JP6717461B2 - Condition monitoring system - Google Patents
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Description
本発明は、監視対象についての監視目的に対応する特定の状態を検出する状態監視システムに係り、例えば、野生鳥獣による農作物被害や環境破壊等を防止するために、保護したい農場や牧場、森林への野生鳥獣の侵入を自動検知する場合、家畜の餌場や寝床への野生動物の侵入を自動検知する場合、家畜や害獣の行動を学習し、自動検出する場合、自宅や病院等の施設内での要介護高齢者や患者の状態を監視する場合、防犯のために、建物周囲の状態を監視する場合、人が集まる場所での各種の危険を予知する場合、地震や集中豪雨による土砂崩れ、雪崩、堤防決壊による河川の氾濫、落雷、火災等の各種の災害の予知や早期検知を行う場合などに利用できる。 The present invention relates to a state monitoring system for detecting a specific state corresponding to a monitoring purpose of a monitoring target, for example, in order to prevent damage to the crops and environmental destruction by wild birds and beasts, to a farm, ranch, or forest to be protected. When automatically detecting the invasion of wild birds and beasts of animals, when automatically detecting the invasion of wild animals into the feeding grounds and bedding of livestock, when learning and automatically detecting the behavior of livestock and pests, facilities such as homes and hospitals When monitoring the condition of elderly people and patients who need long-term care, monitoring the conditions around buildings for crime prevention, predicting various dangers in places where people gather, landslides caused by earthquakes and heavy rainfall It can be used for forecasting and early detection of various disasters such as avalanche, river flood caused by bank breakage, lightning strike, and fire.
近年、画像認識技術に代表されるパターン認識技術の発展に伴い、カメラ映像から自動的に特定の状態を検出する機能を備えた状態監視システムの研究・開発が進んでいる。 In recent years, with the development of pattern recognition technology represented by image recognition technology, research and development of a state monitoring system having a function of automatically detecting a specific state from a camera image have been advanced.
一般に、検出漏れが少なく(すなわち、高再現率であり)、誤検出も少ない(すなわち、高精度である)という高性能のパターン認識技術を自動監視システムに導入するためには、監視対象を監視センサでセンシングして得られた膨大なデータと、その状態を示す適切なタグとがセットで与えられなければならない。 Generally, in order to introduce a high-performance pattern recognition technology with few detection omissions (that is, high recall) and few false detections (that is, high accuracy) into an automatic monitoring system, the monitoring target is monitored. An enormous amount of data obtained by sensing with a sensor and an appropriate tag indicating its state must be given as a set.
従って、実際に監視センサを利用して状態監視を行う場である実環境下で大量のタグ付きデータを得ることができれば、高性能のパターン認識装置の構築が可能となり、実環境での運用を通してさらにデータを収集し、性能を高めて運用を続けることが可能となる。 Therefore, if a large amount of tagged data can be obtained in the actual environment where the monitoring sensor is actually used to monitor the status, it becomes possible to construct a high-performance pattern recognition device. It is possible to collect data, improve performance, and continue operation.
しかし、実運用を開始する前に、実環境でのデータを大量に得ることは困難であるため、状態監視サービスを開始する前に、実環境とは異なるテスト環境下でテストデータセットを収集し、そのデータを用いて作成された初期モデルを用いたパターン認識装置を構築し、サービスの運用を開始することが多い。 However, it is difficult to obtain a large amount of data in the real environment before starting the actual operation.Therefore, before starting the status monitoring service, collect the test data set under a test environment different from the real environment. In many cases, a pattern recognition device using an initial model created by using the data is constructed and service operation is started.
なお、本発明の状態監視技術に関連する技術としては、例えば、次のような技術がある。先ず、複数種類のセンサを利用するという点で関連する技術としては、画像センサと放射線量検出センサとを組み合わせることで自動通報を可能にしたインテリジェント監視システムが知られている(特許文献1参照)。このシステムでは、視覚センサと環境センサとを組み合わせることで状態の自動検出を可能にしている。 Note that, as a technique related to the state monitoring technique of the present invention, there are the following techniques, for example. First, as a related technique in that a plurality of types of sensors are used, an intelligent monitoring system is known that enables automatic notification by combining an image sensor and a radiation dose detection sensor (see Patent Document 1). .. This system enables automatic state detection by combining a visual sensor and an environmental sensor.
また、クラウドソーシングを行うという点で関連する技術としては、クラウド演算プラットフォームの形態をとり、センサー駆動型アプリケーションの迅速かつ容易な開発、配備および管理を可能とするサービスおよび分析用リアルタイム統合プラットフォームが知られている(特許文献2参照)。このサービスおよびプラットフォームでは、クラウドソーシングアプリケーション開発を容易とするために、センサーベースのアプリケーションのリアルタイム開発、テストおよび配備を可能とする仕組みが提供され、クラウドソーシングによるユーザー入力データをソフトウェアセンサーからのデータとして処理することを可能としている。 In addition, as a related technology in terms of crowdsourcing, a real-time integrated platform for service and analysis that takes the form of a cloud computing platform and enables quick and easy development, deployment and management of sensor-driven applications is known. (See Patent Document 2). This service and platform provides a mechanism that enables real-time development, testing and deployment of sensor-based applications to facilitate crowdsourcing application development, with user input data from crowdsourcing as data from software sensors. It is possible to process.
しかしながら、前述したように、実環境とは異なるテスト環境下で収集されたデータで作成された初期モデルを用いてパターン認識装置を構築し、実際のサービスを展開した場合には、テスト環境と実環境とのデータの差異や、データ不足を起因とした誤認識を生じる結果、必ずしも利用者(状態監視システムによるサービスの提供を受ける者であり、状態監視システムから出力される情報を受け取る者)が期待する程度の品質を担保することができない。 However, as described above, when the pattern recognition device is constructed using the initial model created by the data collected under the test environment different from the real environment and the actual service is deployed, the pattern recognition device is not As a result of erroneous recognition caused by the difference in data from the environment or lack of data, the user (the person who receives the service provided by the condition monitoring system and the person who receives the information output from the condition monitoring system) We cannot guarantee the expected quality.
その一方で、サービス開始直後から高性能のパターン認識装置の運用を可能にするためには、多種多様の実環境でのデータ収集や、モデル構築、認識結果の評価等を行う必要があり、高品質な初期モデルの構築のために膨大な投資を要することになる。 On the other hand, in order to enable the operation of a high-performance pattern recognition device immediately after the start of service, it is necessary to collect data in a wide variety of real environments, build models, and evaluate recognition results. A huge investment will be required to build a quality initial model.
また、特定用途のセンサを別途併用し、利用者が求める性能を担保する方法も考えられるが、このようなセンサは一般的に高価なものであり、状態監視サービスの事業を展開するうえで、コスト面での問題が発生する。 It is also possible to use a sensor for a specific purpose separately to ensure the performance required by the user, but such a sensor is generally expensive, and in developing the business of status monitoring service, There is a cost problem.
そもそも、高い再現率が要求される自動監視システムにおいて、高精度のパターン認識システムを構築するのは容易ではない。パターン認識システムにおいては、一般的に、再現率を優先して高くすると、精度が犠牲になって低くなるというトレードオフの関係があるため、双方を同時に追求することはできないという問題があるからである。 In the first place, it is not easy to construct a highly accurate pattern recognition system in an automatic monitoring system that requires high recall. In a pattern recognition system, there is a trade-off relationship that if the recall is prioritized to be high, the accuracy is sacrificed, and the accuracy is lowered. Therefore, there is a problem that both cannot be pursued at the same time. is there.
このような問題に対しては、性能の異なる複数のパターン認識システムの認識結果を統合するなどの手法が用いられることがあるが、どのような組合せで問題を解決することができるのかについての一般的な手法は存在しない。このため、高再現率を維持しながら高精度を達成するためには、従来は、様々な手法とそれらの統合方法をシステム開発者が試行錯誤で選択決定する必要があった。 For such problems, techniques such as integrating the recognition results of multiple pattern recognition systems with different performance may be used, but in general what kind of combination can solve the problem? There is no effective method. Therefore, in order to achieve high accuracy while maintaining high recall, it has conventionally been necessary for a system developer to select and decide various methods and their integration methods by trial and error.
さらに、高性能のパターン認識システムの開発に成功し、運用を開始した場合にも様々な課題が残る。例えば、開発したパターン認識システムを様々な環境に導入するにつれ、また、導入後、時間が経過して導入先の環境が変化するにつれ、そのパターン認識システムの導入先の実環境と、そのパターン認識システムの使用モデルを作成するために用いたデータを収集した環境との差異が大きくなるケースが発生してくる。そのようなケースでは、利用者が求める品質を担保することができない。なぜなら、従来の手法で手間や時間や費用をかけて高性能のパターン認識システムを開発したとしても、そのパターン認識システムがどのような環境でも高い性能を発揮し続けることはできないからであり、異なる環境への導入や、導入先の環境の微妙な変化に柔軟に追従できるようになっているわけではないからである。 Furthermore, various problems remain when a high-performance pattern recognition system is successfully developed and put into operation. For example, as the developed pattern recognition system is introduced in various environments, and as the environment of the installation destination changes over time after the installation, the actual environment of the installation destination of the pattern recognition system and its pattern recognition In some cases, the difference from the environment in which the data used to create the system usage model is collected will increase. In such a case, the quality required by the user cannot be guaranteed. This is because even if a high-performance pattern recognition system is developed by the conventional method, which requires time, effort, and cost, the pattern recognition system cannot continue to exhibit high performance in any environment. This is because it is not designed to be able to flexibly follow the introduction to the environment and subtle changes in the environment of the installation destination.
従って、このようなケースでは、導入先において、モデルやアルゴリズムの更新が必須となるが、そもそも、いずれの導入先で、そのようなケースが発生しているのかを見つけるための一般的な手法や仕組みは存在しない。また、モデルやアルゴリズムを更新した結果、悪い方向に性能が変わってしまった場合には、利用者に悪影響を及ぼしてしまうという問題が残っていた。 Therefore, in such cases, it is essential to update the model and algorithm at the installation destination, but in the first place, a general method for finding out which installation destination such a case or There is no mechanism. Further, when the performance of the model or algorithm is changed in a bad direction as a result of updating, the problem remains that the user is adversely affected.
本発明の目的は、高い性能を発揮することができ、かつ、容易かつ安価に構築することができるとともに、様々な環境への導入に柔軟に対応可能な状態監視システムを提供するところにある。 An object of the present invention is to provide a condition monitoring system that can exhibit high performance, can be easily and inexpensively constructed, and can flexibly cope with introduction into various environments.
本発明は、監視対象についての監視目的に対応する特定の状態を検出する状態監視システムであって、
監視対象の状態を検出する監視センサと、
監視対象の状態について人の知覚で認識可能な知覚データを取得するために設けられた、監視センサとは別の、または監視センサと兼用の知覚データ取得手段と、
監視センサの出力データを用いて監視対象の状態が特定の状態に該当するか否か、または複数の特定の状態のうちのいずれに該当するかを判断するパターン認識処理を実行するパターン認識手段と、
このパターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が、予め定められた閾値以下または未満の場合には、知覚データ取得手段により取得した知覚データまたはこれを加工したデータを、パターン認識手段による判断の正誤を検証するための検証用データとして、ネットワークを介して検証用端末へ送信するとともに、検証用データを用いて検証用端末の操作者により判断された監視対象の状態が特定の状態に該当するか否か、または複数の特定の状態のうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータを、検証用端末からネットワークを介して受信し、受信した人手による判断結果のデータを用いてパターン認識手段による判断の正誤を検証する検証処理を実行する検証手段と、
この検証手段による検証処理を行った場合には、人手による判断結果を採用し、検証処理を行わなかった場合には、パターン認識手段による判断結果を採用し、採用した判断結果のデータを、ネットワークを介して連携システムへ送信するか、表示装置に画面表示するか、印刷装置で印刷するか、音声出力するか、または採用した判断結果に応じた報知音若しくは報知光を出力する処理を実行する出力手段と
を備えたことを特徴とするものである。
The present invention is a state monitoring system for detecting a specific state corresponding to a monitoring purpose of a monitoring target,
A monitoring sensor that detects the status of the monitoring target,
Provided in order to obtain perceptual data recognizable by human perception of the state of the monitored object, separate from the monitoring sensor, or a sensory data acquisition means also serving as the monitoring sensor,
A pattern recognition means for executing a pattern recognition process for determining whether or not the state of the monitoring target corresponds to a specific state by using the output data of the monitoring sensor, or which of a plurality of specific states ,
When the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from the pattern recognition means is equal to or less than or equal to a predetermined threshold value, the perceptual data acquired by the perceptual data acquisition means or the processed data is used. , The state of the monitoring target that is transmitted to the verification terminal via the network as verification data for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means, and is judged by the operator of the verification terminal using the verification data. Whether or not corresponds to a specific state, or to which of a plurality of specific states, the data of the result of the manual judgment is received from the verification terminal via the network, and the received manual judgment is made. Verification means for executing verification processing for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means using the resulting data,
When the verification processing by this verification means is performed, the judgment result by hand is adopted, and when the verification processing is not carried out, the judgment result by the pattern recognition means is adopted, and the data of the adopted judgment result is converted into the network. To the cooperative system via the display, screen display on the display device, print on the printing device, voice output, or output a notification sound or notification light according to the judgment result adopted And output means.
このような本発明の状態監視システムにおいては、パターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が閾値以下または未満の場合には、検証手段により、知覚データまたはこれを加工したデータを検証用データとして検証用端末へ送信する問合せ処理を行い、人手による判断結果を得る。そして、この検証処理(問合せ処理)を行った場合には、パターン認識による判断結果に代えて、人手による判断結果をシステム出力とする。 In such a state monitoring system of the present invention, if the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from the pattern recognition means is less than or less than the threshold value, the verification means processes the perceptual data or this. Inquiry processing is performed to transmit the verified data as verification data to the verification terminal, and a manual judgment result is obtained. When this verification process (inquiry process) is performed, the determination result by hand is used as the system output instead of the determination result by the pattern recognition.
このため、ある環境に状態監視システムを導入した初期の段階では、テスト環境で収集したデータを用いて作成された初期モデルによるパターン認識手段がその導入先の環境に適合する度合いが明らかではなく、パターン認識手段による認識結果の信頼度の値は小さくなるが、その場合には、検証用端末への問合せ処理が行われ、人手による判断結果により、判断結果が正しい結果に修正されるので、最終的に出力手段により出力される情報(監視対象の状態についての判断結果)の品質を高めることが可能となる。従って、再現率を優先しても、精度が犠牲になることはなく、トレードオフの問題は解消され、常に、システムの利用者により要求される品質を満たすことができる高性能の状態監視システムを実現することが可能となる。 Therefore, at the initial stage of introducing the condition monitoring system into a certain environment, it is not clear how well the pattern recognition means by the initial model created using the data collected in the test environment suits the environment of the installation destination, Although the reliability value of the recognition result by the pattern recognition means becomes small, in that case, the inquiry processing to the verification terminal is performed, and the judgment result is corrected to the correct result by the manual judgment result. It is possible to improve the quality of the information (judgment result about the state of the monitoring target) output by the output unit. Therefore, even if the recall is prioritized, the accuracy is not sacrificed, the problem of trade-off is solved, and a high-performance condition monitoring system that can always satisfy the quality required by the system user is provided. Can be realized.
また、導入後、時間が経過し、パターン認識処理の累積回数が増え、検証手段により、パターン認識による判断の正誤の検証処理が繰り返され、その検証結果が蓄積されてくると、初期モデルを用いたパターン認識手段についての実環境への適合の度合いが明らかになってくるので、認識結果の信頼度が上がってくるようになり、この結果、検証用端末への問合せ処理を行う頻度が低くなってくる。従って、時間の経過とともに、検証用端末から受信する人手による判断結果に頼らずに、出力手段によるシステム出力を行うケースが増えてくるので、イベント発生から出力までに要する時間を短くしていくことが可能となる。このため、どのような環境に導入しても、導入先の環境に柔軟に対応可能であり、最終的に正確な判断結果を短時間で出力することができるようになる状態監視システムを実現することが可能となる。 Also, after the introduction, time passes, the cumulative number of pattern recognition processes increases, and the verification means repeats the correctness verification process of the judgment by the pattern recognition and accumulates the verification results. Since the degree of conformity of the pattern recognition method to the actual environment becomes clear, the reliability of the recognition result increases, and as a result, the frequency of inquiring processing to the verification terminal decreases. Come on. Therefore, over time, the number of cases in which system output is performed by the output means will increase without relying on the human judgment results received from the verification terminal.Therefore, reduce the time required from event occurrence to output. Is possible. Therefore, a state monitoring system that can flexibly respond to the environment of the installation destination regardless of what environment it is installed and can finally output an accurate judgment result in a short time is realized. It becomes possible.
さらに、検証手段を備えていることから、導入当初のパターン認識手段による認識結果の信頼度は低くてもよいので、導入当初から高い性能を発揮することができる高価な監視センサおよびパターン認識手段を用意する必要はなく、また、初期モデルの作成にあたり、必ずしも実環境またはそれに極めて近い環境でのデータ収集を時間をかけて行う必要はないので、初期モデルへの投資を抑え、状態監視サービスの運用開始時期を早めることが可能となる。このため、容易かつ安価にシステム構築を行うことが可能となり、これらにより前記目的が達成される。 Further, since the verification means is provided, the reliability of the recognition result by the pattern recognition means at the beginning of introduction may be low, so an expensive monitoring sensor and pattern recognition means capable of exhibiting high performance from the beginning of introduction can be used. It is not necessary to prepare it, and when creating the initial model, it is not always necessary to collect data in the actual environment or an environment very close to it, so it is possible to reduce the investment in the initial model and operate the condition monitoring service. It is possible to accelerate the start time. For this reason, it becomes possible to easily and inexpensively construct a system, thereby achieving the above-mentioned object.
なお、前述した特許文献1に記載されたインテリジェント監視システムでは、画像センサと放射線量検出センサとを組み合わせているが、本発明の検証手段に相当するものを備えているわけではないので、イベント検出時の誤認識の問題を解決することはできない。 Although the intelligent monitoring system described in Patent Document 1 described above combines an image sensor and a radiation dose detection sensor, it does not include a device equivalent to the verification means of the present invention, so event detection is performed. We cannot solve the problem of misrecognition of time.
また、前述した特許文献2に記載されたサービスおよび分析用リアルタイム統合プラットフォームでは、クラウドソーシングを行っているものの、本発明のようなパターン認識手段の認識結果をクラウドソーシングによって検証する仕組みを備えているわけではない。 Further, although the service and the real-time integrated platform for analysis described in Patent Document 2 described above perform crowdsourcing, it is provided with a mechanism for verifying the recognition result of the pattern recognition means by crowdsourcing as in the present invention. Do not mean.
<モデルの更新を行う構成> <Configuration for updating the model>
また、前述した状態監視システムにおいて、
パターン認識手段で用いるモデルを記憶するモデル記憶手段と、
監視センサの出力データを、出力手段により採用された判断結果のデータと関連付けて記憶する学習データ記憶手段と、
この学習データ記憶手段に記憶された監視センサの出力データを用いて、モデルを繰り返し作成し、モデル記憶手段に記憶されたモデルを更新する処理を実行する学習手段とを備え、
パターン認識手段は、
モデル記憶手段に記憶された最新のモデルを用いて、パターン認識処理を実行する構成とされていることが望ましい。
Also, in the status monitoring system described above,
Model storing means for storing a model used in the pattern recognition means,
Learning data storage means for storing the output data of the monitoring sensor in association with the data of the judgment result adopted by the output means,
A learning unit that repeatedly creates a model using the output data of the monitoring sensor stored in the learning data storage unit and executes a process of updating the model stored in the model storage unit,
The pattern recognition means
It is desirable that the latest model stored in the model storage means is used to execute the pattern recognition processing.
このように学習データ記憶手段に記憶された監視センサの出力データを用いて、モデルを更新する構成とした場合には、パターン認識手段の性能を向上させていくことが可能となる。なぜなら、学習データ記憶手段に記憶された監視センサの出力データは、システムを運用しながら実環境で収集したデータであり、さらには、これらの監視センサの出力データは、タグ情報とともに記憶され、このタグ情報は、出力手段により採用された判断結果のデータであり、検証手段による検証結果が活かされているので、正確性を保障されたタグ情報であることから、学習手段により、正確性を保障された学習データを用いた適正な学習処理が自動的に実行されるためである。このため、パターン認識手段による認識結果の信頼度を、より一層高めていき、その結果、検証用端末への問合せ処理を行う頻度を、より一層低くし、イベント発生から出力までに要する時間を、より一層短くしていくことが可能となる。 When the model is updated by using the output data of the monitoring sensor stored in the learning data storage unit as described above, the performance of the pattern recognition unit can be improved. Because the output data of the monitoring sensor stored in the learning data storage means is the data collected in the actual environment while operating the system, and the output data of these monitoring sensors are stored together with the tag information. The tag information is the data of the judgment result adopted by the output means, and the verification result by the verification means is utilized, so the accuracy is guaranteed by the learning means because it is the tag information whose accuracy is guaranteed. This is because proper learning processing using the learned learning data is automatically executed. Therefore, the reliability of the recognition result by the pattern recognition means is further increased, and as a result, the frequency of performing inquiry processing to the verification terminal is further reduced, and the time required from event occurrence to output is reduced. It is possible to make it even shorter.
また、このように検証手段による検証結果を活かしたモデル更新が行われると、認識結果の信頼度が上がっていくことになるが、これについては、次の2通りの場合がある。先ず、検証結果を活かしたモデル更新を行って初めて認識結果の信頼度の値の上昇が見込まれる場合がある。次に、モデル更新を行わなくても検証結果の蓄積により認識結果の信頼度の値の上昇が見込まれるが、検証結果を活かしたモデル更新を行うことにより、更にその効果が顕著になる場合がある。 Further, when the model is updated by making use of the verification result by the verification means in this way, the reliability of the recognition result increases, but there are the following two cases. First, there is a case where the reliability value of the recognition result is expected to increase only after the model is updated by utilizing the verification result. Next, even if the model update is not performed, the reliability value of the recognition result is expected to increase due to the accumulation of the verification result, but the effect may be more remarkable by performing the model update that makes use of the verification result. is there.
なお、前述した特許文献1に記載されたインテリジェント監視システムでは、データ収集や学習を自動的に行う仕組みは備えていない。 The intelligent monitoring system described in Patent Document 1 described above does not have a mechanism for automatically collecting and learning data.
<複数の監視センサを備えた構成> <Structure with multiple monitoring sensors>
さらに、前述した状態監視システムにおいて、
複数の監視センサを備え、
パターン認識手段は、
複数の監視センサに対応する複数のパターン認識器を含む構成とされ、
モデル記憶手段は、
複数のパターン認識器に対応する複数のモデルを記憶する構成とされ、
学習データ記憶手段は、
複数の監視センサの出力データの各々を、出力手段により採用された判断結果のデータと関連付けて記憶する構成とされ、
学習手段は、
学習データ記憶手段に記憶された複数の監視センサの出力データの各々を用いて、複数のモデルの各々を繰り返し作成し、モデル記憶手段に記憶された複数のモデルを更新する処理を実行する構成とされ、
検証手段は、
複数のパターン認識器の各々から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、閾値以下または未満の場合に、検証用端末へ検証用データを送信するとともに、検証用端末から人手による判断結果のデータを受信する検証処理を実行する構成とされ、
出力手段は、
検証手段による検証処理を行った場合には、人手による判断結果を採用し、検証処理を行わなかった場合には、複数のパターン認識器のうち最も信頼度の値が大きいパターン認識器による判断結果を採用する処理を実行する構成とされていることが望ましい。
Furthermore, in the above-mentioned condition monitoring system,
Equipped with multiple monitoring sensors,
The pattern recognition means
It is configured to include a plurality of pattern recognizers corresponding to a plurality of monitoring sensors,
The model storage means
It is configured to store multiple models corresponding to multiple pattern recognizers,
The learning data storage means is
Each of the output data of the plurality of monitoring sensors is configured to be stored in association with the data of the determination result adopted by the output means,
The learning method is
A configuration for repeatedly creating each of a plurality of models using each of the output data of the plurality of monitoring sensors stored in the learning data storage means and executing a process of updating the plurality of models stored in the model storage means, Is
The verification means is
When the highest reliability among the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from each of the plurality of pattern recognizers is less than or less than the threshold value, the verification data is transmitted to the verification terminal. At the same time, it is configured to execute a verification process of receiving the data of the judgment result by hand from the verification terminal,
The output means is
If the verification process is performed by the verification means, the judgment result by human is adopted, and if the verification process is not performed, the judgment result by the pattern recognizer with the highest reliability value among the plurality of pattern recognizers. It is desirable that the configuration is such that processing that adopts is executed.
ここで、「複数の監視センサ」には、複数種類の監視センサである場合、異なる場所に設置され、または異なる状態で設置された同一種類の監視センサが複数個ある場合、それらの組み合わせの場合が含まれる。 Here, "multiple monitoring sensors" refers to multiple types of monitoring sensors, multiple monitoring sensors of the same type that are installed in different locations or in different states, and combinations of these. Is included.
なお、複数の監視センサからの出力を1つのパターン認識器に入力し、1つの認識結果が得られる場合には、それらの複数の監視センサは、本発明では1つの監視センサとみなす。また、複数の監視センサからの出力を複数のパターン認識器に入力し、それらの複数のパターン認識器からの出力を統合することにより、1つの認識結果が得られる場合には、それらの複数の監視センサおよび複数のパターン認識器は、本発明では1つの監視センサおよび1つのパターン認識器とみなす。要するに、最終的に出力手段から出力される情報(監視対象の状態についての判断結果)を生成している最小単位を、1つの監視センサおよび1つのパターン認識器の組とみなすことにより、監視センサについては、それが着脱の単位となり、パターン認識器については、それが使用・不使用の選択の単位となる。 When outputs from a plurality of monitoring sensors are input to one pattern recognizer and one recognition result is obtained, those plurality of monitoring sensors are regarded as one monitoring sensor in the present invention. Further, when one recognition result is obtained by inputting outputs from a plurality of monitoring sensors to a plurality of pattern recognizers and integrating outputs from the plurality of pattern recognizers, a plurality of those recognition results are obtained. The monitoring sensor and the plurality of pattern recognizers are regarded as one monitoring sensor and one pattern recognizer in the present invention. In short, by considering the minimum unit that finally generates the information (judgment result about the state of the monitoring target) output from the output means as a set of one monitoring sensor and one pattern recognizer, the monitoring sensor Is the unit of attachment/detachment, and for the pattern recognizer, it is the unit of selection of use/non-use.
このように複数の監視センサを備えた構成とした場合には、複数のパターン認識器の各々から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、閾値以下または未満のときに、検証用端末への問合せを行うので、最も値の大きい信頼度が、閾値を超えるか、または閾値以上であれば、検証用端末への問合せを行わないことになり、実質的に複数のパターン認識器のうち最も性能の高いパターン認識器の出力の内容次第で、検証用端末への問合せを行うか否かが決まることになる。 In the case of the configuration including a plurality of monitoring sensors in this way, the reliability of the largest value among the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from each of the plurality of pattern recognizers is the threshold value. When the value is less than or equal to or less than, since the inquiry to the verification terminal is performed, the reliability with the largest value exceeds the threshold value or is greater than or equal to the threshold value, the inquiry to the verification terminal is not performed. Whether or not to make an inquiry to the verification terminal depends on the content of the output of the pattern recognizer having the highest performance among the plurality of pattern recognizers.
一般に、パターン認識器(より正確には、監視センサとパターン認識器との組み合わせになるが、ここではパターン認識器で代表させて説明する。)には、最初から高い性能を発揮するが、その後、学習を重ねてもあまり性能が上がらないという特性を有するパターン認識器や、最初の性能の立ち上がりは遅いが、その後、学習を重ねていくと性能が急に上がってくるという特性を有するパターン認識器等、様々な特性を有するパターン認識器がある(後述する図7参照)。このため、パターン認識器の特性の組合せ次第で、時間の経過とともに、最も高い性能を発揮するパターン認識器が入れ替わることがあるので、検証用端末への問合せ処理を行うか否かを左右するパターン認識器が入れ替わることになる。 Generally, a pattern recognizer (more accurately, a combination of a monitoring sensor and a pattern recognizer, but here, a pattern recognizer will be representatively described) exhibits high performance from the beginning, but , A pattern recognizer that has the characteristic that the performance does not improve much even if learning is repeated, or a pattern recognizer that has the characteristic that the performance rises rapidly at the beginning, but the performance suddenly increases as the learning is repeated. There is a pattern recognizer having various characteristics such as a detector (see FIG. 7 described later). Therefore, depending on the combination of the characteristics of the pattern recognizer, the pattern recognizer that exhibits the highest performance may be replaced over time.Therefore, the pattern that determines whether to perform an inquiry process to the verification terminal The recognizer will be replaced.
従って、特性の異なるパターン認識器を組み合わせることにより、高い性能を発揮し続けることが可能となり、検証用端末への問合せの頻度を低くし、イベント発生から出力までに要する時間を短くすることが可能となる。 Therefore, by combining pattern recognizers with different characteristics, it is possible to continue to exhibit high performance, reduce the frequency of inquiries to the verification terminal, and shorten the time required from event occurrence to output. Becomes
また、上述したように、最も高い性能を発揮するパターン認識器が入れ替わることがあるので、入れ替わった後は、性能の低い方の監視センサは取り外すとともに、その監視センサの出力データを処理していたパターン認識器の使用を中止することも可能となる。従って、例えば、システムの運用開始直後は、高価な監視センサを機能させて品質を担保し、その後、安価な監視センサによるパターン認識器の性能が上がってきたところで、高価な監視センサを取り外し、別の導入先に供給すること等が可能となる。さらに、特性の異なるパターン認識器および監視センサを後から追加して運用するといったことも可能な構成となっている。 Further, as described above, the pattern recognizer that exhibits the highest performance may be replaced, so after the replacement, the monitoring sensor with lower performance was removed and the output data of that monitoring sensor was processed. It is also possible to stop using the pattern recognizer. Therefore, for example, immediately after the operation of the system is started, an expensive monitoring sensor is made to function to ensure the quality, and then, when the performance of the pattern recognizer by the inexpensive monitoring sensor is improved, the expensive monitoring sensor is removed and another It is possible to supply to the introduction destination of. Further, the pattern recognizer and the monitoring sensor having different characteristics can be added and operated later.
<監視センサの取り外しの判断支援を行う構成> <Structure that supports the decision to remove the monitoring sensor>
そして、上述したように、複数の監視センサを備えた構成とした場合において、
検証手段による複数のパターン認識器の検証結果を、パターン認識器毎に蓄積記憶する検証結果記憶手段と、
この検証結果記憶手段にパターン認識器毎に蓄積記憶された検証結果を用いて、複数のパターン認識器の各々について性能を算出する処理を実行する性能算出手段と、
この性能算出手段により算出された複数のパターン認識器の性能、若しくはこれらの性能に加え、出力ログ記憶手段に記憶されている出力手段によりいずれの判断結果が採用されたかを示す出力ログを、システム管理者端末に画面表示する性能表示処理を実行するか、またはこの性能表示処理に加え、複数のパターン認識器の各々の使用・不使用の選択を受け付ける認識器要否受付処理を実行するシステム管理手段と
を備えた構成とすることが望ましい。
Then, as described above, in the case of the configuration including a plurality of monitoring sensors,
Verification result storage means for accumulating and storing the verification results of the plurality of pattern recognizers by the verification means,
Using the verification results accumulated and stored for each pattern recognizer in the verification result storage means, performance calculation means for executing a process of calculating performance for each of the plurality of pattern recognizers,
The performance of the plurality of pattern recognizers calculated by the performance calculation means, or in addition to these performances, an output log indicating which judgment result is adopted by the output means stored in the output log storage means is stored in the system. System management that executes the performance display process that displays on the administrator terminal screen, or executes the recognizer necessity reception process that accepts whether to use each pattern recognizer in addition to this performance display process It is desirable to have a structure including means.
このように複数の監視センサを設置した際にシステム管理手段を備えた構成とした場合には、システム管理者が、システム管理者端末で、複数のパターン認識器の性能や出力ログを参照することができるようになるので、現在の状況(各時点での最新の状況)を確認しながら、性能が相対的に低くなり、不要になった監視センサを取り外すか否かの判断や、その監視センサの出力データを処理していたパターン認識器の使用を中止するか否かの判断を行うことが可能となる。 If the system management means is provided when multiple monitoring sensors are installed in this way, the system administrator should refer to the performance and output logs of multiple pattern recognizers on the system administrator terminal. It becomes possible to check the current status (the latest status at each point in time), while performance becomes relatively low, and it is possible to judge whether to remove the unnecessary monitoring sensor or not. It is possible to determine whether or not to stop using the pattern recognizer that has been processing the output data.
<知覚データ取得手段の取り外しの判断支援を行う構成> <Structure for supporting the decision to remove the sensory data acquisition means>
また、前述した状態監視システムにおいて、
検証手段による検証結果を蓄積記憶する検証結果記憶手段と、
この検証結果記憶手段に蓄積記憶された検証結果を用いて、パターン認識手段の性能を算出する処理を実行する性能算出手段と、
この性能算出手段により算出されたパターン認識手段の性能、若しくはこの性能に加え、出力ログ記憶手段に記憶されている出力手段によりいずれの判断結果が採用されたかを示す出力ログを、システム管理者端末に画面表示する性能表示処理を実行するか、またはこの性能表示処理に加え、検証手段による検証処理の要否の選択を受け付ける検証要否受付処理を実行するシステム管理手段と
を備えた構成とすることが望ましい。
Also, in the status monitoring system described above,
Verification result storage means for accumulating and storing verification results by the verification means,
A performance calculation unit that executes a process of calculating the performance of the pattern recognition unit using the verification results accumulated and stored in the verification result storage unit;
The performance of the pattern recognition means calculated by this performance calculation means, or in addition to this performance, an output log indicating which judgment result is adopted by the output means stored in the output log storage means is displayed as a system administrator terminal. Or a system management unit that executes the performance display process for displaying on the screen, or in addition to this performance display process, executes the verification necessity reception process that receives the selection of the necessity of the verification process by the verification unit. Is desirable.
このようにシステム管理手段を備えた構成とした場合には、システム管理者が、システム管理者端末で、パターン認識手段の性能や出力ログを参照することができるようになるので、現在の状況(各時点での最新の状況)を確認しながら、知覚データ取得手段を取り外してもよいか否か、すなわち検証手段による検証用端末への問合せ処理(検証処理)を行わなくてもよいか否かの判断を行うことが可能となる。なお、ここでの検証手段による検証用端末への問合せ処理の要否判断は、以降、最後まで検証用端末への問合せ処理を行わなくてもよいか否かの判断であり、従って、パターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度とその閾値との大小比較による毎回の問合せ処理の要否判断のことではない。 When the system management means is provided in this way, the system administrator can refer to the performance of the pattern recognition means and the output log at the system administrator terminal. Whether the perceptual data acquisition means may be removed while checking the latest situation at each point of time, that is, whether the verification means does not have to perform an inquiry process (verification process) to the verification terminal. Can be determined. It should be noted that the determination of the necessity of the inquiry process to the verification terminal by the verification means here is a determination as to whether or not the inquiry process to the verification terminal does not have to be performed until the end. It is not a judgment as to whether or not the inquiry processing is required every time by comparing the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from the means with the threshold value thereof.
以上に述べたように本発明によれば、パターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が閾値以下または未満の場合には、検証手段により、知覚データまたはこれを加工したデータを検証用データとして検証用端末へ送信し、人手による判断結果を得て、これをパターン認識による判断結果に代えてシステム出力とするので、導入当初から高い性能を発揮することができる状態監視システムを、容易かつ安価に構築することができるとともに、様々な環境への導入に柔軟に対応可能な状態監視システムを実現することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, when the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from the pattern recognition means is less than or less than the threshold value, the verification means processes the perceptual data or this. This data is sent to the verification terminal as verification data, the result of manual judgment is obtained, and this is used as the system output instead of the result of judgment by pattern recognition, so it is possible to demonstrate high performance from the beginning. There is an effect that a monitoring system can be easily and inexpensively constructed, and a state monitoring system capable of flexibly adapting to introduction into various environments can be realized.
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1には、本実施形態の状態監視システム10の全体構成が示されている。図2には、検証結果や学習データ等を記憶するデータベース72の構成が示されている。図3には、状態監視システム10による状態監視処理の流れがフローチャートで示されている。また、図4および図5には、検証用端末100に画面表示される検証用画面200,300の一例が示され、図6には、システム管理者端末120に画面表示される管理画面400の一例が示されている。さらに、図7は、パターン認識手段51に含まれる各パターン認識器A,Bの性能が、時間の経過とともに変化していくことを示す説明図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a state monitoring system 10 of this embodiment. FIG. 2 shows the configuration of the
<状態監視システム10の全体構成> <Overall configuration of status monitoring system 10>
図1において、状態監視システム10は、監視対象の状態について人の知覚で認識可能な知覚データを取得するために設けられた知覚データ取得手段20と、監視対象の状態を検出する監視センサ30(本実施形態では、一例として、複数の監視センサ30A,30B,30Cとする。)と、これらの知覚データ取得手段20や監視センサ30の出力を処理する1台または複数台のコンピュータ(サーバ)とを備えて構成されている。
In FIG. 1, the state monitoring system 10 includes a sensory
本実施形態では、一例として、知覚データ取得手段20や監視センサ30の出力を処理する部分は、それぞれ別々のコンピュータからなる接続装置40と、パターン認識装置50と、検証装置60と、データ収集装置70と、出力装置80と、更新装置90とをネットワーク1で接続することにより構成されている。但し、状態監視システム10は、必ずしもこのように複数台のコンピュータにより構成されている必要はなく、各装置40〜90で実現される機能を1台のコンピュータにまとめた構成としてもよく、あるいは各機能を任意の台数のコンピュータに分散してもよい。例えば、パターン認識装置50および検証装置60を、1台のコンピュータにより構成してもよく、データ収集装置70および更新装置90を、1台のコンピュータにより構成してもよく、あるいは、出力装置80で実現される機能を、2台(複数台)のコンピュータに分散してもよく、更新装置90で実現される機能を、2台(複数台)のコンピュータに分散してもよい。
In the present embodiment, as an example, the parts that process the output of the perceptual
ここで、ネットワーク1は、主としてインターネットのような外部ネットワークであるが、これとイントラネットやLAN等の内部ネットワークとの組合せ等でもよく、有線であるか、無線であるか、有線・無線の混在型であるかは問わない。 Here, the network 1 is mainly an external network such as the Internet, but it may be a combination of this and an internal network such as an intranet or a LAN, and may be wired, wireless, or a mixed wired/wireless type. It doesn't matter.
また、ネットワーク1には、群衆が操作する複数(多数)の検証用端末100と、状態監視システム10による出力(監視対象の状態についての判断結果)を利用する連携者が管理する1つまたは複数の連携システム110と、状態監視システム10を管理するシステム管理者が操作する1つまたは複数のシステム管理者端末120とが接続されている。なお、図1では、これらの検証用端末100、連携システム110、システム管理者端末120は、状態監視システム10の外部に置かれる状態で説明されているが、汎用のブラウザや汎用のソフトウェアを使用するのではなく、これらに専用のソフトウェアを搭載して使用する場合には、これらを状態監視システム10の構成の一部に含めてもよい。
Further, in the network 1, a plurality (a large number) of verification terminals 100 operated by a crowd and one or a plurality of terminals managed by a collaborator who uses an output from the status monitoring system 10 (judgment result about the status of the monitoring target). The linked
<監視対象、監視目的、および監視目的に対応する「特定の状態」> <Monitoring target, monitoring purpose, and “specific state” corresponding to the monitoring purpose>
状態監視システム10による監視対象、監視目的、および監視目的に対応する「特定の状態」としては、例えば、次のようなものを挙げることができる。先ず、野生鳥獣による農作物被害は、数百億円に達し、その被害は減少していないため、解決が必要である。また、林業でも同様の被害があり、シカやクマ等の野生鳥獣による森林被害面積は全国で約9千ヘクタールに達し、このうち、シカによる枝葉の食害や剥皮被害が全体の約8割を占めていて、深刻な状況となっている。これらの被害は、経済的被害に留まらず、営農・林業経営意欲の減退や耕作放棄地の増加を招く、あるいは森林の生物多様性の損失や土壌流出等の一因になるといった問題も生じる。従って、この場合の監視対象は、保護したい領域内に侵入するシカ、イノシシ、サル等の野生鳥獣であり、監視目的は、これらの野生鳥獣による被害の防止や抑制またはそのための野生鳥獣の行動把握等であり、監視目的に対応する「特定の状態」は、例えば、野生鳥獣が保護領域を仕切る柵に対して体当たり攻撃を仕掛けている状態や、柵を飛び越える状態等である。 Examples of the “specific state” corresponding to the monitoring target, the monitoring purpose, and the monitoring purpose by the state monitoring system 10 include the following. First, the damage to crops by wild birds and beasts amounted to tens of billions of yen, and since the damage has not decreased, a solution is needed. In addition, there is a similar damage in forestry, and the area of forest damage caused by wild birds and animals such as deer and bears reaches about 9000 hectares nationwide, of which about 80% is the damage caused by deer foliage damage and peeling. The situation is serious. These damages are not limited to economic damages, and may lead to a decline in willingness to manage farming and forestry, an increase in abandoned cultivated land, and a loss of biodiversity in forests and soil runoff. Therefore, the monitoring target in this case is wild birds and beasts such as deer, boars, and monkeys that invade the area to be protected, and the purpose of monitoring is to prevent or suppress damage by these wild birds and beasts or grasp the behavior of wild birds and beasts for that purpose. The “specific state” corresponding to the monitoring purpose is, for example, a state in which wild birds and beasts are attacking the fence partitioning the protected area with a body attack, a state of jumping over the fence, or the like.
次に、食害(家畜に与える飼料等についての被害)がある。例えば、タヌキ、アライグマ、ハクビシン、アナグマなどによる畜舎内における配合飼料の盗食がある。また、タヌキ、アライグマ、ハクビシン、アナグマ、さらに大型のクマやイノシシ、シカ、サルによるデントコーンなどの飼料作物の摂食・倒伏被害がある。さらに、放牧地や採草地の被害としては、北海道のエゾシカによる被害等があり、本州においてもニホンジカによる放牧地や採草地の被害が増加している。また、牧草の収穫後の牧草ラップをシカやキツネ、アライグマなどが食い破り、草の品質を低下させている。また、イノシシによる牧草の摂食に気が付かず、地力低下による牧草の生育不良と勘違いしてしまうという問題も生じる。さらには、衛生面での問題もある。畜舎内への野生動物の侵入・盗食・排泄による外部からの病原菌の撒き散らしは、家畜の健康にまで影響を及ぼすことになる。また、冬場は野生動物が過ごしやすい環境を求めて堆肥舎に侵入するので、同様に外部からの病原菌の撒き散らしが起きる。そして、このような野生動物の侵入や盗食を放置すると、農作物・配合飼料・飼料作物(とくに寒地型牧草)等は冬場の餌のない時期に命をつなぐ重要な栄養源となるので、野生動物の死亡率を低下させ、その結果、野生動物の個体数を増加させることに繋がるため、より一層、被害が増えていくという悪循環を生む。従って、この場合の監視対象は、畜舎内への侵入・盗食・排泄等を行うタヌキ、アライグマ、ハクビシン、アナグマ、クマ、イノシシ、シカ、サル等の野生動物、および/または本来的に畜舎内にいる家畜、あるいはこれらの野生動物や家畜が出現する畜舎内の餌場や寝床等の場所であり、監視目的は、野生動物による畜舎内への侵入・盗食・排泄等の防止や抑制またはそのための野生動物や家畜の行動把握等であり、監視目的に対応する「特定の状態」は、例えば、野生動物が盗食している状態、家畜が正しく食事をしている状態、侵入した野生動物が睡眠をとっている状態、家畜が正しく睡眠をとっている状態等である。 Next, there is food damage (damage of feed etc. given to livestock). For example, there is plagiarism of the compound feed in the barn by raccoon dogs, raccoons, cabbage, badgers and the like. In addition, there are feeding and lodging damages of forage crops such as raccoon dogs, raccoons, palm civets, badgers, and also large bears and wild boars, deer, and dent corn from monkeys. Furthermore, damage to grazing land and grassland includes damage from Hokkaido deer, and in Honshu, damage to grazing land and grassland due to sika deer is increasing. In addition, deer, foxes, and raccoons smash the grass wrap after harvesting grass, degrading grass quality. In addition, there is a problem that the feeding of grass by the boar is not noticed and it is mistaken for the poor growth of grass due to a decrease in soil fertility. In addition, there are hygiene problems. Dispersion of pathogens from the outside due to invasion, stealing, and excretion of wild animals into the livestock shelter will affect the health of livestock. Also, in winter, wild animals invade the composting houses in search of an environment where they can easily live, so that the spread of pathogens from the outside also occurs. If left unattended or stolen by such wild animals, agricultural crops, mixed feeds, forage crops (especially cold-season grasses), etc., will be important nutrients that lead to life when there is no food in the winter. It reduces the mortality rate of wild animals, which in turn leads to an increase in the number of wild animals, which creates a vicious cycle of even more damage. Therefore, the target of monitoring in this case is wild animals such as raccoon dogs, raccoons, palm civets, badgers, bears, boars, deer, monkeys, etc. that invade, steal, excrete, etc. in the livestock shed, and/or originally in the livestock shed. Livestock, or places where these wild animals and livestock appear, such as feeding grounds and bedding in livestock shelters.The purpose of monitoring is to prevent or suppress the invasion, stealing, and excretion of wild animals into livestock sheds. For that purpose, the behavior of wild animals and livestock is grasped, and the "specific state" corresponding to the monitoring purpose is, for example, the state where the wild animals are stealing, the state where the livestock are eating properly, the wild animals that have invaded. Are sleeping, livestock are sleeping properly, etc.
また、要介護高齢者、子供や赤ん坊、あるいは不審者等の人間についての状態監視もある。要介護高齢者が正常に入浴しているか、子供が危険な物を食べたり、危険な遊びをしていないか、赤ん坊がうつ伏せに寝ていないか、建物周囲に不審者がうろついていないか等を監視する必要がある。この場合の監視対象は、要介護高齢者、子供や赤ん坊、不審者等の人間であり、監視目的は、危険や犯罪の予知や防止、早期発見等であり、監視目的に対応する「特定の状態」は、例えば、風呂場で要介護高齢者が倒れている状態、子供が食べられないものに手を伸ばした状態、赤ん坊がうつ伏せに寝た状態、不審者が建物周囲をうろついている状態等である。 In addition, there is also condition monitoring of humans such as the elderly requiring care, children and babies, or suspicious persons. Whether the elderly requiring nursing care are bathing normally, the child is eating dangerous food, playing dangerously, the baby is not lying on his/her face, whether a suspicious person is prowling around the building, etc. Need to be monitored. In this case, the monitoring target is an elderly person requiring nursing care, a child or baby, a suspicious person, etc., and the monitoring purpose is prediction or prevention of danger or crime, early detection, etc. The state is, for example, a state in which the elderly requiring care fall down in the bathroom, a state in which the child reaches for something that cannot be eaten, a state in which the baby lies on his/her face, a state in which a suspicious person is prowling around the building. Etc.
以上の他に、例えば、地震や集中豪雨による土砂崩れ、雪崩、堤防決壊による河川の氾濫、落雷、火災等の各種の災害の予知や早期検知を監視目的としてもよい。この場合の監視対象は、土砂崩れ、雪崩、河川の氾濫、落雷、火災等の災害発生の前兆を捉えることができる場所や物や空間であり、監視目的に対応する「特定の状態」は、複数の小石が下方に流れる状態、雷雲が発生している状態、煙が出ている状態等である。従って、状態が変化し、その変化が何らかの影響をもたらすものであれば、本発明による状態監視の対象となり得る。 In addition to the above, for example, prediction and early detection of various disasters such as a landslide, an avalanche, a river inundation due to an embankment failure, a lightning strike, and a fire may be the monitoring purpose, for example, due to an earthquake or heavy rainfall. In this case, the targets to be monitored are places, objects, and spaces that can detect the precursors of disasters such as landslides, avalanches, river floods, lightning strikes, and fires. Is the state where pebbles flow downward, the state where thunderclouds are occurring, the state where smoke is emitted, etc. Therefore, if the state changes and the change has some effect, it can be the target of the state monitoring according to the present invention.
<センシングとその出力の送信> <Sensing and transmission of its output>
知覚データ取得手段20は、検証用端末100において群衆(人間)が監視対象の状態を判断するために必要な検証用データを作成するための知覚データを取得するものである。知覚データは、人間の五感(視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚)で捉えることができるセンシングデータである。これは、検証用端末100での群衆(人間)の判断作業の用に供されるデータであるため、現在普及している検証用端末100の状況では、視覚で捉えることができるカメラの映像データ(動画でも、静止画でもよい。)や、聴覚で捉えることができるマイクロフォンの音データ、またはこれらの組合せが主流となるが、嗅覚、味覚、触覚を再現することが可能な検証用端末100が普及してきた場合には、嗅覚、味覚、触覚のデータとしてもよい。 The perceptual data acquisition means 20 acquires perceptual data for creating the verification data necessary for the crowd (humans) to judge the state of the monitoring target in the verification terminal 100. Perceptual data is sensing data that can be captured by the human five senses (visual sense, auditory sense, olfactory sense, taste sense, and tactile sense). This is the data used for the judgment work of the crowd (human beings) in the verification terminal 100, so in the currently prevailing situation of the verification terminal 100, the image data of the camera that can be visually captured. (A moving image or a still image may be used.), sound data of a microphone that can be auditorily captured, or a combination thereof is the mainstream. However, the verification terminal 100 that can reproduce the olfaction, taste, and tactile sense is provided. When it has spread, it may be data of olfaction, taste, and touch.
また、知覚データ取得手段20は、監視センサ30と物理的に別の機器でもよく、兼用の機器でもよい。知覚データ取得手段20が監視センサ30と兼用の場合とは、監視センサ30の出力データを、パターン認識装置50に送信してパターン認識手段51に入力するとともに、同じ出力データを、知覚データ取得手段20により取得した知覚データとして、検証装置60にも送信して検証手段61に渡す場合である。つまり、監視センサ30の出力データが、パターン認識用データとして使用され、かつ、検証用データとしても使用されることになる。
Further, the perceptual
監視センサ30は、例えば、映像(動画でも、静止画でもよい。)を捉えるカメラ、音を拾うマイクロフォン、設置場所(物体)の加速度を計測する加速度センサ、レーザを照射してその反射光で物体を捉える測域センサ、IoTタグ、GPS等の測位センサ、傾きを検出するジャイロセンサ、磁気センサ、モーションキャプチャを構成する物体装着用のマーカおよびこの動きを検出するトラッカ、温度センサ、湿度センサ、煙センサ、臭いセンサなどである。
The
本実施形態では、一例として、3つの監視センサ30A,30B,30Cを設置した場合が示されているが、監視センサ30の設置個数は任意であり、1つでもよい。但し、システム全体として、パターン認識手段51の性能を上げていくには、複数の監視センサ30、特に特性の異なる複数種類の監視センサ30を設置することが好ましい。また、3つの監視センサ30A,30B,30Cは、導入当初から3つ全部が設置されている場合に限らず、例えば、後から3つ目の監視センサ30Cを追加設置した場合等も含む例示となっている。さらには、3つ目の監視センサ30Cを追加設置する際には、既に1つ目の監視センサ30Aが取り外されているような場合をも含む例示となっている。
In the present embodiment, as an example, the case where three
また、複数の監視センサの出力データが1つのパターン認識器に入力されて1つの認識結果が得られる場合には、それらの複数の監視センサは、本発明では、1つの監視センサ30とみなされ、また、複数のパターン認識器の出力を統合して1つの認識結果が得られる場合にも、それらの複数のパターン認識器にデータを送り込む一群の監視センサは、1つの監視センサ30とみなされるので、監視センサ30A,30B,30Cは、それぞれ複数の監視センサで構成されていてもよい。
Further, when the output data of the plurality of monitoring sensors is input to one pattern recognizer and one recognition result is obtained, those plurality of monitoring sensors are regarded as one
接続装置40は、監視センサ30A,30B,30Cの各出力データを受信し、受信した各出力データを、監視センサ30A,30B,30Cのうちのいずれであるかを識別する監視センサ識別情報、各監視センサ30A,30B,30Cによりどのような状態(特定の状態)を検出するのかを示すタグ情報、および発生したイベントを識別するために自動付与したイベント識別情報とともに、ネットワーク1を介してパターン認識装置50のパターン認識手段51に送信する処理を実行するものである。
The
また、接続装置40は、知覚データ取得手段20から出力される知覚データを受信し、受信した知覚データを、各監視センサ30A,30B,30Cによりどのような状態(特定の状態)を検出するのか(従って、取得した知覚データで何を検証するのか)を示すタグ情報、およびイベント識別情報とともに、ネットワーク1を介して検証装置60の検証手段61に送信するか、またはパターン認識装置50のパターン認識手段51に送信する処理も実行する。後者のように、パターン認識装置50のパターン認識手段51に送信した場合には、知覚データ、タグ情報、およびイベント識別情報は、パターン認識手段51を経由して検証手段61に送信される。
Further, the
さらに、接続装置40は、監視センサ30A,30B,30Cの各出力データや、知覚データ取得手段20から出力される知覚データを、ネットワーク1に送出するためのデータ形式の変換や、通信方式を変換するゲートウェイの役割も果たしている。
Further, the
なお、各監視センサ30A,30B,30Cで検出する特定の状態が1状態しかない場合には、接続装置40からパターン認識手段51や検証手段61へのタグ情報の送信は省略してもよい。
If there is only one specific state detected by each monitoring
また、各監視センサ30A,30B,30Cや知覚データ取得手段20から接続装置40へのデータ送信は、有線による送信でも、無線による送信でもよい。
The data transmission from the
さらに、接続装置40からパターン認識手段51や検証手段61へのデータ送信(監視センサ30A,30B,30Cの各出力データや、知覚データ取得手段20から出力される知覚データの送信)は、イベント発生時、すなわち各監視センサ30A,30B,30Cの出力に基づき、データ送信のトリガがかかったとき(状態の変化を捉えたとき)に行われる。但し、イベント発生を捉える処理は、各監視センサ30A,30B,30Cで行ってもよく、あるいは、監視センサ30A,30B,30Cの各出力データを連続して受信する接続装置40で行ってもよい。
Further, the data transmission from the
<パターン認識処理> <Pattern recognition processing>
パターン認識装置50は、パターン認識処理のアルゴリズムを実行するパターン認識手段51と、このパターン認識手段51で用いるモデル(パラメータ)を記憶するモデル記憶手段52とを備えて構成されている。
The
パターン認識手段51は、本実施形態では、一例として、複数(3つ)のパターン認識器A,B,Cを含んで構成されている。これらのパターン認識器A,B,Cは、それぞれ異なるアルゴリズムでパターン認識処理を実行するものであるが、例えば、各監視センサ30A,30B,30Cの種類が異なっている場合等には、パターン認識器A,B,Cの中に、同じアルゴリズムのものがあってもよい。これらのパターン認識器A,B,Cによる各判断結果等は、パターン認識手段51により、ネットワーク1を介してデータ収集装置70に送信されてデータベース72(図2参照)に記憶されるか、または検証装置60に送信されて検証手段61により、各検証結果等とともにデータベース72に記憶される。
In the present embodiment, the pattern recognition means 51 is configured to include a plurality of (three) pattern recognizers A, B, and C as an example. These pattern recognizers A, B, and C perform pattern recognition processing by different algorithms. For example, when the types of the
ここで、監視センサ30A,30B,30Cとパターン認識器A,B,Cとの組合せは、監視対象や監視目的に応じ、様々な組合せを採用することができる。例えば、監視センサ30からの音データを入力する場合は、パターン認識器として、HMM(隠れマルコフモデル)や線形識別器などを採用することができ、監視センサ30からの画像データを入力する場合は、線形識別器やDNN(ディープ・ニューラル・ネットワーク)などを採用することができ、加速度センサの出力データを入力する場合は、HMMなどを採用することができ、測域センサの出力データを入力する場合は、線形識別器などを採用することができ、監視センサ30からの画像データおよび音データを入力する場合は、DNNなどを採用することができる。
Here, as the combination of the
採用にあたっては、例えば、図7に示すように、最初は、比較的高価であるが、導入当初からの性能の立ち上がりが早い監視センサ30Aおよびパターン認識器Aの組合せを有効に機能させ(すなわち、主としてパターン認識器Aの認識結果の信頼度に基づき、検証用端末100への問合せの要否が判断されるようにし)、その後、導入当初は性能が低いが、時間の経過とともに性能が上がってくる比較的安価な監視センサ30Bおよびパターン認識器Bの組合せに切り替え、さらに、必要に応じて、これらとは異なる特性を有する監視センサ30Cおよびパターン認識器Cの組合せを設置する(知覚データ取得手段20と兼用にする場合は、導入当初からの設置であるが、そうでない場合には、後からの追加設置でもよい。)といった具合に、監視センサ30を安価なものに切り替えていく等の計画や目標を立てて採用することが好ましい。
In the adoption, for example, as shown in FIG. 7, the combination of the
より具体的には、例えば、監視センサ30Aを測域センサとし、パターン認識器Aを線形識別器とし、監視センサ30Bを加速度センサとし、パターン認識器BをHMMとし、監視センサ30Cを画像データ取得用のカメラ(知覚データ取得手段20と兼用でもよい。)とし、パターン認識器CをDNNとする等である。
More specifically, for example, the
さらに、監視対象や監視目的の具体例としては、保護したい農場や牧場、森林への野生鳥獣の侵入を自動検知する場合には、監視センサ30A,30Bとして、保護したい領域を仕切っている柵を飛び越えたか否かを検出可能な測域センサを設置するとともに、柵への体当たり攻撃等を検出可能なように柵に加速度センサを設置する。同時に、知覚データ取得手段20として、あるいは知覚データ取得手段20と兼用の監視センサ30Cとして、カメラやマイクロフォン等を設置する。そして、柵に設置した加速度センサの出力データにより、保護領域内に侵入する野生鳥獣の種類や攻撃方法を自動学習するとともに、風や自然の振動も学習する。これにより、野生鳥獣による柵への攻撃や攻撃準備を自動検出することができるようになる。また、将来的に、廉価なカメラと加速度センサのみで高度な検出が可能になり、あるいは、検証用端末100への問合せによる検証処理が不要になる程に、加速度センサの出力データによるパターン認識の性能が上がれば、加速度センサのみで高度な検出を行うことも可能となる。
Further, as a specific example of the monitoring target or the monitoring purpose, when automatically detecting the invasion of wild birds and animals into the farm, ranch, or forest to be protected, the
また、監視対象や監視目的の別の具体例としては、家畜の餌場や寝床の監視を行う場合には、監視センサ30A,30Bとして、家畜や野生動物の移動を捉える測域センサを設置するとともに、家畜にIoTタグ(加速度センサ付き)を装着する。同時に、知覚データ取得手段20として、あるいは知覚データ取得手段20と兼用の監視センサ30Cとして、カメラを設置する。これにより、餌場や寝床への野生動物の侵入を自動検知することができる。また、家畜の行動を学習し、自動検出することができる。すなわち、家畜が正しく食事をしていることを学習し、あるいは家畜が正しく睡眠をとっていることを学習することで、家畜の異常状態を自動検出することができる。さらに、家畜が食事をとっている状態と、野生害獣が食事をとっている状態とを識別することもできる。そして、野生害獣にIoTタグ(マイクロフォン若しくはカメラ、GPS、および加速度センサ付き)を装着することにより、野生害獣の行動を学習し、自動検出することができるので、野生害獣による保護領域への攻撃を事前に予測可能になる。
Further, as another specific example of the monitoring target and the monitoring purpose, when monitoring a feeding place or a bed of livestock, a range sensor for detecting movement of livestock or wildlife is installed as the
なお、物理的に同じ監視センサ30の出力データを、異なるアルゴリズムのパターン認識器に入力してもよい。例えば、物理的に同じ監視センサ30から出力される画像データを、線形識別器およびDNNの双方に入力してもよい。これにより、物理的に同じ監視センサ30からの出力データを用いた場合でも、パターン認識器のアルゴリズムの特性が異なれば、双方のパターン認識器の性能は異なったものとなるので、双方の認識結果の信頼度は異なる値となり、実質的に、線形識別器からDNNへの切替、またはDNNから線形識別器への切替が可能になる。すなわち、検証用端末100への問合せによる検証処理の要否を決定する認識結果の信頼度について、大きい方の値を出すパターン認識器が、時間の経過とともに、線形識別器とDNNとの間で入れ替わる可能性がある。このような場合は、物理的に同じ監視センサ30ではあるものの、本発明では、画像データを出力する監視センサ30と線形識別器との組合せ、および画像データを出力する別の監視センサ30とDNNとの組合せが存在するものとみなす。但し、物理的に同じ監視センサ30であるため、この監視センサ30は、さらに別の種類の監視センサとパターン認識器との組合せが存在しない限り、取り外すことはできない。
The output data of the physically
また、モデル記憶手段52は、本実施形態では、一例として、複数(3つ)のパターン認識器A,B,Cに対応させて、これらで用いられる複数(3つ)のモデルα,β,γを記憶している。なお、パターン認識器A,B,Cのアルゴリズムは変わらないが、モデルα,β,γが更新されていくので、パターン認識器A,B,Cの各性能は、時間の経過とともに上がっていく。 In the present embodiment, as an example, the model storage means 52 is associated with a plurality (three) of pattern recognizers A, B, and C, and a plurality (three) of models α, β, which are used in these patterns are recognized. Remember γ. Although the algorithms of the pattern recognizers A, B, and C do not change, the models α, β, and γ are updated, so that the performances of the pattern recognizers A, B, and C increase with the passage of time. ..
<パターン認識による判断の正誤の検証処理> <Verification process of correctness of judgment by pattern recognition>
検証装置60は、パターン認識手段51の各パターン認識器A,B,Cによる判断の正誤を検証する処理を実行する検証手段61と、検証用データおよびこれと対比するための比較用データを記憶する検証用データ記憶手段62とを備えて構成されている。この検証装置60は、本実施形態では、群衆の操作する検証用端末100をクライアントとしたときに、サーバとして機能するものである。
The
ここで、検証用データ記憶手段62に記憶される検証用データは、知覚データ取得手段20により取得した知覚データまたはこれを加工して得られたデータであり、比較用データは、監視対象の状態が本当に特定の状態になっている場合を示すデータであり、これらの検証用データおよび比較用データの双方とも、人の知覚で認識可能なデータであり、マイクロタスク自動生成用素材である。前者の検証用データは、検証用端末100の操作者(群衆)が、自己の端末にダウンロードできるように一時的に保存されるデータであり、イベント識別情報およびタグ情報と関連付けられて記憶されている。後者の比較用データは、システム管理者により予め用意されたデータ(連携システム110を管理する連携者により提供されたデータでもよい。)であり、タグ情報と関連付けられて記憶され、複数の特定の状態がある場合には、複数の比較用データが用意される。なお、後者の比較用データは、合成画像データや絵の描画データ等の疑似データであってもよい。
Here, the verification data stored in the verification data storage unit 62 is the perceptual data acquired by the perceptual
検証手段61は、各パターン認識器A,B,Cから出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、予め定められた閾値以下または未満の場合には、検証用データ記憶手段62に記憶された検証用データ(知覚データ取得手段20により取得した知覚データまたはこれを加工したデータ)および比較用データを、ネットワーク1を介して検証用端末100へ送信するとともに、検証用データおよび比較用データを対比して検証用端末100の操作者(群衆)により判断された監視対象の状態が特定の状態に該当するか否か、または複数の特定の状態のうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータを、検証用端末100からネットワーク1を介して受信し、受信した人手による判断結果のデータを用いて、各パターン認識器A,B,Cによる判断の正誤を検証し、その検証結果等をデータ収集装置70のデータベース72(図2参照)に記憶させる処理を実行するものである。
The verifying means 61 determines whether the highest reliability among the reliability of the recognition result determined by using the likelihoods output from the pattern recognizers A, B, and C is less than or less than or equal to a predetermined threshold. Transmits the verification data (the perceptual data acquired by the perceptual
ここで、認識結果の信頼度についての閾値は、検証手段61を構成するプログラム内に記述してもよく、あるいは検証装置60若しくはその他の装置に設置された閾値記憶手段(不図示)に記憶しておいてもよい。後者の場合は、システム管理者端末120に画面表示された管理画面400(図6参照)でシステム管理者が閾値の値を入力設定し、システム管理手段82がそれを閾値記憶手段に記憶させる構成とすることができる。
Here, the threshold value of the reliability of the recognition result may be described in the program forming the verification unit 61, or stored in the threshold value storage unit (not shown) installed in the
より具体的には、先ず、検証手段61は、各パターン認識器A,B,Cから出力された尤度を、ネットワーク1を介してパターン認識手段51から受信し、受信した各尤度に対し、データ収集装置70の検証結果記憶手段73(図2参照)に記憶された各パターン認識器A,B,Cの検証結果(各パターン認識器A,B,Cによる認識結果についての正誤の情報)を直接若しくは間接的に用いた補正処理を行うことにより、各パターン認識器A,B,Cによる認識結果の信頼度を算定する処理を実行する。
More specifically, first, the verification unit 61 receives the likelihood output from each of the pattern recognizers A, B, and C from the
この際、「尤度」から「認識結果の信頼度」を算定する補正処理は、例えば、認識結果の信頼度=f(尤度、検証結果)という関数(但し、検証結果は間接的な入力要素である場合もある。)により実行される。この補正処理は、各パターン認識器A,B,C毎に行われるので、各パターン認識器A,B,Cについての認識結果の信頼度がそれぞれ算定される。また、1つの監視センサおよびそれに対応する1つのパターン認識器により判断される特定の状態が複数ある場合(状態X、状態Y、状態Z、…)には、1つのパターン認識器から複数の尤度が出力されるので、上記の関数fは、認識結果の信頼度=f(状態Xについての尤度、状態Yについての尤度、状態Zについての尤度、…、検証結果)となる。 At this time, the correction process for calculating the “reliability of the recognition result” from the “likelihood” is performed by, for example, a function of the reliability of the recognition result=f (likelihood, verification result) (however, the verification result is an indirect input. It may be an element). Since this correction processing is performed for each pattern recognizer A, B, C, the reliability of the recognition result for each pattern recognizer A, B, C is calculated. Further, when there are a plurality of specific states judged by one monitoring sensor and one pattern recognizer corresponding thereto (state X, state Y, state Z,... ), a plurality of likelihoods from one pattern recognizer. Since the degree is output, the function f becomes the reliability of the recognition result=f (likelihood for state X, likelihood for state Y, likelihood for state Z,..., Verification result).
上記の関数fは、例えば、[1]複数クラスの尤度から計算されるクラス事後確率のうち最も高い値を出力する関数(この値が高ければ信頼度は高いとみなす)、[2]複数クラスの尤度から認識結果のエントロピーの逆数もしくは負値を算出する関数(この値が高ければ信頼度は高いとみなす)、[3]複数クラスの尤度パターンを用いて認識結果が信頼できるか否かを判別するパターン認識装置(信頼できる確率が信頼度となる。検証に用いたデータに対する複数クラスの尤度パターンと検証結果を用いて学習される)、[4]複数クラスの尤度パターンを用いて認識結果が信頼できる状態からどの程度離れているかを判定する連想記憶装置(連想記憶装置から得られる信頼できる状態からの誤差の逆数もしくは負値が信頼度となる。検証に用いたデータのうち正解であったデータに対する複数クラスの尤度パターンを用いて連想記憶装置を構築する)とすることができる。 The function f is, for example, [1] a function that outputs the highest value of the class posterior probabilities calculated from the likelihoods of a plurality of classes (if this value is high, the reliability is high), [2] a plurality of A function that calculates the reciprocal of entropy or a negative value of the recognition result from the likelihood of the class (if this value is high, the reliability is considered high), [3] Is the recognition result reliable using the likelihood pattern of multiple classes? A pattern recognition device that determines whether or not there is a reliability (the reliability is the reliability. It is learned by using the likelihood patterns of a plurality of classes for the data used for verification and the verification results), [4] the likelihood pattern of a plurality of classes Associative memory device that determines how far the recognition result is from the reliable state using (the reciprocal of the error from the reliable state obtained from the associative memory device or a negative value is the reliability. Data used for verification The associative memory device is constructed by using the likelihood patterns of a plurality of classes with respect to the data that was correct.
このうち、[1]、[2]の関数を採用した場合は、検証手段61による検証結果を活用したモデルα,β,γの更新を行うことにより、認識結果の信頼度の値が上がっていくことが見込まれる。また、[3]、[4]の関数を採用した場合は、モデルα,β,γの更新を行わなくても、検証結果が活かされて認識結果の信頼度の値が上がっていくことが見込まれるうえ、検証結果を活用したモデルα,β,γの更新を行うことにより、更にその効果が顕著になることが期待される。 Among these, when the functions [1] and [2] are adopted, the models α, β, and γ that utilize the verification result by the verification unit 61 are updated, and the reliability value of the recognition result increases. Expected to go. Further, when the functions [3] and [4] are adopted, the verification result may be utilized and the reliability value of the recognition result may be increased without updating the models α, β, and γ. In addition, it is expected that the effects will become more remarkable by updating the models α, β, and γ using the verification results.
次に、検証手段61は、各パターン認識器A,B,Cの認識結果の信頼度と、閾値との比較処理を行うが、この際には、複数の認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度と、閾値とを比較する。そして、検証手段61は、各パターン認識器A,B,Cの認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、閾値以下または未満の場合に、検証用端末100に検証用データおよび比較用データを送信する検証処理(群衆に判断を求める問合せ処理)を実行する。従って、複数の認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、閾値を超えるか、または閾値以上の場合には、検証処理(問合せ処理)は実行されない。また、各パターン認識器A,B,Cの認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度以外の信頼度が、閾値以下または未満であるか否かは、検証処理(問合せ処理)を行うか否かの決定に影響を与えない。但し、複数の認識結果の信頼度が同じ値で最も値の大きい信頼度となり、かつ、ともに閾値を超えるか、またはともに閾値以上の場合において、それらの認識結果が異なっているときは、いずれの認識結果を採用するか(正しいとするか)を決定することができないので、検証用端末100に検証用データおよび比較用データを送信する検証処理(問合せ処理)を実行し、いずれの認識結果が正しいのかを検証する。 Next, the verification unit 61 performs a process of comparing the reliability of the recognition results of the pattern recognizers A, B, and C with the threshold value. In this case, the reliability of the plurality of recognition results has the highest value. The large reliability of is compared with the threshold. Then, the verification unit 61 causes the verification terminal 100 to compare the verification data with the verification data when the highest reliability among the reliability of the recognition results of the pattern recognizers A, B, and C is less than or equal to the threshold value. A verification process (inquiry process that asks the crowd to make a decision) is performed to transmit the usage data. Therefore, when the reliability of the largest value among the reliability of the plurality of recognition results exceeds the threshold value or is equal to or more than the threshold value, the verification process (query process) is not executed. In addition, a verification process (inquiry process) is performed to determine whether or not the reliability other than the reliability with the largest value among the reliability of the recognition results of the pattern recognizers A, B, and C is less than or equal to the threshold value or less than the threshold value. Does not affect the decision whether or not. However, if the reliability of a plurality of recognition results is the same, the reliability is the largest, and both exceed the threshold value or both are above the threshold value, and if the recognition results are different, which of the Since it is not possible to determine whether to adopt (correct) the recognition result, a verification process (inquiry process) for transmitting the verification data and the comparison data to the verification terminal 100 is executed, and any recognition result Verify that it is correct.
また、検証手段61は、検証用端末100に検証用データおよび比較用データを送信する検証処理(問合せ処理)を実行するという判断を行った場合には、ネットワーク1を介して接続装置40から直接に送信されてくるか、またはパターン認識装置50のパターン認識手段51を経由して送信されてきた知覚データ(知覚データ取得手段20による取得データ)を加工することにより、マイクロタスク自動生成用素材である検証用データを作成するマイクロタスク化の処理(詳細には、その準備工程)を行った後、作成した検証用データを、知覚データとともに受信したタグ情報およびイベント識別情報と関連付けて検証用データ記憶手段62に記憶させる処理を実行する。なお、知覚データを加工せずに、そのまま検証用データとしてもよく、この場合には、知覚データをそのままマイクロタスク化の処理に使用するマイクロタスク自動生成用素材として検証用データ記憶手段62に記憶させる。
When the verification unit 61 determines to execute the verification process (inquiry process) of transmitting the verification data and the comparison data to the verification terminal 100, the verification unit 61 directly connects the
このマイクロタスク化の処理(ここでは、その準備工程であるマイクロタスク自動生成用素材の準備処理)は、知覚データを加工することにより、予め用意された比較用データとの対比が容易になるような検証用データを作成する処理であり、例えば、知覚データが動画データである場合に、静止画データを作成する処理等である。これにより、検証用端末100において、群衆(人間)が、検証用データと比較用データとの対比により、検証用データで示される状態が、比較用データで示される真の特定の状態と一致しているか否かを容易に判断できるようになる。従って、群衆(例えば、主婦や学生等)は、検証用端末100で対比される検証用データおよび比較用データが、どのようなデータなのか(例えば、データの持つ意味、目的、性質、状況、価値等)を特に意識することなく、知識やスキルがなくても判断作業を行うことができる。 In this microtasking process (here, the preparatory process of the material for microtask automatic generation, which is the preparatory step), the sensory data is processed so that it can be easily compared with the comparison data prepared in advance. This is a process of creating various verification data, for example, a process of creating still image data when the perceptual data is moving image data. As a result, in the verification terminal 100, the crowd (human) compares the verification data with the comparison data so that the state indicated by the verification data matches the true specific state indicated by the comparison data. You can easily determine whether or not. Therefore, the crowd (for example, a housewife, a student, etc.) has what kind of data the verification data and the comparison data compared with the verification terminal 100 are (for example, the meaning, purpose, nature, situation of the data, It is possible to carry out judgment work without knowledge or skills, without paying particular attention to (value, etc.).
検証装置60から検証用端末100への検証用データおよび比較用データのダウンロードは、検証手段61により、例えば、次のような方法で実行される。第1の方法としては、LINE等のコミュニケーションツールである汎用のアプリケーションや電子メールなどの通信手段を用いて、検証用端末100の操作者(群衆)に対し、依頼する仕事(いわゆるクラウドソーシングマイクロタスク)があることを伝達する。この伝達を受けた操作者は、予め定められているウェブサイト、またはコミュニケーションツールや電子メールなどによる伝達文(テキストまたは音声)の中で指定されたウェブサイトにアクセスする。このウェブサイトは、本実施形態では、検証装置60により構成されている。検証用端末100の操作者(群衆)が、ウェブサイトに設けられた電子掲示板を汎用のブラウザで閲覧し、その電子掲示板において、自分の担当するイベントを選択すると(全く自由に任意のイベントを選択してもよく、システムで指定されたイベントを選択してもよい。)、検証手段61は、選択されたイベントについてのイベント識別情報に関連付けられて検証用データ記憶手段62に記憶されている検証用データ、およびこの検証用データに関連付けられたタグ情報と同じタグ情報に関連付けられて検証用データ記憶手段62に記憶されている比較用データ、並びに予め用意されて検証用データ記憶手段62に記憶されている表示用フォームを用いて、検証用画面200,300(図4、図5参照)の表示用データを作成し、この表示用データ(イベント識別情報、検証用データ、比較用データ、マイクロタスク作業結果である人手による判断結果の返信先情報を含む。)を、ネットワーク1を介して検証用端末100へ送信する処理を実行する。なお、本実施形態では、本システム内部で運用するクラウドソーシングを用いる場合の例を挙げているが、外部で運営されるクラウドソーシングを利用してもよく、この外部サービスを利用する場合については、後述する変形の形態で詳述する。
The download of the verification data and the comparison data from the
第2の方法としては、検証用端末100に搭載された専用のアプリケーションにより、検証用端末100の画面上に電子掲示板を表示し、検証用端末100の操作者が、その電子掲示板において、自分の担当するイベントを選択するようにしてもよく、その他は、上記の第1の方法の場合と同様である。 As a second method, an electronic bulletin board is displayed on the screen of the verification terminal 100 by a dedicated application installed in the verification terminal 100, and the operator of the verification terminal 100 displays his/her own bulletin board on the electronic bulletin board. The event in charge may be selected, and the other points are the same as in the case of the first method described above.
第1の方法および第2の方法のいずれにおいても、1つのイベントについての判断を複数人(例えば3人、5人等の奇数の人数)で行うようにしてもよく、1人で行うようにしてもよい。複数人で行う場合には、群衆の中からのアクセスが予定の人数に達した時点で、また、1人で行う場合には、群衆の中からのアクセスが1つあった時点で、電子掲示板における当該イベントの表示は消えるか、無効となる。そして、複数人で行う場合には、複数人の判断が分かれることがあり得るが、そのときには、人数が多い方の判断(例えば、3人のうち2人以上が一致した判断、5人のうち3人以上が一致した判断)が正しい判断であるものとする。 In either of the first method and the second method, a plurality of people (for example, an odd number of people such as three people and five people) may make a judgment about one event, and one person may make a judgment. May be. In the case of multiple people, when the number of people from the crowd reaches the planned number of people, and in the case of one person, when there is one access from the crowd, the electronic bulletin board The display of the event in will disappear or become invalid. When multiple people make judgments, the judgments of multiple people may be divided. At that time, the judgment of the larger number of people (for example, judgment of two or more out of three people, judgment of five The judgment that 3 or more people agree) is the correct judgment.
そして、検証手段61は、監視対象の状態が特定の状態に該当するか否か、または複数の特定の状態のうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータを、イベント識別情報とともに検証用端末100からネットワーク1を介して受信し、複数人による判断結果のデータがある場合には、人数が多い方の判断結果を決定し、受信した人手による判断結果と、各パターン認識器A,B,Cのパターン認識による判断結果とが一致している場合には、各パターン認識器A,B,Cの認識結果が正しいと判断し、一致していない場合には、各パターン認識器A,B,Cの認識結果が誤っていると判断し、その検証結果(正誤の情報)を、イベント識別情報と関連付けて、パターン認識器A,B,C毎にデータ収集装置70の検証結果記憶手段73(図2参照)に記憶させる。また、検証用端末100に検証用データおよび比較用データを送信する検証処理(問合せ処理)を行わない場合には、検証手段61は、各パターン認識器A,B,Cのうち最も値の大きい信頼度を出しているパターン認識器の認識結果を正しいものとし、これと他のパターン認識器の認識結果との一致・不一致により、各パターン認識器A,B,Cによる判断の正誤を決め、その正誤の情報を検証結果として、イベント識別情報と関連付けて、パターン認識器A,B,C毎にデータ収集装置70の検証結果記憶手段73(図2参照)に記憶させる。
Then, the verification unit 61 verifies, together with the event identification information, the data of the result of the manual judgment as to whether the monitored state corresponds to a specific state or which of a plurality of specific states. When there is data of the judgment result by a plurality of people from the user terminal 100 through the network 1, the judgment result of the one with a large number of people is determined, and the received judgment result by the hand and each pattern recognizer A, When the judgment results of the pattern recognitions of B and C match, it is judged that the recognition results of the pattern recognizers A, B and C are correct, and when they do not match, the pattern recognizer A of each pattern recognizer A , B, C are judged to be erroneous, and the verification result (correctness information) is associated with the event identification information to store the verification result of the
<データの収集および管理処理> <Data collection and management processing>
データ収集装置70は、データ収集処理および収集したデータの管理処理(データベースマネジメントシステム(DBMS)の通常の処理を含む。)を実行するデータ収集手段71と、収集したデータを記憶するデータベース72(図2参照)とを備えて構成されている。
The
図2に示すように、データベース72の各テーブル72A,72B,72C,72D,72Eは、検証結果記憶手段73と、学習データ記憶手段74と、出力ログ記憶手段75と、性能記憶手段76とを構成している。
As shown in FIG. 2, each table 72A, 72B, 72C, 72D, 72E of the
テーブル72Aは、監視センサ30Aおよびパターン認識器Aの組合せに関するデータを記憶するテーブルであり、イベント識別情報と、監視センサ30Aの出力データ(出力データの格納場所を示すパスでもよい。)と、パターン認識器Aによる判断結果(認識結果)と、パターン認識器Aから出力された尤度と、パターン認識器Aの認識結果の信頼度と、パターン認識器Aによる判断の正誤の情報である検証結果とを対応させて記憶するものである。
The table 72A is a table that stores data related to the combination of the
テーブル72Bは、監視センサ30Bおよびパターン認識器Bの組合せに関するデータを記憶するテーブルであり、イベント識別情報と、監視センサ30Bの出力データ(出力データの格納場所を示すパスでもよい。)と、パターン認識器Bによる判断結果(認識結果)と、パターン認識器Bから出力された尤度と、パターン認識器Bの認識結果の信頼度と、パターン認識器Bによる判断の正誤の情報である検証結果とを対応させて記憶するものである。
The table 72B is a table that stores data relating to a combination of the
なお、監視センサ30Cおよびパターン認識器Cの組合せに関するデータを記憶するテーブルもあるが、記載を省略している。あるいは、監視センサ30Cを未だ設置していないので、テーブルが生成されていないか、またはテーブルにレコードが生成されていないと考えてもよい。
Although there is a table that stores data related to the combination of the
また、テーブル72A,72Bにおいて、1つの監視センサ30により検出される特定の状態が複数ある場合(状態X、状態Y、状態Z、…)には、それらの状態に対応して1つのパターン認識器から複数の尤度が出力されるので、尤度のカラムには、複数の尤度が記憶される。そして、この場合におけるパターン認識器A,Bによる判断結果のカラムには、例えば、「状態X(である)」、「状態Y(である)」、「状態Z(である)」、「状態X,Y,Z,…のいずれでもない」等が記憶される。なお、テーブル72Cの人手による判断結果のカラムや、テーブル72Dの採用された判断結果のカラムも同様である。 Further, in the tables 72A and 72B, when there are a plurality of specific states detected by one monitoring sensor 30 (state X, state Y, state Z,... ), one pattern recognition is performed corresponding to those states. Since a plurality of likelihoods are output from the container, a plurality of likelihoods are stored in the likelihood column. Then, in the column of the judgment result by the pattern recognizers A and B in this case, for example, “state X (is)”, “state Y (is)”, “state Z (is)”, “state” "Neither X, Y, Z, ..." is stored. It should be noted that the same applies to the manual judgment result column of the table 72C and the adopted judgment result column of the table 72D.
テーブル72Cは、検証用端末100への問合せ処理(いわゆるクラウドソーシングマイクロタスク)で得られたデータを記憶するテーブルであり、イベント識別情報と、人手による判断結果とを対応させて記憶するものである。なお、検証手段61が検証用端末100から複数人による判断結果のデータを受信した場合には、人数が多い方の判断結果が記憶される。また、人手による判断結果が、NULL(または空欄)になっているレコードは、検証用端末100への問合せ処理を行わなかったイベントのレコードである。 The table 72C is a table for storing the data obtained by the inquiry processing (so-called crowdsourcing microtask) to the verification terminal 100, and stores the event identification information and the result of manual judgment in association with each other. .. When the verification means 61 receives the data of the judgment results by a plurality of people from the verification terminal 100, the judgment result of the larger number is stored. Further, a record in which the result of manual determination is NULL (or blank) is a record of an event for which the inquiry process to the verification terminal 100 has not been performed.
テーブル72Dは、出力手段81による出力ログを記憶するテーブルであり、イベント識別情報と、採用された情報源と、採用された判断結果とを対応させて記憶するものである。ここで、「採用された情報源」とは、出力手段81が、最終的なシステム出力として、検証用端末100への問合せ処理で得られた人手による判断結果(クラウド)を採用したのか、パターン認識器Aによる判断結果(認識結果)を採用したのか、パターン認識器Bによる判断結果(認識結果)を採用したのか、パターン認識器Cによる判断結果(認識結果)を採用したのかの別を示す情報である。また、「採用された判断結果」は、最終的なシステム出力である。
The table 72D is a table that stores the output log of the
テーブル72Eは、各パターン認識器A,B,Cの性能を記憶するテーブルであり、パターン認識器の識別情報と、パターン認識器の性能とを対応させて記憶するものである。なお、各パターン認識器A,B,Cの性能は更新されていくが、上書きせずに、更新前の性能を保存しておくようにしてもよい。 The table 72E is a table that stores the performance of each pattern recognizer A, B, and C, and stores the identification information of the pattern recognizer and the performance of the pattern recognizer in association with each other. Although the performance of each pattern recognizer A, B, C is updated, the performance before the update may be saved without overwriting.
そして、検証結果記憶手段73は、テーブル72A,72Bのイベント識別情報のカラムと、パターン認識器A,Bの検証結果(正誤の情報)のカラムとを含んで構成されている。
The verification
また、学習データ記憶手段74は、テーブル72A,72Bのイベント識別情報のカラム、監視センサ30A,30Bの出力データのカラムと、テーブル72Dのイベント識別情報のカラム、採用された判断結果(最終的にシステム出力として採用された正しい判断結果)のカラムとを含んで構成されている。
Further, the learning data storage means 74 stores the event identification information column of the tables 72A and 72B, the output data column of the
さらに、出力ログ記憶手段75は、テーブル72Dにより構成され、性能記憶手段76は、テーブル72Eにより構成されている。 Further, the output log storage means 75 is composed of a table 72D, and the performance storage means 76 is composed of a table 72E.
<システム出力処理> <System output processing>
出力装置80は、システムの最終的な判断結果を出力する処理を実行する出力手段81と、システム運用のために必要な各種の設定を含むシステムの管理処理を実行するシステム管理手段82とを備えて構成されている。
The
出力手段81は、検証手段61による検証処理(問合せ処理)が行われた場合には、検証装置60の検証手段61からネットワーク1を介して送信されてくる人手による判断結果のデータを受信し、その人手による判断結果を採用し、一方、検証処理(問合せ処理)が行われなかった場合には、パターン認識装置50のパターン認識手段51から直接に送信されてくるか、または検証装置60の検証手段61を経由して送信されてくるパターン認識手段51による判断結果(各パターン認識器A,B,Cの認識結果のうち最も信頼度の値が大きい認識結果)を採用し、採用した判断結果のデータを、ネットワーク1を介して連携システム110へ送信するか、表示装置(不図示)に画面表示するか、印刷装置(不図示)で印刷するか、スピーカ(不図示)で音声出力するか、または採用した判断結果に応じた報知音若しくは報知光をブザーやランプ等の報知用機器(不図示)で出力するとともに、採用した判断結果のデータを、データベース72(図2参照)の出力ログ記憶手段75を構成するテーブル72Dに記憶させる処理を実行するものである。
When the verification process (inquiry process) by the verification unit 61 is performed, the
システム管理手段82は、システム管理者端末120からのシステム管理者の要求に応じ、管理画面400(図6参照)の表示用データを、ネットワーク1を介してシステム管理者端末120へ送信するとともに、管理画面400を用いてシステム管理者により入力されてシステム管理者端末120からネットワーク1を介して送信されてくる各種の設定情報を受信し、パターン認識装置50や検証装置60等に設けられた各種の設定情報記憶手段(不図示)に記憶させる処理を実行するものである。
The system management means 82 transmits the display data of the management screen 400 (see FIG. 6) to the
より具体的には、システム管理手段82は、システム管理者端末120に管理画面400(図6参照)を表示し、この管理画面400において、パターン認識手段51(各パターン認識器A,B,C)による認識結果の信頼度に対する閾値の設定入力を受け付け、受け付けた閾値を、検証装置60若しくはその他の装置に設置された閾値記憶手段(不図示)に記憶させる処理を実行する。なお、閾値は、検証手段61を構成するプログラム内に記述しておいてもよい。
More specifically, the system management means 82 displays the management screen 400 (see FIG. 6) on the
また、システム管理手段82は、管理画面400(図6参照)において、性能算出手段92により算出された各パターン認識器A,B,Cの性能、および、データベース72(図2参照)の出力ログ記憶手段75を構成するテーブル72Dに記憶された出力ログ(出力手段81によりいずれの判断結果が採用されたかを示す情報)を表示する性能表示処理を実行するとともに、各パターン認識器A,B,Cの使用・不使用の選択を受け付け、受け付けた選択情報を、パターン認識装置50等に設けられた設定情報記憶手段(不図示)に記憶させる認識器要否受付処理、および検証手段61による検証処理(問合せ処理)の要否の選択(ここでの選択は、以降、最後まで問合せ処理を行わないか否かの選択)を受け付け、受け付けた選択情報を、検証装置60等に設けられた設定情報記憶手段(不図示)に記憶させる検証要否受付処理を実行する。そして、パターン認識手段51の各パターン認識器A,B,Cや、検証手段61は、これらの設定情報記憶手段(不図示)に記憶された選択情報を参照し、パターン認識処理を行うか否かや、検証用端末100へ検証用データおよび比較用データを送信する検証処理(問合せ処理)を行うか否かを判断する。
Further, the
<更新処理> <Update process>
更新装置90は、学習手段91と性能算出手段92とを備えて構成されている。
The
学習手段91は、データベース72(図2参照)の学習データ記憶手段74に記憶された各イベントについての監視センサ30A,30B,30Cの出力データ(テーブル72A,72B等に記憶されたデータ)および監視対象の状態についての正しい判断結果を示すタグ情報(テーブル72Dに記憶されている出力手段81により採用された判断結果)を用いて、モデルα,β,γを繰り返し作成し、作成したモデルα,β,γをネットワーク1を介してパターン認識装置50へ送信することにより、モデル記憶手段52に記憶されたモデルα,β,γを更新する処理を実行するものである。
The learning means 91 monitors the output data (data stored in the tables 72A, 72B, etc.) of the
この学習手段91によるモデルα,β,γの更新のタイミングは、任意であり、イベント発生毎でもよく、イベント発生の通算回数が所定の回数(例えば、100回)だけ増加する都度でもよく、所定の周期(毎月、毎週等)でもよい。
The timing of updating the models α, β, γ by the
また、学習手段91で使用する学習データとして、監視センサ30A,30B,30Cの出力データおよびタグ情報(それらの出力データが示す状態についての正しい判断結果)の全てを、データベース72(図2参照)の学習データ記憶手段74に蓄積記憶してもよいが、リソースの効率的運用等を図るため、モデルα,β,γの更新処理に用いた一部のデータを削除してもよい。例えば、特定の状態が1つの場合に、その特定の状態に該当するか、該当しないかの境界部分に属するデータ(尤度の値が小さいデータ)は、次回以降の学習に有効であるため、削除せずに取っておき、その他のデータ(尤度の値が大きいデータ)は、削除する等である。また、特定の状態が複数ある場合(例えば、状態X、状態Y)に、それらの特定の状態の境界部分に属するデータ(例えば、状態Xについての尤度と、状態Yについての尤度とに、値の差が殆どないデータ)は、次回以降の学習に有効であるため、削除せずに取っておき、その他のデータ(各尤度の値に、かなりの差があるデータ)は、削除する等である。さらに、データを削除する場合には、削除したデータについての平均、分散、データ総数を保存しておけば、それを次回以降の学習で活用することができる。
Further, as the learning data used by the learning means 91, all of the output data of the
性能算出手段92は、データベース72(図2参照)の検証結果記憶手段73(テーブル72A,72B等)にパターン認識器A,B,C毎に蓄積記憶された検証結果(正誤の情報)を用いて、複数のパターン認識器A,B,Cの各々について性能を算出し、算出した各パターン認識器A,B,Cの性能を、ネットワーク1を介してデータ収集装置70へ送信することにより、データベース72(図2参照)の性能記憶手段76(テーブル72E)に記憶された各パターン認識器A,B,Cの性能を更新する処理を実行するものである。例えば、性能は、認識結果が正しかった回数を、イベント総数(認識結果が正しかった回数と誤っていた回数との和)で除することにより得られる。
The performance calculation means 92 uses the verification results (correctness information) stored and stored for each pattern recognizer A, B, C in the verification result storage means 73 (tables 72A, 72B, etc.) of the database 72 (see FIG. 2). Then, the performance is calculated for each of the plurality of pattern recognizers A, B, C, and the calculated performance of each pattern recognizer A, B, C is transmitted to the
この性能算出手段92による性能の更新のタイミングは、任意であり、イベント発生毎でもよく、イベント発生の通算回数が所定の回数(例えば、100回)だけ増加する都度でもよく、所定の周期(毎月、毎週等)でもよく、モデルα,β,γの更新のタイミングと同期させてもよい。
The timing of updating the performance by the
この際、検証結果記憶手段73(テーブル72A,72B等)に蓄積記憶される検証結果については、学習手段91によるモデルα,β,γの更新周期が短いと、同じモデルを用いたパターン認識器についての多くの検証結果が蓄積されず、特にイベント発生毎にモデルα,β,γを更新する場合には、同じモデルを用いたパターン認識器についての検証結果が全く蓄積されないことになる。例えば、モデルαがモデルα1,α2,α3,α4,…と短い周期で更新されていくと、同じモデルαを用いたパターン認識器Aについての検証結果が殆ど蓄積されないか、全く蓄積されない。従って、このような場合に、最新のモデルを用いたパターン認識器の性能を算出するには、データベース72(図2参照)の検証結果記憶手段73(テーブル72A,72B等)に記憶された更新前のモデルを用いた場合の検証結果を用いることは適切ではないため、データベース72(図2参照)の学習データ記憶手段74(テーブル72A,72B等)に記憶された監視センサ30A,30B,30Cの出力データを用いて、更新後のモデルを用いた各パターン認識器A,B,Cによりパターン認識処理をやり直し、やり直しで得られた各判断結果(各認識結果)を、学習データ記憶手段74(テーブル72D)に記憶された正しい判断結果(出力手段81により採用された判断結果)で評価することにより、新たな正誤の情報を得て、その新たな正誤の情報を用いて、各パターン認識器A,B,Cの性能を算出すればよい。なお、モデルα,β,γの更新周期が比較的長い場合には、同じモデルを用いた場合の検証結果が、ある程度の数、蓄積されているので、それを用いて各パターン認識器A,B,Cの性能を算出してもよい。
At this time, regarding the verification results accumulated and stored in the verification result storage means 73 (tables 72A, 72B, etc.), if the updating cycle of the models α, β, γ by the learning means 91 is short, the pattern recognizer using the same model is used. A large number of verification results regarding the pattern recognizer using the same model are not stored at all when the models α, β and γ are updated every time an event occurs. For example, when the model α is updated in a short cycle with the models α1, α2, α3, α4,..., The verification result of the pattern recognizer A using the same model α is hardly accumulated or is not accumulated at all. Therefore, in such a case, in order to calculate the performance of the pattern recognizer using the latest model, the update stored in the verification result storage means 73 (tables 72A, 72B, etc.) of the database 72 (see FIG. 2). Since it is not appropriate to use the verification result when the previous model is used, the
以上において、パターン認識手段51、検証手段61、データ収集手段71、出力手段81、システム管理手段82、学習手段91、および性能算出手段92は、各装置50〜80を構成する各コンピュータ本体の内部に設けられた中央演算処理装置(CPU)、およびこのCPUの動作手順を規定する1つまたは複数のプログラムにより実現される。
In the above, the pattern recognition means 51, the verification means 61, the data collection means 71, the output means 81, the system management means 82, the learning means 91, and the performance calculation means 92 are inside each computer main body constituting each of the
また、モデル記憶手段52、検証用データ記憶手段62、およびデータベース72は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ(SSD)等により好適に実現されるが、記憶容量やアクセス速度等に問題が生じない範囲であれば、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)等の他の記録媒体により構成してもよい。
Further, the model storage means 52, the verification data storage means 62, and the
<状態監視システム10の外部の構成> <External Configuration of Condition Monitoring System 10>
検証用端末100は、群衆(人間)が操作するクライアント端末であり、コンピュータにより構成され、操作者が、検証手段61により与えられるクラウドソーシングマイクロタスクを処理できるように、検証用データおよび比較用データを出力するための表示装置やスピーカ等の出力機器と、マウスやキーボード等の入力手段とを備えている。また、検証用端末100は、携帯電話機やタブレット端末等の携帯機器でもよい。検証用端末100を操作する群衆(人間)は、クラウドソーシングされたマイクロタスクを処理することにより、金銭やポイント等の報酬がもらえるようになっているが、無報酬としてもよい。また、これらの群衆(人間)は、状態監視システム10に予め登録されている者(会員等)でもよく、登録を要しない仕組みとしてもよい。 The verification terminal 100 is a client terminal operated by a crowd (human), is composed of a computer, and allows the operator to process the crowdsourcing microtask provided by the verification means 61 so that the verification data and the comparison data can be processed. It is provided with an output device such as a display device and a speaker for outputting, and input means such as a mouse and a keyboard. Further, the verification terminal 100 may be a mobile device such as a mobile phone or a tablet terminal. A crowd (human) operating the verification terminal 100 can receive a reward such as money or points by processing the crowdsourced microtasks, but may receive no reward. Further, these crowds (humans) may be persons (members or the like) registered in advance in the state monitoring system 10 and may have a mechanism that does not require registration.
連携システム110は、1台または複数台のコンピュータにより構成され、出力装置80からネットワーク1を介して送信されてくる監視対象の状態に関する情報(出力手段81により採用された判断結果)を受信し、受信した情報の利活用を図るためのシステムであり、連携者(例えば、農場や牧場の経営者、森林の管理者等)により管理されている。
The
システム管理者端末120は、システム管理者が操作する端末装置であり、コンピュータにより構成され、マウスやキーボード等の入力手段と、液晶ディスプレイ等の表示装置とを備えている。また、システム管理者端末120は、携帯電話機やタブレット端末等の携帯機器でもよい。
The
<状態監視処理の流れ> <Flow of status monitoring processing>
このような本実施形態においては、以下のようにして状態監視システム10により、監視対象についての監視目的に対応する特定の状態を検出する状態監視処理が行われる。 In the present embodiment as described above, the state monitoring system 10 performs the state monitoring process for detecting a specific state corresponding to the monitoring purpose of the monitoring target as described below.
図3において、先ず、監視センサ30A,30B,30Cのいずれかの出力データにより状態の変化が検出され、トリガがかかると、イベントが発生する。このとき、接続装置40により、監視センサ30A,30B,30Cから受信したこれらの各出力データを、監視センサ識別情報、検出した特定の状態を示すタグ情報、および自動付与したイベント識別情報とともに、ネットワーク1を介してパターン認識装置50のパターン認識手段51に送信する(ステップS1)。
In FIG. 3, first, when a change in state is detected by the output data of any of the
また、これと並行して、接続装置40により、知覚データ取得手段20から受信した知覚データを、タグ情報およびイベント識別情報とともに、ネットワーク1を介して検証装置60の検証手段61に送信するか、またはパターン認識装置50のパターン認識手段51に送信する(ステップS1)。
In parallel with this, the
続いて、パターン認識装置50では、パターン認識手段51により、監視センサ30A,30B,30Cの各出力データを受信し、受信した各出力データを、対応する各パターン認識器A,B,Cに入力し、モデル記憶手段52に記憶された最新のモデルα,β、γを用いた各パターン認識器A,B,Cによるパターン認識処理を実行する(ステップS2)。この際、各パターン認識器A,B,Cからは、認識結果(例えば、特定の状態Xに該当する等)と、その尤度が出力される。なお、複数の特定の状態X,Y,Z,…がある場合には、各状態X,Y,Z,…に対応する尤度が出力され、最も高い尤度となっている状態が、パターン認識による判断結果(認識結果)となる。そして、パターン認識手段51により、各パターン認識器A,B,Cの認識結果および尤度が、ネットワーク1を介して検証装置60へ送信されるとともに、データベース72(図2参照)に記憶される。
Then, in the
それから、検証装置60では、検証手段61により、パターン認識装置50からネットワーク1を介して送信されてくる各パターン認識器A,B,Cの認識結果および尤度を受信し、認識結果の信頼度=f(尤度、検証結果)という関数により、各パターン認識器A,B,Cの認識結果の信頼度を算定し、算定した認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、予め定められた閾値以下または未満であるか否かを判断する(ステップS3)。
Then, in the
ここで、算定した認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、予め定められた閾値以下または未満であると判断した場合には、検証手段61により、接続装置40またはパターン認識装置50からネットワーク1を介して受信した知覚データ(知覚データ取得手段20により取得した知覚データ)を用いて、マイクロタスク化の処理の準備工程として、マイクロタスク自動生成用素材である検証用データを作成する(ステップS4)。なお、知覚データを加工せずに、そのままマイクロタスク化の処理に使用してもよい。
Here, when it is determined that the reliability having the highest value among the calculated reliability of the recognition result is less than or less than the predetermined threshold value, the verification unit 61 causes the
そして、検証手段61により、マイクロタスク化の処理を実行する。すなわち、作成した検証用データを、検証用データ記憶手段62に記憶させた後、検証装置60により構成されるウェブサイトに設けられた電子掲示板に、作成した検証用データおよびこれに対応する比較用データを用いて実行されるクラウドソーシングマイクロタスクを掲載しておく。なお、図4、図5に示すような検証用画面200,300の表示用フォームも、予め用意して検証用データ記憶手段62に記憶させておく。
Then, the verification means 61 executes the process of microtasking. That is, after storing the created verification data in the verification data storage unit 62, the created verification data and the corresponding comparison data are displayed on the electronic bulletin board provided on the website configured by the
また、検証手段61により、検証用端末100を操作する群衆(人間)に対し、LINE等のコミュニケーションツールや電子メールなどにより、依頼する仕事(いわゆるクラウドソーシングマイクロタスク)があることを伝達する。この伝達を受けた操作者は、ウェブサイトにアクセスし、電子掲示板で、自分の担当するイベントに係るマイクロタスクを選択する。 Further, the verification means 61 notifies the crowd (human beings) operating the verification terminal 100 that there is a requested work (so-called crowdsourcing microtask) by a communication tool such as LINE or an electronic mail. Upon receiving this notification, the operator accesses the website and selects the microtask related to the event he is in charge of on the electronic bulletin board.
続いて、検証手段61により、検証用端末100の操作者の要求に応じ、検証用データ記憶手段62に記憶された検証用データ(知覚データ取得手段20により取得した知覚データまたはこれを加工したデータ)および比較用データを含む検証用画面200,300(図4、図5参照)の表示用データを、ネットワーク1を介して検証用端末100へ送信する(ステップS5)。すると、検証用端末100の画面上には、図4、図5に示すような検証用画面200,300が表示される。
Then, the verification unit 61 stores the verification data stored in the verification data storage unit 62 (the perceptual data acquired by the perceptual
図4の検証用画面200は、特定の状態が1つの場合(状態Xだけの場合)であり、この検証用画面200には、比較用データを用いて、予め用意された真に特定の状態Xを示す画像が表示されるとともに、検証用データを用いて、状態を判断して欲しい画像が表示されている。従って、検証用端末100の操作者が実行するマイクロタスクは、これらの画像を見比べて、状態を判断して欲しい画像が、特定の状態Xに見えるか否かを判断し、その判断結果に従って選択部201,202にチェックを入れ、「送信」ボタン210を押し下げるだけの作業である。
The
図5の検証用画面300は、特定の状態が複数(2つ)の場合(状態X、状態Yの場合)であり、この検証用画面300には、比較用データを用いて、予め用意された真に特定の状態Xを示す画像および真に特定の状態Yを示す画像が表示されるとともに、検証用データを用いて、状態を判断して欲しい画像が表示されている。従って、検証用端末100の操作者が実行するマイクロタスクは、これらの画像を見比べて、状態を判断して欲しい画像が、特定の状態Xに見えるか、特定の状態Yに見えるか、どちらの状態にも見えないかを判断し、その判断結果に従って選択部301,302,303にチェックを入れ、「送信」ボタン310を押し下げるだけの作業である。
The
また、特定の状態が複数(2つ)の場合(状態X、状態Yの場合)には、図5の検証用画面300のような3択の判断作業を求めるマイクロタスクではなく、先ず、比較用データを用いて、予め用意された真に特定の状態Xを示す画像を表示するとともに、検証用データを用いて、状態を判断して欲しい画像を表示し、これらの画像を見比べてもらい、状態を判断して欲しい画像が、特定の状態Xに見えるか否かを判断させ、次に、比較用データを用いて、予め用意された真に特定の状態Yを示す画像を表示するとともに、検証用データを用いて、状態を判断して欲しい画像を表示し、これらの画像を見比べてもらい、状態を判断して欲しい画像が、特定の状態Yに見えるか否かを判断させるという具合に、単純な2択の判断作業を段階的に行わせるマイクロタスクとしてもよい。
Further, when the specific state is plural (two states) (state X and state Y), first, the comparison is made instead of the microtask for requesting the three-choice decision work as in the
そして、図4、図5に示すような検証用画面200,300において、検証用端末100の操作者が、選択部201,202,301〜303にチェックを入れて「送信」ボタン210,310を押し下げると、監視対象の状態が特定の状態Xに該当するか否か、または複数の特定の状態X,Yのうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータが、検証用端末100からネットワーク1を介して検証装置60へ送信される。検証装置60では、検証手段61により、人手による判断結果のデータを受信すると、受信した人手による判断結果のデータを用いて、各パターン認識器A,B,Cによる判断の正誤を検証し、その検証結果等をネットワーク1を介してデータ収集装置70に送信してデータベース72(図2参照)に記憶させる(ステップS6)。また、検証手段61により、人手による判断結果のデータ、および各パターン認識器A,B,Cの認識結果のデータを、ネットワーク1を介して出力装置80へ送信する。
Then, on the verification screens 200 and 300 as shown in FIGS. 4 and 5, the operator of the verification terminal 100 checks the
また、前述したステップS3で、算定した認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、予め定められた閾値を超えるか、または閾値以上であると判断した場合には、検証用端末100に検証用データおよび比較用データを送信するクラウドへの問合せ処理(ステップS4〜S6)は行わない。 Further, in step S3 described above, when it is determined that the reliability having the largest value among the calculated reliability of the recognition result exceeds the predetermined threshold value or is equal to or more than the threshold value, the verification terminal 100 Inquiry processing (steps S4 to S6) to the cloud for transmitting the verification data and the comparison data to the cloud is not performed.
それから、出力装置80では、出力手段81により、人手による判断結果のデータや、各パターン認識器A,B,Cの認識結果のデータを受信し、採用する判断結果を決定する(ステップS7)。この際、出力手段81は、人手による判断結果のデータを受信した場合には、検証用端末100への問合せ処理が行われた場合であるから、人手による判断結果を採用し、一方、人手による判断結果のデータを受信しなかった場合には、検証用端末100への問合せ処理が行われなかった場合であるから、各パターン認識器A,B,Cによる判断結果(認識結果)のうち最も信頼度の値が大きい認識結果を採用する。そして、出力手段81により、採用した判断結果のデータを、ネットワーク1を介して連携システム110へ送信する等の出力処理を実行する(ステップS7)。
Then, in the
その後、学習タイミングが到来した場合には、学習手段91により、データベース72(図2参照)の学習データ記憶手段74に記憶された各イベントについての監視センサ30A,30B,30Cの出力データ(テーブル72A,72B等に記憶されたデータ)および監視対象の状態についての正しい判断結果を示すタグ情報(テーブル72Dに記憶されている出力手段81により採用された判断結果)を用いて、モデルα,β,γを作成し、作成したモデルα,β,γをネットワーク1を介してパターン認識装置50へ送信することにより、モデル記憶手段52に記憶されたモデルα,β,γを更新する(ステップS8)。
After that, when the learning timing arrives, the learning means 91 causes the learning data storage means 74 of the database 72 (see FIG. 2) to output the output data of the
また、性能算出タイミングが到来した場合には、性能算出手段92により、データベース72(図2参照)の検証結果記憶手段73(テーブル72A,72B等)にパターン認識器A,B,C毎に蓄積記憶された検証結果(正誤の情報)を用いて、各パターン認識器A,B,Cの性能を算出し、算出した各パターン認識器A,B,Cの性能を、ネットワーク1を介してデータ収集装置70へ送信することにより、データベース72(図2参照)の性能記憶手段76(テーブル72E)に記憶された各パターン認識器A,B,Cの性能を更新する(ステップS9)。
Further, when the performance calculation timing arrives, the
そして、監視対象の状態監視処理を続行する場合(ステップS10)には、ステップS1の処理に戻り、一方、続行しない場合には、状態監視システム10による状態監視処理を終了する。 Then, if the state monitoring process of the monitoring target is continued (step S10), the process returns to step S1. On the other hand, if the process is not continued, the state monitoring process by the state monitoring system 10 ends.
<状態監視システム10の効果> <Effect of status monitoring system 10>
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、状態監視システム10は、検証手段61を備えているので、パターン認識手段51から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が閾値以下または未満の場合には、知覚データ取得手段20により取得した知覚データまたはこれを加工したデータを検証用データとして検証用端末100へ送信する問合せ処理を行い、人手による判断結果を得ることができる。そして、この検証処理(問合せ処理)を行った場合には、出力手段81により、パターン認識による判断結果に代えて、人手による判断結果をシステム出力とすることができる。
According to the present embodiment as described above, there are the following effects. That is, since the state monitoring system 10 includes the verification unit 61, if the reliability of the recognition result determined using the likelihood output from the
このため、ある環境に状態監視システム10を導入した初期の段階では、テスト環境で収集したデータを用いて作成された初期モデルによるパターン認識手段51がその導入先の環境に適合する度合いが明らかではなく、パターン認識手段51による認識結果の信頼度の値は小さくなるが、その場合には、検証用端末100への問合せ処理が行われ、人手による判断結果により、判断結果が正しい結果に修正されるので、最終的に出力手段81により出力される情報(監視対象の状態についての判断結果)の品質を高めることができる。従って、再現率を優先しても、精度が犠牲になることはなく、トレードオフの問題を解消することができ、常に、システムの利用者により要求される品質を満たすことができる高性能の状態監視システム10を実現することができる。 Therefore, at the initial stage of introducing the state monitoring system 10 into a certain environment, it is not clear that the pattern recognition means 51 based on the initial model created by using the data collected in the test environment is compatible with the environment of the introduction destination. However, the reliability value of the recognition result by the pattern recognition means 51 becomes small, but in that case, the inquiry process to the verification terminal 100 is performed, and the judgment result is corrected to the correct result by the manual judgment result. Therefore, it is possible to improve the quality of the information finally output by the output means 81 (judgment result about the state of the monitoring target). Therefore, even if the recall is prioritized, the accuracy is not sacrificed, the trade-off problem can be solved, and the high-performance state that can always satisfy the quality required by the user of the system. The monitoring system 10 can be realized.
また、導入後、時間が経過し、パターン認識処理の累積回数が増え、検証手段61により、パターン認識による判断の正誤の検証処理が繰り返され、その検証結果が蓄積されてくると、初期モデルを用いたパターン認識手段51についての実環境への適合の度合いが明らかなにってくるので、認識結果の信頼度が上がってくるようになり、この結果、検証用端末100への問合せ処理を行う頻度が低くなってくる。従って、時間の経過とともに、検証用端末100から受信する人手による判断結果に頼らずに、出力手段81によるシステム出力を行うケースが増えてくるので、イベント発生から出力までに要する時間を短くしていくことができる。このため、どのような環境に導入しても、導入先の環境に柔軟に対応可能であり、最終的に正確な判断結果を短時間で出力することができるようになる状態監視システム10を実現することができる。
In addition, when time passes after the introduction, the cumulative number of pattern recognition processes increases, and the verification unit 61 repeats the verification process of correctness of the judgment by the pattern recognition and accumulates the verification results. Since the degree of conformity of the used pattern recognition means 51 to the actual environment becomes clear, the reliability of the recognition result increases, and as a result, the inquiry processing to the verification terminal 100 is performed. The frequency is getting lower. Therefore, as time passes, the number of cases in which system output is performed by the
さらに、検証手段61を備えていることから、導入当初のパターン認識手段51による認識結果の信頼度は低くてもよいので、導入当初から高い性能を発揮することができる高価な監視センサ30およびパターン認識手段51を用意する必要はなく、また、初期モデルの作成にあたり、必ずしも実環境またはそれに極めて近い環境でのデータ収集を時間をかけて行う必要はないので、初期モデルへの投資を抑え、状態監視サービスの運用開始時期を早めることができる。このため、容易かつ安価にシステム構築を行うことができる。
Furthermore, since the verification means 61 is provided, the reliability of the recognition result by the pattern recognition means 51 at the beginning of introduction may be low, and therefore the
また、状態監視システム10は、学習データ記憶手段74および学習手段91を備えているので、モデル記憶手段52に記憶されたモデルα,β,γを更新することができるため、最新のモデルα,β,γを用いたパターン認識器A,B,Cにより、パターン認識処理を実行することができる。このため、パターン認識手段51の性能を向上させていくことができる。なぜなら、学習データ記憶手段74に記憶された監視センサ30の出力データは、システム10を運用しながら実環境で収集したデータであり、さらには、これらの監視センサ30の出力データは、タグ情報とともに記憶され、このタグ情報は、出力手段81により採用された判断結果のデータであり、検証手段61による検証結果が活かされているので、正確性を保障されたタグ情報であることから、学習手段91により、正確性を保障された学習データを用いた適正な機械学習を行うことができるためである。このため、パターン認識手段51による認識結果の信頼度を、より一層高めていき、その結果、検証用端末100への問合せ処理を行う頻度を、より一層低くし、イベント発生から出力までに要する時間を、より一層短くしていくことができる。
Further, since the state monitoring system 10 includes the learning data storage means 74 and the learning means 91, the models α, β, γ stored in the model storage means 52 can be updated, so that the latest model α, Pattern recognition processing can be executed by the pattern recognizers A, B, and C using β and γ. Therefore, the performance of the pattern recognition means 51 can be improved. This is because the output data of the
さらに、状態監視システム10は、複数の監視センサ30A,30B,30Cを備えるとともに、これらに対応する複数のパターン認識器A,B,Cを備えているので、図7に示すように、システム運用開始後に、各パターン認識器A,B,Cの性能の高低が入れ替わることがある。このため、特性の異なるパターン認識器を組み合わせて運用することにより、高い性能を発揮し続けることができるので、検証用端末100への問合せ処理の頻度を低くし、イベント発生から出力までに要する時間を短くすることができる。
Furthermore, since the state monitoring system 10 includes a plurality of
また、図7の点線で示すように、最も高い性能を発揮するパターン認識器が入れ替わることがあるので、入れ替わった後は、性能の低い方の監視センサ30は取り外すとともに、その監視センサ30の出力データを処理していたパターン認識器の使用を中止することもできる。従って、例えば、システムの運用開始直後は、高価な監視センサ30Aを機能させて品質を担保し、その後、安価な監視センサ30Bによるパターン認識器の性能が上がってきたところで、高価な監視センサ30Aを取り外し、別の導入先に供給すること等ができる。さらに、特性の異なるパターン認識器および監視センサ30を後から追加して運用するといったこともできる。
Further, as shown by the dotted line in FIG. 7, the pattern recognizer exhibiting the highest performance may be replaced, so after the replacement, the
そして、状態監視システム10は、システム管理手段82、検証結果記憶手段73、性能算出手段92、および出力ログ記憶手段75を備えているので、システム管理者端末120に表示される管理画面400(図6参照)において、各パターン認識器A,B,Cの性能や出力ログを画面表示する性能表示処理と、各パターン認識器A,B,Cの使用・不使用の選択を受け付ける認識器要否受付処理と、検証手段61による検証処理(問合せ処理)の要否の選択(以降、最後まで問合せ処理を中止してよいか否かの選択)を受け付ける検証要否受付処理を実行することができる。
Since the state monitoring system 10 includes the
従って、システム管理者は、システム管理者端末120で、各パターン認識器A,B,Cの性能や出力ログを参照することができるので、現在の状況(各時点での最新の状況)を確認しながら、性能が相対的に低くなり、不要になった監視センサ30を取り外すか否かの判断や、その監視センサ30の出力データを処理していたパターン認識器の使用を中止するか否かの判断、あるいは、検証手段61による検証用端末100への問合せ処理(検証処理)を中止してもよいか否かの判断を行うことができる。
Therefore, the system administrator can refer to the performances and output logs of the pattern recognizers A, B, and C on the
<変形の形態> <Deformation form>
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and modifications and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
例えば、前記実施形態では、状態監視システム10は、複数の監視センサ30A,30B,30Cを備えるとともに、これらに対応する複数のパターン認識器A,B,Cを備えた構成とされていたが、本発明の状態監視システムは、監視センサ30およびパターン認識器を1組だけ備えた構成としてもよい。但し、特性の異なる複数のパターン認識器を組み合わせて運用することが好ましく、そうすることで、パターン認識手段51が高い性能を発揮し続けることができるので、検証用端末100への問合せ処理の頻度を低くし、イベント発生から出力までに要する時間を短くすることができるうえ、不要になった監視センサ30の取り外し等を行うことができる。
For example, in the above-described embodiment, the condition monitoring system 10 is configured to include a plurality of
また、前記実施形態では、知覚データ取得手段20により取得した知覚データを加工することによりマイクロタスク自動生成用素材である検証用データを作成するマイクロタスク化の処理(詳細には、その準備工程)は、検証装置60の検証手段61により行われていたが、接続装置40で行ってもよく、あるいは、接続装置40で加工したデータをさらに検証装置60の検証手段61により加工してもよい。
Further, in the above-described embodiment, processing of microtasking for creating verification data which is a material for automatic generation of microtasks by processing the perceptual data acquired by the perceptual data acquiring means 20 (specifically, its preparation step). Is performed by the verification means 61 of the
さらに、前記実施形態では、マイクロタスクを群衆に提供するサーバは、検証装置60により構成されていたが、状態監視システム10とは別のシステム(例えば、マイクロタスクを群衆に提供するサービスを行う業者が管理するシステム等)により構成されていてもよい。この場合には、検証装置60の検証手段61により、マイクロタスク自動生成用素材である検証用データおよびこれに対応する比較用データ、並びに検証用画面200,300(図4、図5参照)等の表示用フォームを、イベント識別情報とともにネットワーク1を介して別のシステムに送信し、少なくとも群衆によるマイクロタスクの作業が終了するまで、その別のシステムに保存しておく。なお、このうち比較用データや検証用画面の表示用フォームは、イベント毎に毎回変化するものではないため、別のシステムに予め送信して登録しておいてもよく、その場合には、検証装置60の検証手段61により、検証用データとともにタグ情報をイベント毎に別のシステムへ毎回送信することで、別のシステムは、いずれの比較用データを使用して、あるいは、いずれの検証用画面の表示用フォームを使用してマイクロタスク化の処理を完了させるのかを判断することができる。また、状態監視システム10側(検証装置60の検証手段61側)で、検証用画面200,300(図4、図5参照)等の表示用データ(イベント識別情報、検証用データ、比較用データ、マイクロタスク作業結果である人手による判断結果の返信先情報を含む。)の作成を完了させ、完成した状態の検証用画面の表示用データを、ネットワーク1を介して別のシステムに送信し、保存しておいてもよく、あるいは、別のシステム側で返信先情報だけ付加する処理を行ってもよい。要するに、マイクロタスク化の処理は、状態監視システム10と別のシステムとで分担して行ってもよく、あるいは状態監視システム10側(検証装置60の検証手段61側)だけで行ってもよい。さらに、マイクロタスクがあることを群衆(人間)に伝達する処理は、別のシステムが行ってもよく、検証装置60の検証手段61が行ってもよい。そして、検証用端末100を操作する群衆(人間)は、この別のシステムにアクセスし、この別のシステムから検証用端末100に送信された検証用画面200,300(図4、図5)でマイクロタスクの判断作業を行う。検証用端末100から返信されてくる人手による判断結果のデータは、別のシステムを経由して、検証装置60の検証手段61により受信してもよく、直接に検証装置60の検証手段61により受信してもよい。従って、本発明(請求項に係る発明)における検証手段と検証用端末との間で行われる送受信処理は、このように、別のシステムを経由して行われる場合を含んでいる。
Further, in the above-described embodiment, the server that provides the microtasks to the crowd is configured by the
そして、このように外部で運営されるクラウドソーシングを利用する場合は、本発明のシステムの内部で生成されたマイクロタスク(本発明のシステムからマイクロタスク自動生成用素材の提供を受けて最終的に外部で完成したマイクロタスクを含む。)が、他のシステムで生成された別系統のマイクロタスクと並んで群衆(クラウドワーカー)に提示される。クラウドワーカーは、様々なタスクの中から自由にタスクを選択するが、たまたま本発明のシステムで生成されたマイクロタスクを選択した場合、そのクラウドワーカーが検証用端末100の操作者(群衆)となる。この場合の検証用端末100は、通常は、スマートフォンのウェブブラウザ等、一般的なソフトウェアが搭載された端末である。但し、別のシステムから、あるいは別のシステムを運営する業者から依頼されたアプリ配信業者のシステム(各種のアプリケーションの配信システム)から、別のシステムとの通信でマイクロタスクの判断作業を行うための専用のアプリケーションが配布されている場合等には、その専用のアプリケーションが搭載された検証用端末100でもよい。 When the crowdsourcing operated externally in this way is used, the microtask generated inside the system of the present invention (finally after receiving the material for microtask automatic generation from the system of the present invention, Externally completed microtasks) are presented to the crowd (cloud workers) alongside other systems of microtasks generated by other systems. The cloud worker freely selects a task from among various tasks, but if it happens to select the microtask generated by the system of the present invention, the cloud worker becomes the operator (crowd) of the verification terminal 100. .. The verification terminal 100 in this case is usually a terminal equipped with general software such as a web browser of a smartphone. However, in order to perform microtask determination work by communicating with another system from another system or from the system of an application distributor (distribution system of various applications) requested by a company that operates another system. When a dedicated application is distributed, for example, the verification terminal 100 equipped with the dedicated application may be used.
以上のように、本発明の状態監視システムは、例えば、野生鳥獣による農作物被害や環境破壊等を防止するために、保護したい農場や牧場、森林への野生鳥獣の侵入を自動検知する場合、家畜の餌場や寝床への野生動物の侵入を自動検知する場合、家畜や害獣の行動を学習し、自動検出する場合、自宅や病院等の施設内での要介護高齢者や患者の状態を監視する場合、防犯のために、建物周囲の状態を監視する場合、人が集まる場所での各種の危険を予知する場合、地震や集中豪雨による土砂崩れ、雪崩、堤防決壊による河川の氾濫、落雷、火災等の各種の災害の予知や早期検知を行う場合などに用いるのに適している。 As described above, the condition monitoring system of the present invention, for example, in order to prevent damage to the crops and environmental destruction by wild birds and beasts, when automatically detecting the invasion of wild birds and beasts into the farm or ranch, forest to be protected, livestock, In order to automatically detect the invasion of wild animals into the feeding grounds and bedding, learn the behaviors of livestock and pests, and automatically detect the conditions of the elderly and patients requiring care at home or in a facility such as a hospital. When monitoring, for crime prevention, when monitoring the surroundings of buildings, when predicting various dangers in places where people gather, landslides due to earthquakes and torrential rain, avalanches, river floods due to bank breaks, lightning strikes, It is suitable for use in predicting and early detection of various disasters such as fire.
1 ネットワーク
10 状態監視システム
20 知覚データ取得手段
30,30A,30B,30C 監視センサ
51 パターン認識手段
52 モデル記憶手段
61 検証手段
73 検証結果記憶手段
74 学習データ記憶手段
75 出力ログ記憶手段
81 出力手段
82 システム管理手段
91 学習手段
92 性能算出手段
100 検証用端末
110 連携システム
120 システム管理者端末
A,B,C パターン認識器
α,β,γ モデル
1 Network 10
Claims (4)
前記監視対象の状態を検出する監視センサと、
前記監視対象の状態について人の知覚で認識可能な知覚データを取得するために設けられた、前記監視センサとは別の、または前記監視センサと兼用の知覚データ取得手段と、
前記監視センサの出力データを用いて前記監視対象の状態が前記特定の状態に該当するか否か、または複数の前記特定の状態のうちのいずれに該当するかを判断するパターン認識処理を実行するパターン認識手段と、
このパターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が、予め定められた閾値以下または未満の場合には、前記知覚データ取得手段により取得した知覚データまたはこれを加工したデータを、前記パターン認識手段による判断の正誤を検証するための検証用データとして、ネットワークを介して検証用端末へ送信するとともに、前記検証用データを用いて前記検証用端末の操作者により判断された前記監視対象の状態が前記特定の状態に該当するか否か、または複数の前記特定の状態のうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータを、前記検証用端末からネットワークを介して受信し、受信した前記人手による判断結果のデータを用いて前記パターン認識手段による判断の正誤を検証する検証処理を実行する検証手段と、
この検証手段による検証処理を行った場合には、前記人手による判断結果を採用し、前記検証処理を行わなかった場合には、前記パターン認識手段による判断結果を採用し、採用した判断結果のデータを、ネットワークを介して連携システムへ送信するか、表示装置に画面表示するか、印刷装置で印刷するか、音声出力するか、または採用した判断結果に応じた報知音若しくは報知光を出力する処理を実行する出力手段と、
前記パターン認識手段で用いるモデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記監視センサの出力データを、前記出力手段により採用された判断結果のデータと関連付けて記憶する学習データ記憶手段と、
この学習データ記憶手段に記憶された前記監視センサの出力データを用いて、前記モデルを繰り返し作成し、前記モデル記憶手段に記憶されたモデルを更新する処理を実行する学習手段とを備え、
前記パターン認識手段は、
前記モデル記憶手段に記憶された最新のモデルを用いて、前記パターン認識処理を実行する構成とされている
ことを特徴とする状態監視システム。 A state monitoring system for detecting a specific state corresponding to a monitoring purpose of a monitoring target,
A monitoring sensor for detecting the state of the monitoring target,
Provided in order to obtain perceptual data that can be perceived by human perception of the state of the monitoring target, different from the monitoring sensor, or perceptual data acquisition means also used as the monitoring sensor,
A pattern recognition process is executed using the output data of the monitoring sensor to determine whether or not the state of the monitoring target corresponds to the specific state, or which of a plurality of specific states the monitoring target state corresponds to. Pattern recognition means,
If the reliability of the recognition result determined using the likelihood output from the pattern recognition means is less than or less than a predetermined threshold value, the perceptual data acquired by the perceptual data acquisition means or the processed data thereof. Is transmitted to the verification terminal via the network as verification data for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means, and the operator of the verification terminal judges using the verification data. Whether or not the state of the monitoring target corresponds to the specific state, or data of a result of manual determination of which of a plurality of the specific states, the data of the determination result from the verification terminal via the network. Verification means for receiving and executing verification processing for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means using the received data of the judgment result by the human,
When the verification processing by the verification means is performed, the judgment result by the human is adopted, and when the verification processing is not carried out, the judgment result by the pattern recognition means is adopted, and the data of the adopted judgment result. Is transmitted to the cooperation system via the network, is displayed on the screen of the display device, is printed by the printing device, is output by voice, or outputs a notification sound or notification light according to the judgment result adopted. and output means for performing,
Model storing means for storing a model used in the pattern recognition means,
Learning data storage means for storing the output data of the monitoring sensor in association with the determination result data adopted by the output means,
Using the output data of the monitoring sensor stored in the learning data storage means, repeatedly creating the model, and a learning means for performing a process of updating the model stored in the model storage means ,
The pattern recognition means,
A state monitoring system characterized by being configured to execute the pattern recognition processing using the latest model stored in the model storage means .
前記パターン認識手段は、
複数の前記監視センサに対応する複数のパターン認識器を含む構成とされ、
前記モデル記憶手段は、
複数の前記パターン認識器に対応する複数のモデルを記憶する構成とされ、
前記学習データ記憶手段は、
複数の前記監視センサの出力データの各々を、前記出力手段により採用された判断結果のデータと関連付けて記憶する構成とされ、
前記学習手段は、
前記学習データ記憶手段に記憶された複数の前記監視センサの出力データの各々を用いて、複数の前記モデルの各々を繰り返し作成し、前記モデル記憶手段に記憶された複数の前記モデルを更新する処理を実行する構成とされ、
前記検証手段は、
複数の前記パターン認識器の各々から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度のうち最も値の大きい信頼度が、前記閾値以下または未満の場合に、前記検証用端末へ検証用データを送信するとともに、前記検証用端末から前記人手による判断結果のデータを受信する検証処理を実行する構成とされ、
前記出力手段は、
前記検証手段による検証処理を行った場合には、前記人手による判断結果を採用し、前記検証処理を行わなかった場合には、複数の前記パターン認識器のうち最も信頼度の値が大きい前記パターン認識器による判断結果を採用する処理を実行する構成とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の状態監視システム。 A plurality of the monitoring sensors,
The pattern recognition means,
It is configured to include a plurality of pattern recognizers corresponding to the plurality of monitoring sensors,
The model storage means,
It is configured to store a plurality of models corresponding to the plurality of pattern recognizers,
The learning data storage means,
Each of the output data of the plurality of monitoring sensors is configured to be stored in association with the data of the determination result adopted by the output means,
The learning means is
A process of repeatedly creating each of the plurality of models using each of the output data of the plurality of monitoring sensors stored in the learning data storage unit and updating the plurality of models stored in the model storage unit Is configured to run
The verification means is
Among the reliability of the recognition result determined by using the likelihood output from each of the plurality of pattern recognizers, the largest reliability is the verification data to the verification terminal when the reliability is the threshold value or less or less. Is transmitted, and is configured to perform a verification process of receiving the data of the judgment result by the human from the verification terminal,
The output means is
When the verification processing by the verification means is performed, the result of the manual judgment is adopted, and when the verification processing is not performed, the pattern having the highest reliability value among the plurality of pattern recognizers is adopted. The condition monitoring system according to claim 1 , wherein the condition monitoring system is configured to execute a process that employs a determination result by the recognizer.
この検証結果記憶手段に前記パターン認識器毎に蓄積記憶された検証結果を用いて、複数の前記パターン認識器の各々について性能を算出する処理を実行する性能算出手段と、
この性能算出手段により算出された複数の前記パターン認識器の性能、若しくはこれらの性能に加え、出力ログ記憶手段に記憶されている前記出力手段によりいずれの判断結果が採用されたかを示す出力ログを、システム管理者端末に画面表示する性能表示処理を実行するか、またはこの性能表示処理に加え、複数の前記パターン認識器の各々の使用・不使用の選択を受け付ける認識器要否受付処理を実行するシステム管理手段と
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の状態監視システム。 Verification result storage means for accumulating and storing verification results of the plurality of pattern recognizers by the verification means, for each pattern recognizer;
Using the verification results accumulated and stored for each pattern recognizer in the verification result storage means, performance calculation means for executing a process of calculating performance for each of the plurality of pattern recognizers,
The performance of the plurality of pattern recognizers calculated by this performance calculation means, or in addition to these performances, an output log indicating which judgment result is adopted by the output means stored in the output log storage means is displayed. , Perform performance display processing to be displayed on the screen of the system administrator terminal, or in addition to this performance display processing, perform recognizer necessity reception processing that accepts selection of use/non-use of each of the plurality of pattern recognizers The system monitoring means according to claim 2 , further comprising:
前記監視対象の状態を検出する監視センサと、
前記監視対象の状態について人の知覚で認識可能な知覚データを取得するために設けられた、前記監視センサとは別の、または前記監視センサと兼用の知覚データ取得手段と、
前記監視センサの出力データを用いて前記監視対象の状態が前記特定の状態に該当するか否か、または複数の前記特定の状態のうちのいずれに該当するかを判断するパターン認識処理を実行するパターン認識手段と、
このパターン認識手段から出力される尤度を用いて定まる認識結果の信頼度が、予め定められた閾値以下または未満の場合には、前記知覚データ取得手段により取得した知覚データまたはこれを加工したデータを、前記パターン認識手段による判断の正誤を検証するための検証用データとして、ネットワークを介して検証用端末へ送信するとともに、前記検証用データを用いて前記検証用端末の操作者により判断された前記監視対象の状態が前記特定の状態に該当するか否か、または複数の前記特定の状態のうちのいずれに該当するかの人手による判断結果のデータを、前記検証用端末からネットワークを介して受信し、受信した前記人手による判断結果のデータを用いて前記パターン認識手段による判断の正誤を検証する検証処理を実行する検証手段と、
この検証手段による検証処理を行った場合には、前記人手による判断結果を採用し、前記検証処理を行わなかった場合には、前記パターン認識手段による判断結果を採用し、採用した判断結果のデータを、ネットワークを介して連携システムへ送信するか、表示装置に画面表示するか、印刷装置で印刷するか、音声出力するか、または採用した判断結果に応じた報知音若しくは報知光を出力する処理を実行する出力手段と、
前記検証手段による検証結果を蓄積記憶する検証結果記憶手段と、
この検証結果記憶手段に蓄積記憶された検証結果を用いて、前記パターン認識手段の性能を算出する処理を実行する性能算出手段と、
この性能算出手段により算出された前記パターン認識手段の性能、若しくはこの性能に加え、出力ログ記憶手段に記憶されている前記出力手段によりいずれの判断結果が採用されたかを示す出力ログを、システム管理者端末に画面表示する性能表示処理を実行するか、またはこの性能表示処理に加え、前記検証手段による検証処理の要否の選択を受け付ける検証要否受付処理を実行するシステム管理手段と
を備えたことを特徴とする状態監視システム。 A state monitoring system for detecting a specific state corresponding to a monitoring purpose of a monitoring target,
A monitoring sensor for detecting the state of the monitoring target,
Provided in order to obtain perceptual data that can be perceived by human perception of the state of the monitoring target, different from the monitoring sensor, or a sensory data acquisition unit also used as the monitoring sensor,
A pattern recognition process is executed using the output data of the monitoring sensor to determine whether the state of the monitoring target corresponds to the specific state or which of a plurality of specific states the monitoring target state corresponds to. Pattern recognition means,
If the reliability of the recognition result determined using the likelihood output from the pattern recognition means is less than or less than a predetermined threshold value, the perceptual data acquired by the perceptual data acquisition means or the processed data thereof. Is transmitted to a verification terminal via a network as verification data for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means, and the operator of the verification terminal judges using the verification data. Whether or not the state of the monitoring target corresponds to the specific state, or the data of the result of the manual determination of which of the plurality of specific states, from the verification terminal via the network Verification means for receiving and executing verification processing for verifying the correctness of the judgment by the pattern recognition means using the received data of the judgment result by the human being;
When the verification processing by the verification means is performed, the judgment result by the human is adopted, and when the verification processing is not performed, the judgment result by the pattern recognition means is adopted, and the data of the adopted judgment result is adopted. Is transmitted to the cooperation system via the network, is displayed on the screen of the display device, is printed by the printing device, is output by voice, or outputs a notification sound or notification light according to the judgment result adopted. and output means for performing,
Verification result storage means for accumulating and storing verification results by the verification means;
A performance calculation means for executing a process of calculating the performance of the pattern recognition means using the verification results accumulated and stored in the verification result storage means;
The performance of the pattern recognition means calculated by the performance calculation means, or, in addition to this performance, an output log indicating which judgment result is adopted by the output means stored in the output log storage means is managed by the system management. A system management unit that executes a performance display process for displaying on a person terminal screen, or in addition to this performance display process, executes a verification necessity reception process that receives a selection of necessity of the verification process by the verification unit . A condition monitoring system characterized in that
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