outlier)であると決定されるとき、前記モニタされている物体に対応する速度情報を用いて更新されない、
請求項38に記載の監視システム。 - 前記速度情報は、水平および垂直方向における最小限度変位ベースの速さ、前記モニタされている物体の方向、および前記モニタされている物体の以前の位置および前記モニタされている物体の現在の位置に対応する動きの方向における変化を含む、
請求項41に記載の監視システム。 - 前記水平および垂直方向における前記最小限度変位ベースの速さは、前記モニタされている物体の前記現在の位置までの距離が最小距離より大きいときに利用可能であり、
それにおいて前記最小距離は、前記モニタされている物体の前記ピクセル・サイズおよび外部の追跡アルゴリズムに基づく、
請求項42に記載の監視システム。 - さらに、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース、聴覚/視覚アラーム、および記録ストレージ・モジュールのうちの少なくとも1つを、前記異常挙動スコアおよびスコア・スレッショルドに基づいて作動するアラーム生成モジュール、
を包含する請求項32に記載の監視システム。 - 前記異常挙動検出方法は、請求項1の方法を含む、
請求項32に記載の監視システム。 - 前記異常挙動検出方法は、請求項10の方法を含む、
請求項32に記載の監視システム。 - 前記異常挙動検出方法は、請求項21の方法を含む、
請求項32に記載の監視システム。
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