JPWO2020213058A1 - デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
また、人が不審者であることをより精度良く判定することが求められている。
本発明の目的は、セキュリティ区域内の人の位置に応じて迅速かつ適切な警報を出力することができるデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム、方法及びプログラムを提供することにある。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係るデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの構成を示すブロック図である。
本デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムは、住居、企業の事務所、工場、研究所、情報処理室、金銭集計室等の高度の管理を要する事業所等に適用して好適である。
監視カメラ11は、2次元又は3次元で特定されるセキュリティ区域の画像(2次元)を撮影する。
監視カメラ11の一部又は全部は、PTZ(パン・チルト・ズーム)機能を有するPTZカメラであり、監視装置100により遠隔操作される。監視カメラ11は、セキュリティ該当建物の警備対象の外壁周囲、例えば侵入者が出入可能な出入口、窓開口部、敷地境界外周部、該当敷地エリアの各所に設置される。監視カメラ11が撮影した画像は、監視装置100に出力され、録画部160に記録される。
人感センサ20は、サーモカメラや赤外線カメラ等であり、セキュリティ区域内の感知対象物の温度を検出して、セキュリティ区域内の不審者を検出する。
Wi-Fi親機30は、Wi-Fiを用いて携帯端末装置50のWi-Fi子機51との間で情報をやり取りする。また、Wi-Fi親機30は、Wi-Fi測位による位置情報取得、すなわちWi-Fiアクセスポイントと所定の位置情報サービスを利用した位置情報を取得できる。
ビーコン親機40は、玄関等に設置され、BLE(Bluetooth Low Energy)により個体識別符号の入ったビーコン信号を送るBLE送信機である。
BLEは、近接を検知する無線技術である。BLEは、発信側のビーコン機器であるビーコン親機40と、ビーコン親機40からの電波受信に対応した携帯端末装置50のアプリ(後記ビーコン子機52に対応する)の組み合わせによって構成される。BLEは、識別に必要な固有のID情報を発信し、携帯端末装置50の当該ID情報に紐付けられたアプリにしか反応しない。携帯端末装置50のアプリは、ビーコン親機40と同じ識別子を登録しておく。携帯端末装置50のアプリ(ビーコン子機52)は、BLE機能を搭載したアプリケーション実行によりバックグラウンドで待機し、ビーコン親機40のビーコンに近接したときに所定アクションを励起する。
携帯端末装置50は、家族などがそれぞれ携帯する。携帯端末装置50は、例えばスマートフォン50a、タブレット50b、又はノートパソコン50cなどである。携帯端末装置50は、このほか、携帯電話、PHS(Personal Handy-Phone System)、PDA(Personal Digital Assistants)、又は専用端末などである。本実施の形態では、携帯端末装置50は、家族などが様々な場所(すなわち現在位置)で使用可能であり、図示しない電話回線を介して監視装置100からのメール又は動画を含む映像等を受信可能である。
なお、スマートフォン50aは、ビーコン子機52を備えているものでもよい。又は、スマートフォン50aは、Wi-Fi子機51と、ビーコン子機52と、GPS53とのいずれか一つを備えるものでもよい。
Wi-Fi子機51は、業務施設に設置されたWi-Fi親機30の電波を受信及び個別識別する。監視装置100は、施設内に設置されたWi-Fi親機30の配置情報をセフティ関連情報として記憶している。Wi-Fi子機51がWi-Fi親機30に近接すると、携帯端末装置50を携帯する関係者のIDと位置を判定することができる。
ビーコン子機52は、ビーコン親機40からの電波受信に対応した携帯端末装置50のアプリである。ビーコン親機40は、ビーコン(識別に必要な固有のID情報)を発信し、携帯端末装置50のアプリ(ビーコン子機52)は、ビーコン親機40のビーコンに近接したときに所定アクションを励起する。
GPS53は、位置情報の電波をGPS衛星等から受信する。GPS53は、GPSアンテナを介して受信した情報より、現在位置情報を、緯度、経度及び高度の3つのパラメータとして算出して位置情報を取得する。取得した位置情報は、適時、監視装置100に送信される。
監視装置100は、関係者(例えば家族)の住居に設置され、セキュリティ区域内を集中管理する。監視装置100は、一般的なサーバ計算機、又はパーソナルコンピュータ等であってよい。
なお、出現頻度付き辞書135は、記憶部130のメモリ領域の一部を使用するものでもよい。
なお、登録者情報DB165とは、別個に顔情報DB(図示省略)を設置して、不審者、及び店舗関係者等の顔画像(顔情報)を蓄積してもよい。この顔情報DBに登録されている人物の顔などの基礎データは、I/F部180を介して図示しない本部、本社又は警備会社などからデータを入手して、顔情報DBが構築される。また、図示しない本部、本社又は警備会社などと情報を交換して、相互の顔情報DBが最新の顔画像(顔情報)に更新可能である。
画像処理部170は、監視カメラ11で撮影された画像データを処理し、セキュリティ区域内の画像を出力する。
通信部190は、基地局を介して携帯端末装置50とデータを送受信する。通信部190は、無線通信機能を有し、例えばUART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)を用いて制御基板に接続される。
図2は、本発明の実施の形態に係るデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの制御部110のブロック図である。
図2に示すように、制御部110は、CPU(Central Processing Unit)等により構成され、監視装置100全体を制御するとともに、制御プログラムを実行して、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムとして機能させる。
制御部110は、人検出部111(人検出手段)と、音声認識部112(音声認識手段)と、ID端末検出部113(ID端末検出手段)と、ID端末登録部114(ID端末登録手段)と、通報部115(通報手段)とを備える。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、AIアクセラレータ200による深層学習において、特に、人のみを監視対象とすることで、従来の画像差分を用いた動体検出型の監視カメラによる画像認識に比べて極めて高い精度での侵入者の検出を行うことができる。
ID端末登録部114は、来客等が所持するID端末を登録者情報DB165に登録する。
通報部115は、ID端末検出部113が検出したID端末を所持している人を通報しない。
AIアクセラレータ200は、人を検出する専用プロセッサであり、CPU以外の計算リソースを用いる。AIアクセラレータ200は、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)を強化したプロセッサよる画像処理、FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いた信号処理のアクセラレートである。また、AIアクセラレータ200は、専用ハード(例えば、GPU)上でAI(Artificial Intelligence:人工知能)の計算を実行する。
図3は、本発明の実施形態に係るデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムを用いた全体を示す構成図である。
図3に示すように、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、ウェブサービスクラウド300上に、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティサービスを提供するクラウドサーバ(商用サーバ)301、クラウドサーバ301に連携して能動的に情報を取得してユーザのスマートフォン50a(携帯端末装置;ID端末)に通知するPush通知サーバ302を有する。ウェブサービスクラウド300は、インターネット303に接続される。スマートフォン50aは、インターネット303を経由してウェブサービスクラウド300上のクラウドサーバ301にテキスト及び画像を送信することができる。また、スマートフォン50aは、インターネット303を経由してPush通知サーバ302からPush通知を受信する。さらに、クラウドサーバ301及びPush通知サーバ302は、LTE/3G網などの通信キャリア網(固定網)(図示省略)を経由して、セキュリティアプリが搭載されたスマートフォン50aに接続する。
スマートフォン50aに来た通知をユーザがタップすると、セキュリティアプリが起動して不審者のズーム画面を表示し、「1F玄関にて不審者が検知されました」というテロップが流れる。同時にその内容が音声で読み上げられる。このように、スマートフォン50aの画面のテロップと音声とで不審者の通知が行われる。さらに、スマートフォン50aのユーザの操作により、例えば緊急時には関係機関(警察、消防)に通知する。この場合、警備会社や関係企業本社にも自動的に通知される。また、緊急性がない場合や確認したい場合には、警備会社のみに通知する。
図4は、本発明の実施の形態に係るデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムのセキュリティアプリ動作を示す図である。
図4左に示すように、スマートフォン50aの待受け画面等に不審者を検出したテロップが通知される。ユーザのタップにより、図4中に示すように、スマートフォン50aの表示はセキュリティアプリ動作表示に切り替わり、不審者のズーム画面を表示し、不審者の位置と状況「1F玄関に不審者」を表示する。また、このテロップを自動音声で読み上げる。さらに、ユーザのタップにより、図4右に示すように、スマートフォン50aの表示を時系列の4画面に表示する。
[デジタルスマート・ディフェンスセキュリティ処理]
まず、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの警備モード設定について説明する。
ステップS3では、スマートフォン50a(携帯端末装置50)から警備モードの変更を受信したか否かを判別する。
スマートフォン50a(携帯端末装置50)から警備モードの変更を受信した場合(ステップS3:Yes)、ステップS4で指示された警備モードで警備を実行する。
警備モードの変更を受信しない場合(ステップS3:No)、本フローを終了して定義された警備モードで時間による警備モードを実行する。
上記警備モードを定義することにより、無駄な処理をなくすことができ、結果的には計算リソースの低減により低コスト化及び処理の高速化を図ることができる。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の「外出・在宅警備モード」について説明する。
図6下に示すように、「外出・在宅警備モード」は、利用者が時間帯により外出警備モードと在宅警備モードとを切り替える設定を行う。例えば、在宅警備モードは、23:00〜5:00に自動オン・オフする。外出警備モードは、外出時にオン、帰宅時にオフする。利用者は警備モードの切り替えを行うことにより、外出中はセキュリティ強度を上げる、また在宅中はセキュリティ強度を下げるなどの対応が可能になる。デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、利用者の実状に合わせたセキュリティを実行でき、キュリティシステムの資源を有効活用することができる。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の「常時警備モード」について説明する。
主婦等が家で家事をしたり、児童等が家で留守番をしたり、高齢者等が独り暮らしをしている場合に、例えば宅配、セールスマン、銀行員等に成りすました不審者が家に来訪する場合がある。こういった不審者を主婦、児童や高齢者等が家に入れてしまうと危険である。このような危険から児童や高齢者等を守るために、児童の両親や高齢者の息子夫婦・孫等の「保護者」を設定しておき、その保護者が来訪者の確認を行うための「常時警備モード」を提供する。また、不審者による電話は、保護者が不在である時間帯を狙ってかけてくることが多い。常時警備モードに設定しておくと、どのような時間帯であっても高齢者等を詐欺電話から守ることができる。また、店舗、事務所、研究所、金融機関、情報資料室等の部外者及び第三者等の関係者以外が重要な所要施設へ、なりすまし侵入すること、及びインターホン、偽装電話等による情報漏洩を阻止することができる。
・児童の両親や高齢者の息子夫婦、孫等の保護者及び管理者が所持する、通知及び対話用のスマートフォンアプリを事前に登録する機能。
・日時等のスケジュールを指定して来訪者を事前に登録者情報DB165に登録する。また、来訪者が正規来訪者であることを本システムに対して示すためのQRコード等を用いた検証機能。
・来訪者(宅配者、郵便配達、ご近所さん、セールスマン、銀行員等)が家の敷地内に入った時、その来訪者が事前に登録された来訪者やご近所さんであるかどうかをQRコード等による検証で確認する機能(図9及び図29参照)。
・未登録の来訪者であった場合、事前に登録しておいた保護者のスマートフォンに対して、未登録の来訪者が来たことを画像つきで通知する機能(図29参照)。
・家にかかってきた未登録又は不審な電話を自動検知して登録する機能、及び電話の相手が信用できるかどうかの判断が必要なときは保護者のスマートフォンに転送する機能(図11及び図30参照)。
・音声認識により通話相手の注意度を判定する機能(図10、図11、図30及び図31参照)。
・家の玄関等の電子錠を制御し、主婦等が施錠しないまま外出し、一定時間、例えば30分等経過したことを本システムが検知し、自動で施錠する機能。
・家の玄関等の電子錠を制御し、主婦等が所持するスマートフォンから解錠したり、もしくは主婦等が鍵、スマートフォンを携帯せず、自宅の玄関等を解錠できない時に、保護者が遠隔から監視カメラで主婦等が本人であり、かつ誰にも脅迫されていないことを確認した上で遠隔から解錠する機能。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの警備例について説明する。
<ホーム&ビルディング>
図7は、個人住宅における警備の例を示す図である。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムは、個人向けに個人・集合住宅、オフィス、店舗、事務所、研究所、情報資料室、及び金融機関向け等の防犯システムを提供する。主な機能は、以下の通りである。
警備モード(在宅警備、外出警備等)を定義し、警備モードに応じて防犯機能を提供する。
時間により警備モードを変更する機能を備える。
家屋外周に設置された監視カメラ11の映像から侵入者を検出・登録する。
検出された侵入者の危険度(注意度、緊急度)を判定し、危険度(注意度、緊急度)に応じて利用者に通知する。
スマートフォン50aにより屋外から警備モードを変更する。
スマートフォン50a、又は監視カメラ11のスピーカなどを通して侵入者に警告を通知する。
例えば、集合住宅向けの防犯システムを提供する。主な機能は、以下の通りである。
警備モードを定義し、警備モードに応じて防犯機能を提供する。
時間により警備モードを変更する機能を備える。
居住部外周に設置された監視カメラ11の映像から侵入者を検出・登録する。
検出された侵入者の危険度(注意度、緊急度)を判定し、危険度(注意度、緊急度)に応じて利用者に通知する。
スマートフォン50aにより屋外から警備モードを変更する。
スマートフォン50a、又は監視カメラ11のスピーカなどを通して侵入者に警告を通知する。
図9は、侵入者の位置に応じて自動音声により警告及び画像・音声による遠隔からの対話機能を説明する図である。図9上は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の「自動音声による警告」を示している。図9中は、図9上のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の「自動音声による警告」と対比して説明するための「ドアホン型対話システム」を示し、図9下は、「防犯カメラ型対話システム」を示す。
図9上の例では、侵入者がイエローベルトYやオレンジベルトO、レッドベルトRにいることを判定し、危険度又は状況に応じて自動音声メッセージを流す自動音声による警告を行う。詳細については、図29のフローで後記する。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、セキュリティエリア内に侵入した侵入者の位置をカメラの画像をもとにX、Y、Z座標として正確に測位することができる。
次に、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティ処理について説明する。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティ処理は、(I)「侵入者の位置に応じて自動音声により警告、画像及び音声による遠隔からの対話処理」と、(II)「会話の内容による不審判定処理」とがある。上記(I)と上記(II)とは、それぞれ単独で実行してもよいし、組み合わせて実行してもよい。
図10は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの(I)「侵入者の位置に応じた遠隔からの対話処理」を示すフローチャートである。本フローは、監視装置100の制御部110(図2参照)により図5で設定された「常時警備モード」で実行される。
ステップS12で、制御部110の人検出部111は、監視カメラ11によって撮影された画像から人を検出する。本実施形態では、人検出部111は、AIアクセラレータ200に対してAIによる[人の検出処理]を要求し、人検出部111は、AIアクセラレータ200からの人の検出結果を待つ。なお、人検出部111は、サーモカメラ(又は人感センサ20)による人検出を併用するようにしてもよい。
監視カメラ11によって撮影された画像に人が検出された場合(ステップS13:Yes)、ステップS14に進む。監視カメラ11によって撮影された画像に人を検出しない場合(ステップS13:No)、本フローを終了する。
このように、家族等がID端末を所持している場合及び来客等のID端末をあらかじめ登録した場合、後段の処理をスキップして処理の迅速化を図る。
上記ステップS13で監視カメラ11によって撮影された画像から人が検出されない場合、上記ステップS14で家族等のID端末を所持している人である場合、又は上記ステップS15で来客等のID端末を登録した人である場合、本フローを終了する。
図11は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムの(II)「会話の内容による不審判定処理」を示すフローチャートである。本フローは、監視装置100の制御部110(図2参照)により図5で設定された「常時警備モード」で実行される。
ステップS21で制御部110は、インターホン及び電話の会話の音声を取得する(詳細後記)。
ステップS22で制御部110の音声認識部112(図2参照)は、音声認識により、取得した会話の内容の注意度を判定する。音声認識部112は、インターホン又は電話の会話の内容にどれだけ不審な語彙が出現するかその頻度で注意度を判定する(図12参照)。
取得した音声がインターホンのものである場合(ステップS24:Yes)、ステップS25で制御部110は、登録者情報DB165を参照して、登録端末が存在するか否かを判定する。
登録端末が存在しない場合(ステップS25:No)、ステップS27で制御部110は、取得した音声が電話か否かを判定する。
取得した音声が電話のものである場合(ステップS27:Yes)、ステップS28で制御部110は、会話の内容を単語の照合によって会話の内容が不審か否かを判定する。
取得した音声が電話のものでない場合(ステップS27:No)、取得した音声はインターホン及び電話のいずれでもない場合であり制御対象外と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS30で制御部110は、会話の内容が不審であることを保護者等へ通報して本フローの処理を終了する。
次に、音声認識部112による会話内容の不審判定について説明する。
図12は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の音声認識部112の機能を説明する図である。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、電話の音声を取得し、音声認識部112が、出現頻度付き辞書135を参照して、会話の内容を単語の照合によって判定する。
子供 (100/10,000)
孫 (500/10,000)
お父さん (500/50,000)
お母さん (500/50,000)
おじいちゃん (100/40,000)
おばあちゃん (100/60,000)
現金 (1,000/100,000)
へそくり (10/1,000)
預金 (700/80,000)
偽札 (10/500)
カード (100/90,000)
暗証番号 (100/100,000)
口座 (200/90,000)
金庫 (10/20,000)
その他、「部長、室長、技術本部長、常務、専務、本部、本店、本社、監査」などを含めるのもよい。
例えば、正常な通話では、現金(1,000/100,000)、暗証番号(100/100,000)、口座(200/90,000)などの語彙は、殆ど出現しない。これらbad_freqの語彙が出現する場合、特殊詐欺・アポ電強盗が疑われる。複合して出現する場合は、より詐欺の可能性が高いと判断できる。
次に、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムのデジタルスマート・ディフェンスセキュリティの特徴について説明する。
・イエローベルトY:例えば敷地境界の内側30cm〜4m
・オレンジベルトO:イエローベルトYとレッドベルトRの間
・レッドベルト R:例えば家屋の壁面から30cm〜4m
イエローベルトY(以下、図中はYにより表記)は、早期警戒レベルの状態である。この部分への侵入は危険度イエローで通知されるが、3次元的、4次元的な追加情報を付加して検証し、検証の結果として侵入があれば通知することにより、検出の正確さと早期に対処を行うことが可能となる。また、レッドベルトR(以下、図中はRにより表記)では領域への侵入があれば直ちに通知の対応が必要となるレベルである。
図13は、平面における侵入者検出の例を示す図であり、図13左は平面における正常な状態、図13右は平面における異常な状態を示す。
図13左に示すように、敷地境界の内側にイエローベルトYを設定し、セキュリティゾーンであるオレンジベルトOを挟んで、玄関ドア及び窓を有する家屋の壁面を囲むようにレッドベルトRを設定する。
図13右には、平面における異常な状態を示している。イエローベルトYを越えて、レッドベルトRの外側まで侵入者が侵入している。
図14は、立面における侵入者検出の例を示す図であり、図14左は立面における正常な状態、図14右は立面における異常な状態をそれぞれ示す。
図14左に示すように、敷地境界の内側にイエローベルトYを設定し、オレンジベルトOを挟んで、家屋の壁面を囲むようにレッドベルトRを設定する。
立面における検出では、監視カメラ11の画像から高さ(図14右のフレーム参照)を評価する。この高さが標準的な人間の高さかどうかを評価する。例えば、図14右の符号bに示すように、監視カメラ11の1秒間の画像数を評価し、確かに侵入者が人間であることを判断する。図14の例では、侵入者がイエローベルトYを超えて侵入することを検出する。
立面における侵入者検出により、動物の侵入や、植栽の風による動きの誤検知を除去することができる。
図15は、時間による侵入者検証の例を示す図であり、図15左は時間における正常な状態、図15右は時間における異常な状態をそれぞれ示す。
図15右の符号cに示すように、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、立面における侵入者検出により、得られた侵入者の検出について、一秒毎に評価を繰り返す。図15右に示すように、侵入者はイエローベルトY上を歩いている。デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、侵入者がイエローベルトY上で継続して侵入検出されたことを受けて、侵入者が確かに侵入したと判断する。
立面的に侵入を判定する技術を説明する。
立面的に侵入を判定する技術として、敷地境界の平面配置情報をカメラ画像にマッピングする。
図16は、敷地境界をカメラ画像にマッピングする例を示す図であり、図16左はその敷地境界の平面図、図16右はその敷地境界をカメラ画像にマッピングした例を示す。マッピングはCG(Computer Graphics)で生成された画像を写真画像に合成する技術である。合成する時、CGの背景部分を透過させることによりCGを写真画像に自然に重畳合成できる。
警戒区域の位置情報をカメラのパラメータから、投影変換とビューポートによるクリッピングを行い監視カメラから得られる画像のどこが敷地内になるのかを求める(図16右参照)。上記ビューポートは、3次元空間を2次元として認識する場合の2次元の限界を表す。これは監視カメラで写真を取った時の写真に映る範囲に相当する。ビューポートは、監視カメラで撮影できる範囲を表す。また、上記クリッピングは、3次元データで表現されたコンピュータグラフィックス等のようなオブジェクトをビューポートの大きさに切りだす処理をいう。
マッピングされたセキュリティ区域である敷地内にある門扉の高さ、車の高さ、植生の高さ、及び人の高さ(頭の大きさ、直立した高さ、しゃがんだ高さなどの既知の人の大きさ)を比較する。
図17に示すように、マッピングされたセキュリティ区域である敷地内にある門扉の高さ、車の高さ、植生の高さを登録する。また、人が有してる基準となるサイズを、すなわち人の高さ(頭の大きさ、直立した高さ、しゃがんだ高さなどの既知の人の大きさ)を画像対応DB(図示省略)にあらかじめ記憶しておく。人が侵入する場合はあらかじめ登録したセキュリティ区域である敷地内にある門扉の高さ、車の高さ、植生の高さ以外で人間的な高さがあるものが人であり、その形状の複数の画像によって侵入者(図17のフレーム参照)を判定する。
図18に示すように、人間の位置と3次元的な高さを(伏せる姿勢、座る姿勢、中腰の姿勢、立脚の姿勢等を判断するため、人間の5体すなわち、頭部、顔の各部部品、体、足などの厚さ、高さとの対比を正しく表せるようにする)反映する。これにより、注意度判断の精度を100%近くまで高める。
人間の高さは、監視カメラから得られた画像の内の動体を囲む領域(一次ライン)(図17のフレーム参照)のボックスの高さにより求める。
立面における侵入者検出を、時間による侵入でより精度よく検証する技術を説明する。
図19は、人間の状態による高さの変化を説明する図である。図19の符号hは、侵入者が停止している状態、図19の符号iは、侵入者がゆっくり移動している状態、図19の符号jは、侵入者が早く移動している状態をそれぞれ示す。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、検出された侵入者の注意度を評価し、注意度に応じて利用者に通知する。上述した、図11のフローのステップS19の「危険度(注意度、緊急度)に応じた通報」に対応する。
具体的には、瞳の動きによる判断技術と、首の動きによる判断技術を用いる。これにより、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムは、警戒領域に侵入検知された対象の心理状態を危険度として評価を行うことができる。
図20上段は、瞳の動き(左右)による判断を説明する図である。
画像処理の技術を用いると顔は「顔器官検出(Facial Landmark Detection)」によって、目鼻口の位置を獲得できる。次の技術により瞳の場所を判断する。
まず、(1)目の画像を切り出す。これを一次ラインと呼称する。(2)次にその画像を二値化する。瞳は黒くなり、白眼は白となる。(3)目を水平の3つの領域に分ける(右、中央、左)。このそれぞれの領域の黒の画素を数える。この最も多い領域を二次ラインと呼称する。この二次ラインに瞳が有ると判断する。つまり、瞳が右に寄っているか、左に寄っているか、中央にあるかを判断できる。
図20中段は、首の動き(左右)による判断を説明する図である。
首の動き、つまり左右を見渡したり、上をうかがう時、人は首を動かす。この首の動きは顔の向きという形であらわされる。顔器官検出で得られる点を内包する矩形を一次ラインとし、目鼻口を内包する矩形を二次ラインとすると、この一次ラインと二次ラインに囲まれる領域の重心座標の隔たりにより顔の向きをベクトルとして数値的にあらわすことができる。
図20下段は、首の動き(上下)による判断を説明する図である。
この首の動き(上下)も首の動き(左右)と同様に判断することができる。
図20上段に示す瞳の位置による判断だけでは、瞬間的な状況だけしかわからない。このため、短い時間における状態を追跡する。例えば、1秒間に5フレーム又は10フレームで目の位置情報を取得して記録し、右、中央、左と判断される状況が混在した場合、目が激しく動いていると判断できる。これにより、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムは、「人が悪意を持つことにより目を激しく動かせた」と考えられる状態を判断でき、その状態を登録することができる。
なお、図20の瞳と首の動きの変化による判断処理は、図28の適用例4において後記する。
図21は、BLEによる一時的な警備解除を説明する図である。
BLE(Bluetooth Low Energy)は、近接接近を検知する技術である。デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムは、利用者がスマートフォンにデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム専用のアプリケーションをインストールすることにより、利用者、その家族が警戒範囲に侵入することを許す機能を持つ。利用者はあらかじめ定められた解除コードを持ち(アプリの中にインストールされている)、近接を感知すると、この解除コードがデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムに送信され、一時的に警戒モードを解除する(図5のステップS3参照)。これにより、利用者・その家族が敷地内でする行動について検知対象外とすることが可能になり、精度の高い侵入検知を行うことができる。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステムによる侵入検出の適用例について説明する。
<適用例1>
図22は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000による侵入検出の適用例1を説明する図である。
図22に示すように、敷地境界の内側にイエローベルトYを設定し、オレンジベルトOを挟んで、玄関ドア及び窓を有する家屋の壁面を囲むようにレッドベルトRを設定する。図22は、平面図であるが、立面による侵入者の検出を示すために、侵入者については、(1)水平位置(X軸,Y軸)と水平位置に垂直な(2)垂直位置(Z軸)を破線により表している。すなわち、侵入者は、上述した「制御部110によって3次元空間内の位置」が検出される。図22の西側スペース及び南側スペースのセキュリティゾーンにいる不審者(しゃがんだ不審者、伏した不審者)についても同様に、立面における侵入者検出が実行される。
ステップS101でデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000が警備を開始する(ステップS1)。
ステップS102で時間により警備モードを変更する(ステップS2)(図5のステップS2に対応)。
22:00以降など家族全員が帰宅済みの場合、ステップS104で在宅警備を自動開始する。
夜23:00などの場合、ステップS105で在宅警備を自動開始する。
朝5:00などの場合、ステップS106で在宅警備を自動解除する。
画像の中で人間を囲む矩形を得る(ステップS108)。
家屋外周に設置された監視カメラ11の映像から、侵入者を検出して登録する(ステップS109)。
家族のスマートフォンにBLE信号を送る(ステップS110)。
警備の一時解除が行われた場合、警備を一時解除する(ステップS112)。
警備の一時解除が行われない場合、ステップS113で侵入者の水平位置、垂直位置を取得する。
不審者による敷地内への侵入が行われた場合、ステップS115で検出された侵入者の注意度(図10のステップS17の「危険度判定」に対応)を評価し、注意度に応じて利用者に通知する情報を作成する。
ステップS116で家族のスマートフォンに発報して通知して(図10のステップS18の「通報」に対応)上記ステップS102に戻る。
家族又は関係者が警備モードを設定する(ステップF1)。家族が不在の時は外出警備にし、家族が在宅の時は在宅警備にする(図6下参照)。家族による警備モードの設定(ステップF1)情報は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000に送信され、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000が警備を開始する(ステップS1)。
侵入者が家族の場合、イエローベルトY内に家族が立ち入っている(ステップF4)。例えば、図22に示す北側のイエローベルトY内に家族が立ち入っている。
敷地内で自由に行動する(ステップF7)。
スマートフォン、監視カメラのスピーカから侵入者に警告を通知する(ステップF9)。
イエローベルトY内に侵入者が侵入し、侵入者が家族でない場合、イエローベルトY内に不審者が立ち入っている(ステップSP1)。
敷地内で不審者が伏せる姿勢、座る姿勢、中腰の姿勢、立脚の姿勢等をとる(ステップSP2)。
不審者の目が左右にきょろきょろする(ステップSP3)。
不審者が首を左右に素早く振る(ステップSP4)。
不審者が首を上下に素早く振る(ステップSP5)。
これら不審者の動きは、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000に送られ、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、不審者の動きに基づいて危険度(注意度、緊急度)を判定する。デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、家族や関係機関に、危険度(注意度、緊急度)に応じたレベルの通知を行うことができる。
図24は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000による侵入検出の適用例2を説明する図である。図24は、家屋外周に設置された監視カメラの映像から侵入者を検出・登録する例を示している。図25は、図24の適用例2において、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の動作を示すフローチャートである。
図24左は、不審者侵入前(Before)の1秒間に10コマの場合の画像である。図24左に示すように、不審者は、イエローベルトYへ侵入していない。
ステップS202でレッドベルトR(家屋の壁面等から例えば30cm〜4mの範囲)への侵入者検出を開始する。
ステップS204で1秒間の画像、例えば10コマ/秒の場合1/10〜10/10の画像を立面上で検査する。
ステップS205で侵入検知されない場合、ステップS206で侵入なしと判定し、ステップS207で正常と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS205で侵入検知された場合、ステップS208で侵入ありと判定し、ステップS209で異常(要注意)と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS211で1秒間の画像、例えば1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像を平面上で検査する。
ステップS212で侵入検知されない場合、ステップS213で侵入なしと判定し、ステップS207で正常と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS212で侵入検知された場合、ステップS214で侵入ありと判定し、ステップS209で異常(要注意)と判断して本フローの処理を終了する。
図26は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000による侵入検出の適用例3を説明する図である。図26左は平面における侵入者検出を示す平面図、図26右は立面における侵入者検出を示す立面図である。
ステップS301でイエローベルトY(セキュリティ該当敷地内、道路境界、隣地境界から例えば30cm〜4mの範囲)への侵入者検出を開始する。
ステップS303で1秒間の画像(例えば、1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像)を立面上で検査する。
ステップS304で1秒後から2秒後までの1秒間の画像(例えば、10コマの画像)を立面上で検査する。
1秒経過後、2秒以内に2コマ以上検知されない場合、ステップS306で侵入がないと判断し、ステップS307で正常と判断して本フローの処理を終了する。
すなわち、ステップS310で次の1秒間の画像(例えば、10コマ)を立面上で検査する。次いで、ステップS311で上記ステップS310の時間的検証を1〜2分間繰り返し行って精度を高める。
一定時間連続検知された場合、ステップS313で異常(要注意)と判定して本フローの処理を終了する。
ステップS315で1秒間の画像(例えば、1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像)を平面上で検査する。
ステップS316で1秒後から2秒後までの1秒間の画像(例えば、10コマの画像)を平面上で検査する。
1秒経過後、2秒以内に2コマ以上検知されない場合、ステップS319で侵入がないと判断し、ステップS307で正常と判断して本フローの処理を終了する。
すなわち、ステップS320で次の1秒間の画像(例えば、10コマ)を平面上で検査する。次いで、ステップS321で上記ステップS320の時間的検証を1〜2分間繰り返し行って精度を高める。
一定時間連続検知された場合、ステップS313で異常(要注意)と判定して本フローの処理を終了する。
また、適用例3では、侵入の可能性がある場合、時間的検証を行っているので、侵入者の侵入があることをより確実に検出することができ、検出の精度を高めることができる。
図28は、適用例4において、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の注意度に応じて利用者に通知する処理を示すフローチャートである。図28のフローは、図20の瞳と首の動きの変化による判断処理を示している。
ステップS401で顔器官を検出する。
《瞳の動き》
ステップS402で1秒間に5〜10コマの画像をもとに、瞳の左右の場所を判断する。
ステップS403で1秒間の画像、例えば1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像を検査する。
ステップS404で1秒後から2秒後までの1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。
1秒経過後、2秒以内に2コマ以上検知されない場合、ステップS406で正常と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS408で時間的検証を開始する。瞳の動きによる時間的検証は、下記の通りである。
すなわち、ステップS409で次の1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。次いで、ステップS410で上記ステップS409の時間的検証を1〜2分間繰り返し行って精度を高める。
一定時間連続検知されなかった場合、ステップS412で正常と判定して本フローの処理を終了する。一定時間連続検知された場合、ステップS413で異常(要注意)と判定して本フローの処理を終了する。
ステップS414で1秒間に5〜10コマの画像をもとに、首の左右の場所を判断する。
ステップS415で1秒間の画像、例えば1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像を検査する。
ステップS416で1秒後から2秒後までの1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。
1秒経過後、2秒以内に2コマ以上検知されない場合、ステップS418で正常と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS408で時間的検証を開始する。首の左右の動きによる時間的検証は、下記の通りである。
すなわち、ステップS420で次の1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。次いで、ステップS421で上記ステップS409の時間的検証を1〜2分間繰り返し行って精度を高める。
一定時間連続検知されなかった場合、ステップS412で正常と判定して本フローの処理を終了する。一定時間連続検知された場合、ステップS413で異常(要注意)と判定して本フローの処理を終了する。
ステップS422で1秒間に5〜10コマの画像をもとに、首の上下の場所を判断する。
ステップS423で1秒間の画像、例えば1秒間に10コマの場合1/10〜10/10の画像を検査する。
ステップS424で1秒後から2秒後までの1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。
1秒経過後、2秒以内に2コマ以上検知されない場合、ステップS426で正常と判断して本フローの処理を終了する。
ステップS408で時間的検証を開始する。首の上下の動きによる時間的検証は、下記の通りである。
すなわち、ステップS428で次の1秒間の画像(例えば、10コマ)を検査する。次いで、ステップS429で上記ステップS428の時間的検証を1〜2分間繰り返し行って精度を高める。
一定時間連続検知されなかった場合、ステップS412で正常と判定して本フローの処理を終了する。一定時間連続検知された場合、ステップS413で異常(要注意)と判定して本フローの処理を終了する。
図29は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の適用例5において、セキュリティ区域内の人に応じた自動音声による警告のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム及び家族・保護者の動作の概要を示すフローチャートである。本フローは、画像及び音声により対話及び警告を行う機能を実行する。
なお、図29の《家族・保護者》のフローは、CPU処理ではないが、便宜上ステップ番号Fを付して説明する。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、来訪者がイエローベルトY(図9上参照)に侵入したことを検知する(ステップS501)。
警備モードが、常時警備モードか外出・在宅警備モード(図6下参照)かを判別する(ステップS502)。
常時警備モードの場合、ステップS503〜ステップS511を実行する。また、外出・在宅警備モードの場合、ステップS512〜ステップS519を実行する。
QRコードを識別し、登録者情報DB165(図1参照)と照合する(ステップS504)。
登録者情報DB165と照合して、来訪者は登録済みか否かを判定する(ステップS505)。
来訪者が登録済みの場合(ステップS505:Yes)、自動音声で登録済みであることを来訪者に伝えてフローの処理を終了する(ステップS506)。
ドアホンでの対話を遠隔の保護者との対話に切り替える(ステップS508)。
自動音声により「あなたの画像を登録し関係機関に通報します」等というメッセージを流す(ステップS510)。
「ドアホン型対話システム」(図9中参照)を使用し、来訪者からの応答をマイク入力で取得し、遠隔の保護者のスマートフォン50aに送る(ステップS511)。
来訪者がオレンジベルトO(図9上参照)に侵入したことを検知する(ステップS513)。
自動音声により「このエリアから直ちに退去して下さい」等というメッセージを流す(ステップS514)。
侵入ありと家族のスマートフォン50aに通知する(ステップS515)。
来訪者がレッドベルトR(図9上参照)に侵入したことを検知する(ステップS516)。
自動音声により「あなたの画像を登録し関係機関に通報します」等というメッセージを流す(ステップS517)。
「防犯カメラ型対話システム」(図9下参照)を使用し、侵入者からの応答をマイク入力で取得し、遠隔の家族のスマートフォン50aに送る(ステップS518)。
家族・保護者は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000から、未登録者が来訪したとの通知を受ける(ステップF11)。例えば、家族・保護者は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000から、オレンジベルトOに侵入した来訪者に対して「このエリアから直ちに退去して下さい」等という警告を出した旨のメッセージを受け取る(ステップS514)。
家族・保護者は、未登録者が来訪したとの通知を受け取った場合、又は侵入者が敷地に入ったとの通知を受け取った場合、スマートフォン50aのアプリを使用し「ご用があるなら用件を言って下さい」等と声掛けし、相手からの応答を聞く(ステップF13)。
来訪者に問題がない場合、要件を聞いて対応する(ステップF15)。来訪者に問題がある場合、画像と音声を添付して関係機関に通報する(ステップF16)。
・敷地(道路・隣地)境界線の外部、公道、隣地等において、通行人、近隣の住民等の検知された人間の画像にモザイクをかけ、プライバシーを保護する機能を有する。
・上記の通行人、近隣の住民等が敷地(道路、隣地)境界線の内部、イエローベルトY、オレンジベルトO、又はレッドベルトRに侵入したことを検知した場合に画像からモザイクを外す機能を有する。
図30は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の適用例6において、不審な電話の検知、登録及び転送の概要を示すフローチャートである。本フローは、不審な電話を自動検知して登録、判断が必要なときは保護者のスマートフォンに転送する。
なお、図30の《保護者》のフローは、CPU処理ではないが、便宜上ステップ番号Fを付して説明する。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、不審者が高齢者等を狙って家の電話に発信する発呼を確認する(ステップS601)。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、高齢者等が家の電話をとる前に応答する(ステップS602)。
発信者番号が取れたか否かを判定する(ステップS603)。
既登録か未登録かを判定する(ステップS605)。
通常の登録の場合、家の電話を鳴動させる(ステップS606)。
不審者として登録の場合、不審者と判断し(ステップS607)、電話を切る(ステップS608)。
また、未登録の場合、ステップS610に進む。
発信者番号(取れた場合)を所定DB(図示省略)に登録し、電話の録音を開始する(ステップS611)。
名前と用件、所属機関を言ったか否かを判定する(ステップS612)。
名前と用件、所属機関を言わない場合、未登録の不審者と判断し(ステップS613)、電話を切る(ステップS614)。
所属機関が警察、役所、金融機関等である場合、自動メッセージで「折り返し電話します」等というメッセージを流し(ステップS616)、電話を切る(ステップS617)。
クラウド型IP電話転送システム(図示省略)を通して保護者のスマートフォン50a(図1参照)に転送する(ステップS619)。
なお、本機能を利用する上での前提として、(1)家庭にひかり電話ルータ等が設置されていること、(2)保護者がスマートフォンにIP電話(VoIP:Voice over Internet Protocol)アプリを導入しておくこと、(3)電話会社との間でナンバーディスプレイ等のサービスを契約しておくことが必要である。
スマートフォン50aに転送されてきた電話の着信を受ける(ステップF21)。
電話の相手を確認する(ステップF22)。
電話の相手が信用できるか否かを判断する(ステップF23)。
電話の相手が信用できる場合、正常と判断し(ステップF24)、要件を聞く(ステップF25)。
図31は、デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000の適用例7において、音声認識により通話相手の注意度を判定する機能を示すフローチャートである。本フローは、図11乃至図12で述べた、音声認識により通話相手の注意度判定の具体例である。
なお、図31の《不審者》のフローは、CPU処理ではないが、便宜上ステップ番号SPを付して説明する。
不審者が高齢者等を狙って子供、孫等に成りすまそうとする(ステップSP11)。例えば、いわゆる「オレオレ詐欺」では、息子や孫になりすまして電話をし、「電話番号が変わった」「声が変わっているのは風邪を引いているから」と本当の身内だと信じ込ませる。始めに連絡先が変わったことだけを伝え、少し日を空けてから「実はお金が必要で…」と話を切り出してくる場合もある。その後「交通事故を起こしてしまったので示談金を払わなければならない」など、今すぐお金が必要な状況を説明して、指定の口座に振り込むように言う。
このように、不審者は高齢者等を言葉巧みに誘導して、キャッシュカードの暗証番号を聞き出したり、指定の口座に振り込みをさせる。
デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム1000は、通話相手の音声を音声認識部112(図12参照)に送る(ステップS701)。
特殊詐欺・アポ電強盗等の時間的検証を開始する(ステップS702)。
音声を取得する(ステップS703)。
確率が一定のレベル以上(例えば、0.9以上)あるか否かを判定する(ステップS706)。
確率が一定のレベルに達しない場合、正常と判定して本フローの処理をする(ステップS707)。
次の音声を取得して新しい確率を求める(ステップS709)。
最大判定時間(例えば、10秒)に達したか否かを判定する(ステップS710)。
最大判定時間に達していなければ、判定を継続して上記ステップS707に戻る(ステップS711)。
最大判定時間に達した場合、確率は一定のレベル以上(例えば、0.9以上)あるか否かを判定する(ステップS712)。
確率が一定のレベルに達しない場合、正常と判定して本フローの処理をする(ステップS713)。
確率が一定のレベル以上ある場合、未登録の不審者と判定して本フローの処理をする(ステップS714)。
また、AIアクセラレータ200であることで、従来の画像差分を用いた動体検出型の監視カメラによる画像認識に比べて極めて高い精度での侵入者の検出を行うことができる。
例えば、図5及び図6では、スマートフォン50aを使用して屋外から警備モードを変更する例を示したが、利用者が手動で警備モードを変更するものでよい。
20 人感センサ
30 Wi-Fi親機
40 ビーコン親機
50 携帯端末装置(ID端末)
50a スマートフォン(携帯端末装置;ID端末)
51 Wi-Fi子機
52 ビーコン子機
53 GPS
100 監視装置
110 制御部
111 人検出部(人検出手段)
112 音声認識部(音声認識手段)
113 ID端末検出部(ID端末検出手段)
114 ID端末登録部(ID端末登録手段)
115 通報部(通報手段)
120 入力部
130 記憶部
135 出現頻度付き辞書(不審語彙格納手段)
140 表示部
150 出力部
160 録画部
165 登録者情報DB
170 画像処理部
180 インタフェース(I/F)部
190 通信部
200 AIアクセラレータ(人検出手段)
1000 デジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム
Y,O,R セキュリティベルト
本発明の目的は、通話の音声に基づいて迅速かつ適切な警報を出力することができるデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム、方法及びプログラムを提供することにある。
Claims (8)
- 複数の領域が危険度に応じて設定されたセキュリティ区域にいる人を検出する人検出手段と、
前記人検出手段によって検出された人に対して、前記領域に対応した音声で警告を行うとともに、不審者の存在を通報する通報手段と
を備えることを特徴とするデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。 - 会話の音声を取得し、前記会話の内容が不審なものであることを判定する音声認識手段を備え、
前記通報手段は、前記音声認識手段によって前記会話の内容が不審なものであると判定されたことを受けて、不審者の存在を通報することを特徴とする請求項1記載のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。 - 前記音声認識手段は、玄関に設置されたインターホンの会話の音声を認識することを特徴とする請求項2記載のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。
- 非侵入者が所持するID(Identification)端末を検出するID端末検出手段を備え、
前記通報手段は、前記ID端末検出手段が検出した前記ID端末を所持している人を通報しないことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。 - 前記音声認識手段は、電話の通話の音声を認識することを特徴とする請求項2記載のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。
- 不審会話で使用される語彙を格納した不審語彙格納手段を備え、
前記音声認識手段は、取得した前記音声に出現する単語を、前記不審語彙格納手段の語彙と照合して、前記会話の内容が不審なものであることを判定することを特徴とする請求項2記載のデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム。 - 複数の領域が危険度に応じて設定されたセキュリティ区域にいる人を検出する人検出ステップと、
前記人検出ステップによって検出された人に対して、前記領域に対応した音声で警告を行うとともに、不審者の存在を通報する通報ステップと
を備えるデジタルスマート・ディフェンスセキュリティ方法。 - コンピュータを、
複数の領域が危険度に応じて設定されたセキュリティ区域にいる人を検出する人検出手段と、前記人検出手段によって検出された人に対して、前記領域に対応した音声で警告を行うとともに、不審者の存在を通報する通報手段とを備えるデジタルスマート・ディフェンスセキュリティシステム
として機能させるためのプログラム。
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