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JP7589553B2 - 情報処理装置、出力方法、および出力プログラム - Google Patents

情報処理装置、出力方法、および出力プログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理装置、出力方法、および出力プログラムに関する。
近年、様々なビジネスの領域において動画データを人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）で解析する需要が急激に増加している。例えば、ディープラーニングなどの機械学習によって得られた認識モデルを用いて動画から人の行動を認識することが行われている。
これに関し、動画などの映像の解析に関連する技術が知られている（例えば、特許文献１～３）。また、動画を入力とする類似動画検索に関連する技術も知られている（例えば、非特許文献１）。
特開２０１９－１７６４２３号公報 特開２０１５－１１６３０８号公報 特開２００５－２２８２７４号公報
木村 彰吾 他、「類似理由の提示機能を具備した類似動画検索システムの構築」、第49回プログラミングシンポジウム、2008年1月、p.97‐p.106
例えば、ディープラーニングなどにより認識対象の行動を検出する認識モデルを生成する場合、認識対象となる行動ごとに大量の学習用の動画データが要求される。そして、例えば、学習用の動画データの収集に時間がかかったり、収集が困難だったりすることがあり、認識対象の行動を認識する認識モデルの生成が難しいことがある。
ところで、例えば、人の行動は、歩く、首を振る、手を伸ばすなどの人の基本的な動作の組み合わせから生み出されている。そのため、例えば、人の様々な基本動作を認識する認識モデルを予め作成しておき、その基本動作の組み合わせに対して、不審行動や購買行動といった人の複雑な行動を認識するためのルールを記述することで、行動を検出することが考えられる。そして、このように基本動作の組み合わせに対するルールを規定することで、認識対象の行動が撮影されている大量の動画を用意しなくても、ルールを用いて認識対象の行動を認識することが可能になる。
しかしながら、認識対象とする行動を認識するために基本動作を組み合わせてルールを生成するためにはノウハウや経験が求められる。そして、認識対象となる様々な行動ごとにルールを生成するには、人手およびコストがかかる。そのため、行動を認識するための新たなルールを作成する際に、過去に作成されたルールのうちからルールを流用できることは好ましい。
１つの側面では、本発明は、既存のルールのなかから動画に写る行動と類似する行動を認識するルールを特定することを目的とする。
本発明の一つの態様の情報処理装置は、動画から対象の少なくとも１つの基本動作を検出する検出部と、対象の行動を検出するための基本動作のパターンを規定する複数のルールであって対象の行動の種別によって複数のグループに分類されている複数のルールにおける、基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作の検出タイミングを時系列で表す第１の時系列情報と対応づけられている、複数のルールのそれぞれのルールについて、ルールと対応づけられている第１の時系列情報と、動画から検出された少なくとも１つの基本動作の検出タイミングを時系列で表す第２の時系列情報とに基づいて、ルールと動画との類似度を評価する評価部と、複数のルールのうちの第１の候補ルール及び第２の候補ルールであって、複数のグループのうちの第１のグループから類似度に基づいて特定された第１の候補ルールと、複数のグループのうちの第２のグループから類似度に基づいて特定された第２の候補ルールとを出力する出力部と、を含む。
既存のルールのなかから動画に写る行動と類似する行動を認識するルールを特定することができる。
実施形態に係る行動認識システムを例示する図である。 実施形態に係る情報処理装置のブロック構成を例示する図である。 実施形態に係るルール情報のリンク関係を示す図である。 基本動作認識結果のクラスの定義を例示する図である。 ルールのクラスの定義を例示する図である。 行動検出期間のクラスの定義を例示する図である。 ルール情報のグラフ構造の述語の定義を例示する図である。 実施形態に係る候補ルールの出力処理の動作フローを例示する図である。 棚から商品を取る行動を検出するためのルールとルールに紐づく情報を例示する図である。 入力された動画に関する情報を例示する図である。 例示的な動的時間伸縮法の適用を示す図である。 実施形態の変形例に係るルールが複数の動画に適用された場合のグラフ構造を例示する図である。 実施形態の変形例に係る候補ルールの出力処理の動作フローを例示する図である。 実施形態に係る情報処理装置を実現するためのコンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
以下、図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。なお、複数の図面において対応する要素には同一の符号を付す。
図１は、実施形態に係る行動認識システム１００を例示する図である。行動認識システム１００は、例えば、情報処理装置１０１と、撮影装置１０２とを含む。情報処理装置１０１は、例えば、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、モバイルＰＣ、およびタブレット端末などの動画を処理する機能を備えるコンピュータであってよい。撮影装置１０２は、例えば、カメラなどの動画を撮影する装置である。情報処理装置１０１は、例えば、撮影装置１０２と通信可能に接続されていてよく、撮影装置１０２で撮影された動画データを受信する。また、別の実施形態では情報処理装置１０１は、撮影装置１０２で撮影された動画データを別の装置から受信してもよいし、撮影装置１０２と一体に製造されていてもよい。
情報処理装置１０１は、動画データを受信すると、受信した動画を解析して認識対象を検出する（図１の（１））。一例では、情報処理装置１０１は、動画から人物を検出してよい。図１の例では情報処理装置１０１は、動画から認識対象１および認識対象２の二人の人物を検出している。
続いて、情報処理装置１０１は、動画に写る認識対象から基本動作を認識する（図１の（２））。基本動作は、例えば、対象がとる基本的な動作であってよく、一例では、対象の体を間接ごとの部位に分割した各部位の動きを含んでよい。また、基本動作は、例えば、歩く、走る、投げる、つかむ、蹴る、飛ぶ、食べるといった対象が様々な場面でよくとる動作を含んでよい。例えば、情報処理装置１０１は、様々な基本動作を検出する認識モデルを用いて動画から複数の基本動作を検出してよい。図１の例では情報処理装置１０１は、動画に写る認識対象１の人物から「走る」、「立ち止まる」、「歩く」、「首を振る」の４つの基本動作が検出された例が示されている。
続いて、情報処理装置１０１は、動画から検出した認識対象の基本動作がルールに適合するかに基づいて、認識対象がルールと対応する行動をとったかを認識する（図１の（３））。ルールは、例えば、基本動作のパターンで表されてよい。図１では、動画の認識対象１に対して、不審行動を検出するルールを適用する例が示されており、「走る→立ち止まる→首を振る」の基本動作のパターンが検出されたため、情報処理装置１０１が不審行動を検出した例が示されている。
このように、認識対象の行動を検出するためのルールを、基本動作のパターンを用いて規定することで、認識対象の行動が撮影されている大量の学習用の動画を用意しなくても、ルールを用いて認識対象の行動を検出することができる。そのため、例えば、認識対象の行動を検出するシステムを導入する場合にも、学習データの準備などの手間がなく容易にシステムを導入することが可能となる。
しかしながら、このようなルールの生成にはノウハウおよび経験が求められる。そして、認識対象となる様々な行動ごとにルールを生成するには、人手およびコストがかかる。そのため、行動を検出するための新たなルールを作成する際に、過去に作成されたルールのうちからルールを流用できることは好ましい。例えば、認識対象とする行動と類似する行動を認識する過去に生成されているルールを流用することができれば、ルールの生成に関わる労力を削減することができる。
過去に生成されているルールの中から認識対象の行動と類似する行動を検出するルールを特定する１つの手法として、一例では、過去に生成されているルールに対してキーワード検索を実行することが考えられる。例えば、ルールのデータに付された名称などのメタデータに、そのルールで検出する対象とする行動と関連するキーワードが含まれていたとする。この場合、認識対象とする行動を表す文字列などで検索を実行することで、認識対象の行動と類似する行動を検出するルールを特定できる可能性がある。
しかしながら、実際にはメタデータなどに登録される情報は、人によってさまざまであり得る。一例として、同じ行動を認識するルールであっても、「ネジ留め」とタイトルが付されることもあれば、「工程１－Ａ」などとタイトルが付されることもある。或いは、同じ「ネジ留め」の行動であっても、実際にはネジ留めする固定位置などにより、行動を特徴づける基本動作が異なることもある。そのため、キーワードによる検索では流用に適したルールを特定することが難しいことがある。
また、別の手法として、例えば、認識したい行動が撮影されている動画と、類似している動画を検索し、ヒットした動画から作成されたルールを抽出して流用することも考えられる。しかしながら、類似動画の検索は、例えば、非特許文献１に記載されるように、現状では色や動画に写る人物数などを用いて類似している動画を検索するといった技術であり、似たような行動が写っている動画が適切に検索されることを期待することは難しい。そのため、認識対象とする動画に写る行動と類似する行動を認識するルールを、既存のルールのうちから特定する更なる技術の提供が望まれている。
以下で述べる実施形態では情報処理装置１０１は、対象の行動を検出するための基本動作のパターンを規定する複数のルールを、基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作の検出タイミングを時系列で表す第１の時系列情報と対応づけて記憶装置に保存する。なお、各ルールは、例えば、異なる行動を検出するルールであってよい。そして、新規ルールの作成対象の動画が入力された場合、情報処理装置１０１は、動画に基本動作の検出を実行して少なくとも１つの基本動作を検出する。続いて、情報処理装置１０１は、複数のルールのそれぞれのルールについて、ルールと対応づけられている第１の時系列情報と、動画の少なくとも１つの基本動作の検出タイミングを時系列で表す第２の時系列情報とに基づいて、ルールと動画との類似度を評価する。そして、情報処理装置１０１は、類似度に基づき複数のルールのうちから流用の候補となる候補ルールを出力する。
このように、ルールと対応づけられている第１の時系列情報と、動画から検出された少なくとも１つの基本動作の第２の時系列情報とに基づいて、ルールと動画との類似度を評価することで、流用できる可能性の高い類似ルールを効率的に特定することができる。以下、実施形態を更に詳細に説明する。
図２は、実施形態に係る情報処理装置１０１のブロック構成を例示する図である。情報処理装置１０１は、例えば、制御部２０１、記憶部２０２、および通信部２０３を含む。制御部２０１は、例えば検出部２１１、評価部２１２、および出力部２１３などを含み、またその他の機能部を含んでもよい。情報処理装置１０１の記憶部２０２は、例えば、後述するルール情報３００の基本動作認識結果３０１、ルール３０２、および行動検出期間３０３などの情報を記憶している。通信部２０３は、例えば、制御部２０１の指示に従って他の装置と通信する。例えば、通信部２０３は、撮影装置１０２に接続して撮影装置１０２で撮影された動画データを受信してよい。これらの各部の詳細および記憶部２０２に格納されている情報の詳細については後述する。
上述のように、実施形態では、過去に作成されたルールを、そのルールが認識する行動の基本動作の認識結果と紐づけてルール情報３００に蓄積する。以下、例として、グラフ構造を備えたグラフデータベース（ＤＢ：Database）を例に、ルールに関する情報を蓄積するルール情報３００を説明する。
図３は、実施形態に係るルール情報３００のリンク関係を示す図である。図３では、基本動作認識結果３０１、ルール３０２、および行動検出期間３０３の３つのクラスが示されている。また、クラスは、参照、生成、ソースなどの述語で結ばれている。
図４は、基本動作認識結果３０１のクラスの定義を例示する図である。基本動作認識結果３０１のクラスは、例えば、ＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）、動画、認識モデル、ボディなどのプロパティを含んでよい。ＵＲＩは、例えば、基本動作認識結果３０１のインスタンスを識別するための識別子である。動画は、例えば、基本動作認識結果３０１の生成に用いられた動画データのＵＲＩである。認識モデルは、例えば、基本動作認識結果３０１の生成に用いられた基本動作の認識モデルのＵＲＩである。ボディは、例えば、基本動作認識結果３０１の動画に示す動画データに対して、認識モデルにより基本動作を認識して得た基本動作の認識結果のデータを含んでよい。基本動作認識結果３０１のボディに格納される基本動作の認識結果は、例えば、第１の時系列情報と呼ばれてもよい。
図５は、ルール３０２のクラスの定義を例示する図である。ルール３０２は、例えば、ＵＲＩ、バージョン、作者、ボディなどのプロパティを含んでよい。ＵＲＩは、例えば、ルール３０２のインスタンスを識別するための識別子である。バージョンは、例えば、ルール３０２で定義されるルールのバージョンを示す情報である。作者は、例えば、ルール３０２で定義されるルールの作者を示す情報である。ボディは、例えば、ルール３０２で定義されるルールを示す情報である。なお、ルールは、例えば、検出対象とする行動を認識するための基本動作のパターンを示す情報で表されてよい。基本動作のパターンは、例えば、基本動作の組み合わせを示す情報を含んでよい。また、基本動作のパターンは、例えば、基本動作の検出順序などを示す情報を含んでもよい。
図６は、行動検出期間３０３のクラスの定義を例示する図である。行動検出期間３０３は、例えば、ＵＲＩ、開始、終了、対象ＩＤ（Identifier）などのプロパティを含んでよい。ＵＲＩは、例えば、行動検出期間３０３のインスタンスを識別するための識別子である。開始は、例えば、動画から検出した行動の開始フレームを示す情報である。終了は、例えば、動画から検出した行動の終了フレームを示す情報である。対象ＩＤは、例えば、検出した行動の動作主を識別するための識別子である。行動検出期間３０３には、例えば、或る動画に対して或る行動を検出するルールを適用して、その行動が検出された場合に、その行動が検出された開始から終了までの期間を示す情報が登録されていてよい。
なお、図４に示す基本動作認識結果３０１、図５に示すルール３０２、および図６に示す行動検出期間３０３のクラスの定義は、例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、基本動作認識結果３０１、ルール３０２、および行動検出期間３０３のクラスは、その他のプロパティを含んでもよいし、一部のプロパティが削除されたり、置き換えられたりしてもよい。
図７は、ルール情報３００のグラフ構造の述語の定義を例示する図である。実施形態に係るルール情報３００は、例えば、参照、生成、およびソースの述語を含んでよい。
参照は、図７に示すように、“ＳはＯを参照して作成された”ことを示しており、ここでＳはルール３０２であり、Ｏは基本動作認識結果３０１である。従って、ルール情報３００において、ルール３０２から基本動作認識結果３０１に向かう参照のエッジで結ばれたトリプルは、そのルール３０２が、参照のエッジで結ばれた基本動作認識結果３０１を参照して作成されたことを示している。
生成は、図７に示すように、“ＳはＯを生成する”ことを示しており、ここでＳはルール３０２であり、Ｏは行動検出期間３０３である。従って、ルール情報３００において、ルール３０２から行動検出期間３０３に向かう生成のエッジで結ばれたトリプルは、そのルール３０２が、生成のエッジで結ばれた行動検出期間３０３を生成したことを示している。
ソースは、図７に示すように、“ＳはＯ中の一部を示す情報である”ことを示しており、ここでＳは行動検出期間３０３であり、Ｏは基本動作認識結果３０１である。従って、ルール情報３００において、行動検出期間３０３から基本動作認識結果３０１に向かうソースのエッジで結ばれたトリプルは、その行動検出期間３０３が、ソースのエッジで結ばれた基本動作認識結果３０１中の一部を示す情報であることを示している。
なお、図７に示す述語の定義は例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、その他の述語を含んでもよいし、図７の述語の一部が削除されたり、置き換えられたりしてもよい。
以上のように、一実施形態ではグラフ構造を用いて、既存のルール３０２が、そのルールが認識する行動に含まれる基本動作の認識結果と紐づけられてルール情報３００として蓄積されている。
続いて、実施形態に係る認識対象の行動が写る動画に対する既存のルールからの候補ルールの特定について説明する。図８は、実施形態に係る候補ルールの出力処理の動作フローを例示する図である。例えば、情報処理装置１０１の制御部２０１は、候補ルールの出力処理の実行指示が入力されると、図８の動作フローを開始してよい。
ステップ８０１（以降、ステップを“Ｓ”と記載し、例えば、Ｓ８０１と表記する）において情報処理装置１０１の制御部２０１は、ルールの作成対象の行動が写る動画データの入力を受け付ける。
Ｓ８０２において制御部２０１は、入力された動画に対して基本動作の認識を実行する。例えば、制御部２０１は、対象の基本動作を認識するようにディープラーニングなどにより機械学習された認識モデルを用いて、動画から基本動作を認識してよい。基本動作は、上述のように、例えば、対象がとる基本的な動作であってよく、一例では、対象の体を間接ごとの部位に分割した各部位の動きを含んでよい。また、基本動作は、例えば、歩く、走る、投げる、つかむ、蹴る、飛ぶ、食べるといった対象が様々な場面でよくとる動作を含んでよい。なお、入力された動画に対して基本動作の認識を実行して得られた認識結果は、例えば、第２の時系列情報と呼ばれてもよい。
Ｓ８０３において制御部２０１は、ルール情報３００のルール３０２のうちから未処理のルール３０２を１つ選択する。
Ｓ８０４において制御部２０１は、選択したルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１をルール情報３００から取得する。
Ｓ８０５において制御部２０１は、選択したルール３０２と、入力された動画との基本動作の類似度を評価する。例えば、制御部２０１は、選択したルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１と、入力された動画から検出された基本動作の認識結果との間の類似度を評価してよい。以下、図９から図１１を参照して、一実施形態に係る基本動作の類似度の評価の例について説明する。
［基本動作の類似度の評価の例］
図９には、食品売り場などにおいて顧客が棚から商品を取る行動を検出するためのルール３０２と、そのルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１および行動検出期間３０３の情報とが示されている。
棚から商品を取る行動を検出するためのルール３０２の基本動作の情報は、例えば、ルール３０２のボディプロパティから取得することができる。一例では、棚から商品を取る行動を検出するためのルール３０２は、基本動作：歩くの後に、基本動作：右手を前に向けるを検出するルールとして定義することができる。なお、ルールの定義は、例示であり、棚から商品を取る行動を検出するためのルール３０２は、その他の基本動作のパターンで規定されてもよい。
また、図９において横軸は、基本動作認識結果３０１の生成に用いられた動画におけるフレーム番号である。そして、図９には、基本動作：歩く、および基本動作：右手を前に向けるを、認識モデルで検出した基本動作認識結果３０１が縦に並べて示されている。図９において基本動作：歩く、および基本動作：右手を前に向けるのそれぞれの行に示された点９０１は、動画に対して認識モデルで基本動作の検出を実行した際に、その基本動作が検出されたフレームを表している。また、点９０１が無いフレームは、認識モデルで基本動作が検出されていないことを表している。これらのルール３０２で用いる基本動作の認識結果の情報は、例えば、基本動作認識結果３０１のボディから取得することができる。
更に、図９には、棚から商品を取る行動が検出された行動検出期間３０３が矢印で示されている。棚から商品を取る行動が検出された行動検出期間３０３の情報は、例えば、行動検出期間３０３の開始および終了のプロパティから取得することができる。
以上に述べたように、例えば、制御部２０１は、選択したルール３０２と、そのルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１および行動検出期間３０３から、図９に示す情報を取得することができる。
続いて、図１０を参照して、入力された動画について類似度の評価のための情報の取得を説明する。図１０において横軸は、入力された動画におけるフレーム番号である。そして、図１０には、入力動画に対してＳ８０２で実行した基本動作の認識結果が示されている。なお、図１０の例では、基本動作として、図９と同様に歩くおよび右手を前に向けるの基本動作の検出結果が示されている。例えば、図１０において基本動作：歩く、および基本動作：右手を前に向けるのそれぞれの行に示された点１００１は、動画に対してそれぞれの基本動作の認識モデルで検出を実行した際に、その基本動作が検出されたフレームを表している。また、点１００１が無いフレームは、認識モデルで基本動作が検出されていないことを表している。なお、基本動作の認識結果には、検出対象の基本動作として予め定められているその他の基本動作の認識結果が含まれていてもよい。
また、図１０には、ルールの生成対象の行動が写る対象行動期間１００２が矢印で示されている。対象行動期間１００２は、例えば、ユーザによって指定されてよい。例えば、動画に対して行動を検出するルールを新たに作成する場合、ユーザは検出したい行動を認識していることが多く、動画を見ればどの区間にルールで検出したい行動が含まれているのかを指定することができる。そのため、一例では、ユーザは、動画において検出したい行動が写る区間を指定して動画を情報処理装置１０１に入力してよい。情報処理装置１０１の制御部２０１は、指定された区間をルールの作成の対象行動期間１００２として用いてよい。
以上に述べたように、例えば、制御部２０１は、入力された動画について、図１０に示す情報を取得することができる。
そして、図９および図１０に示す情報を用いて、制御部２０１は、選択したルール３０２と、入力された動画との類似度を評価する。一例では制御部２０１は、選択したルール３０２と、入力された動画との間で、対応する基本動作の認識結果間の類似度を評価する。例えば、図９および図１０の例では、選択したルールと、入力された動画とは、どちらも基本動作：歩くと基本動作：右手を前に向けるとを含んでいる。そのため、制御部２０１は、例えば、基本動作：歩くと基本動作：右手を前に向けるとの基本動作について類似度を評価してよい。
なお、検出対象とする行動が検出される期間の長さは、動画によって異なり得る。例えば、図９の選択したルール３０２では、検出対象とする行動が検出される行動検出期間３０３は１００フレームから２３０フレームに設定されており、その長さは１３０フレームである。一方、図１０の入力動画では、検出対象とする行動の写る対象行動期間１００２として、５０フレームから１５０フレームの期間が指定されており、その長さは１００フレームである。そのため、一実施形態において制御部２０１は、動的時間伸縮法（ＤＴＷ：Dynamic Time Warping）などの手法を用いて、比較対象とする行動の２つの時系列情報を対応づけて対応系列を生成してよい。
図１１は、例示的な動的時間伸縮法の適用を示す図である。図１１（ａ）には、上段に選択したルール由来の基本動作１（例えば、歩く）の行動検出期間３０３における認識結果が元系列１として示されている。また、図１１（ａ）の下段には入力された動画由来の基本動作１（例えば、歩く）の対象行動期間１００２における認識結果が元系列２として示されている。なお、元系列１および元系列２において、０は基本動作１が検出されなかったフレームを表しており、また、１は基本動作１が検出されたフレームを表している。
この場合に、動的時間伸縮法を用いて同じ長さの対応系列を得ることができる。動的時間伸縮法は、例えば、２つの時系列の各点の距離を総当たりで求め、全て求めた上で２つの時系列が最短となる経路を見つけるアルゴリズムである。得られた対応系列では、選択したルールと、動画とで全てのデータが対応づけられている。
そして、制御部２０１は、対応系列の類似度を算出する。例えば、制御部２０１は、対応系列のJaccard係数を類似度として用いてよい。Jaccard係数は、例えば、以下の式で求めることができる。
Jaccard係数＝両方が１であるフレーム数／少なくとも一方が１であるフレーム数
図１１（ｂ）に示すように、対応系列において、少なくとも一方が１であるフレーム数は４つであり、両方が１であるフレーム数は３つであるため、Jaccard係数として３／４を求めることができる。一例では制御部２０１は、このJaccard係数を基本動作間の類似度として用いてよい。
なお、実施形態に係る類似度は、Jaccard係数に限定されるものではなく、その他の類似度であってよもよい。例えば、別の実施形態では、Dice係数やSimpton係数などが用いられてもよい。また、例えば、基本動作認識結果３０１がベクトルで表される場合、コサイン類似度などが採用されてもよい。
例えば、以上のように、制御部２０１は、選択したルール３０２と、入力された動画との間で、対応する基本動作の認識結果間の類似度を評価することができる。
Ｓ８０６において制御部２０１は、ルール３０２に対する類似度を評価する。例えば、Ｓ８０５においてルール３０２と、入力された動画との間で対応する複数の基本動作について類似度が得られている場合、制御部２０１は、更に、対応する複数の基本動作間での類似度を代表する代表類似度を求めてよい。例えば、図９に示すルール３０２と、図１０に示す動画とでは、歩くと、右手を前に向けるの２つの基本動作が対応している。そのため、制御部２０１は、これら２つの基本動作について、Ｓ８０５の処理を実行しており、それぞれの基本動作について類似度が求められている。そして、Ｓ８０６では制御部２０１、得られた２つの類似度を代表する代表類似度を求めてよい。
一例では、制御部２０１は、対応する基本動作の認識結果毎に得られた類似度の平均値を代表類似度として用いてよい。例えば、図９のルール３０２と紐づく基本動作：歩くの認識結果と、図１０の動画から検出された基本動作：歩くの認識結果との類似度が、0.9417であったとする。また、図９のルール３０２と紐づく基本動作：右手を前に向けるの認識結果と、図１０の動画から検出された基本動作：右手を前に向けるの認識結果との類似度が、0.7018であったとする。この場合に、制御部２０１は、(0.9417+0.7018)/2=0.8218で、0.8218を代表類似度として用いてよい。なお、実施形態に係る複数の類似度を代表する代表類似度は、平均値に限定されるものではなく、その他の値であってもよい。例えば、別の実施形態では、代表類似度は、中央値、最大値、最小値などの複数の類似度を代表するその他の統計値であってもよい。
また、別の実施形態では、代表類似度の取得に重み付け平均を用いることもできる。例えば、ルール情報３００における基本動作の出現頻度に応じて重み付けを行ってもよい。
例えば、ルール情報３００に１００個のルール３０２が登録されているとする。また、これらの１００個のルール３０２のうちで、行動の検出に用いる基本動作として歩くが登録されているルール３０２の数が５０個であったとする。一方、１００個のルール３０２のうちで、行動の検出に用いる基本動作として右手を前に向けるが登録されているルール３０２の数が１０個であったとする。この場合、基本動作：歩くよりも、基本動作：右手を前に向けるの方が出現頻度が小さく、ルール情報３００において稀な基本動作であることが分かる。そして、出現頻度が小さく、ルール情報３００において稀な基本動作の方が、頻繁に登場する基本動作よりも、ルール３０２による行動の検出において重要であったり、ルール３０２を強く特徴づけていたりする可能性がある。そのため、一実施形態では制御部２０１は、ルール情報３００において、対象の基本動作の出現頻度が低いほど、その基本動作の認識結果の類似度を強く、代表類似度に反映させてよい。
例えば、上記の例では、ルール情報３００においてルール３０２が１００個あり、そのうちの５０個のルール３０２が着目する基本動作として歩くを含む。そのため、100/50=2で重み付けの係数２を求めることができる。同様に、ルール情報３００においてルール３０２が１００個あり、そのうちの１０個のルール３０２が着目する基本動作として右手を前に向けるを含む。そのため、100/10=10で重み付けの係数１０を求めることができる。そして、制御部２０１は、得られた重み付けの係数を用いて、(2*0.9417+10*0.7808)/(2+10)=0.8076というように重み付け平均を計算して代表類似度を取得してもよい。
そして、Ｓ８０６の処理では制御部２０１は、得られた代表類似度を、選択したルール３０２と、入力された動画との間の類似度として用いてよい。
Ｓ８０７において制御部２０１は、ルール情報３００に未処理のルール３０２があるか否かを判定する。ルール情報３００に未処理のルール情報３００がある場合（Ｓ８０７がＹＥＳ）、フローはＳ８０３に戻り、制御部２０１は、未処理のルール３０２を選択して処理を繰り返す。一方、ルール情報３００に未処理のルール３０２がない場合（Ｓ８０７がＮＯ）、フローはＳ８０８に進む。
Ｓ８０８において制御部２０１は、類似度に基づき候補ルールを特定して出力する。例えば、制御部２０１は、類似度が高いルール３０２が、類似度が低いルール３０２よりも上位に配置されるように、ルール情報３００のルール３０２を並べ替えてルール３０２を示す情報を候補ルールとして出力してよい。また、別の例では制御部２０１は、類似度が上位の所定の数のルール３０２を示す情報を候補ルールとして出力してもよい。
また、制御部２０１は、候補ルールを出力する際に、候補ルールと対応する基本動作認識結果３０１の動画プロパティで指定される動画を出力してもよい。それにより、ユーザは候補ルールと対応する動画を見ることができ、出力された候補ルールが流用に適しているかを容易に確認することができる。
また、例えば、ルール情報３００に蓄積されているルール３０２は、検出対象の行動の種別などによって予め複数のグループに分類されていてもよい。この場合に、制御部２０１は、Ｓ８０８においてグループごとに類似度が上位の所定の数のルール３０２を出力してもよい。ルール３０２のグループ化は、例えば、類似度に基づいて実行することができる。一例では、制御部２０１は、ルール情報３００に含まれるルール３０２間で類似度を評価する。そして、制御部２０１は、所定の類似度以上のルール３０２をグループにまとめることで、ルール情報３００のルール３０２を複数のグループに分類してよい。或いは、ユーザが予め似ているルール３０２が同じグループになるようにルール３０２のグループ化を実行してもよい。
そして、このようにグループ化を行って、グループごとにルール３０２を出力することで、ほぼ同じルール３０２が候補ルールとして複数特定されてしまうことを抑制することができる。例えば、動画に写る行動と類似する行動を検出するルール３０２を検索したい場合、似通った行動ばかりではなく、多様な行動を検出するルール３０２の中から類似度の高いルール３０２を特定することが望ましい場合がある。グループ化を行って、グループごとのルール３０２から候補ルールを特定することで、多様な行動を対象とするルール３０２を候補ルールとして特定することができる。
以上で述べたように、実施形態によれば認識したい行動が写る動画を用意すれば、その行動を特徴づける基本動作に着目するルール３０２を候補ルールとして特定することができる。そして、制御部２０１は、一例では、認識対象の動画に含まれる被写体の写る角度、撮影装置の画質等の撮影条件などによる誤差をパラメータフィッティングにより調整すれば、候補ルールを用いて動画からの認識対象の行動の検出を開始することができる。或いは、ユーザは、候補ルールを編集して、動画に適した新たなルール３０２を生成してもよい。この場合にも、候補ルールを流用することで、着目する基本動作などが特定されたルール３０２をベースに、新たなルール３０２を作成できるため、ルール３０２の作成コストを削減することができる。
（変形例）
続いて、変形例を説明する。例えば、１つのルール３０２が複数の動画に適用されることもあり得る。この場合に、例えば、それぞれの動画から基本動作認識結果３０１および行動検出期間３０３が取得されてルール情報３００に登録されてもよい。
図１２は、実施形態の変形例に係るルール３０２が複数の動画に適用された場合のグラフ構造を例示する図である。図１２に示すように、ルール３０２を、複数の動画の基本動作認識結果３０１（基本動作認識結果ａ～基本動作認識結果ｃ）に対して適用して、複数の行動検出期間３０３（行動検出期間ａ～行動検出期間ｄ）が生成されている。なお、基本動作認識結果ｃからはルール３０２による検出対象の行動が２つ検出されており、行動検出期間ｃおよび行動検出期間ｄの２つの行動検出期間３０３が生成されている。
このように１つのルール３０２が、複数の動画の基本動作認識結果３０１に適用されて複数の行動検出期間３０３が生成されているとする。この場合にも、制御部２０１は、それぞれの基本動作認識結果３０１ごとに、入力された動画の基本動作の認識結果との類似度を評価し、その複数の類似度を代表する代表類似度を取得することで、入力された動画とルール３０２との類似度を評価することができる。
図１３は、実施形態の変形例に係る候補ルールの出力処理の動作フローを例示する図である。例えば、情報処理装置１０１の制御部２０１は、候補ルールの出力処理の実行指示が入力されると、図１３の動作フローを開始してよい。
続く、Ｓ１３０１からＳ１３０５の処理は、例えば、Ｓ８０１からＳ８０５の処理と対応していてよく、制御部２０１は、Ｓ８０１からＳ８０５の処理と同様の処理を実行してよい。
Ｓ１３０６において制御部２０１は、選択したルール３０２に紐づく未処理の基本動作認識結果３０１があるかいなかを判定する。そして、未処理の基本動作認識結果３０１がある場合（Ｓ１３０６がＹＥＳ）、フローはＳ１３０４に戻り、未処理の基本動作認識結果３０１に対して処理を繰り返す。一方、未処理の基本動作認識結果３０１がない場合（Ｓ１３０６がＮＯ）、フローはＳ１３０７に進む。
Ｓ１３０７において制御部２０１は、選択したルール３０２の類似度を評価する。例えば、選択したルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１が１つであれば、制御部２０１は、対応する基本動作ごとに得られている類似度を代表する代表類似度を求めて、その代表類似度をルール３０２の類似度として用いてよい。一方、選択したルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１が複数ある場合、それぞれの基本動作認識結果３０１について基本動作ごとに類似度が得られている。この場合、制御部２０１は、基本動作認識結果３０１ごとに、対応する基本動作の類似度を代表する代表類似度を求める。そして、制御部２０１は、得られた基本動作認識結果３０１ごとの代表類似度を更に代表する代表類似度を求めて、動画とルール３０２との類似度として用いてよい。なお、代表類似度は、例えば、複数の類似度を代表する類似度であってよく、平均値、中央値、最小値、最大値などの統計値であってよい。
続く、Ｓ１３０８およびＳ１３０９の処理は、例えば、Ｓ８０７からＳ８０８の処理と対応していてよく、制御部２０１は、Ｓ８０７からＳ８０８の処理と同様の処理を実行してよい。
以上で述べたように、例えば、ルール３０２が複数の動画の基本動作認識結果３０１に適用されているとする。この場合にも、そのルールの複数の時系列情報と、動画から検出された基本動作と対応する第２の時系列情報とに基づいて、そのルールと動画との類似度を評価し、候補ルールを出力することができる。
また、変形例で述べたように、複数の基本動作認識結果３０１との類似度を評価することで、幅広いルール３０２を候補ルールとして特定することが可能になる。例えば、入力される動画として、歩いて右手を前に向ける行動が写る動画を入力したとする。この場合、歩いて右手を前に向ける行動を含むルール３０２の類似度は高く評価される。
また更に、例えば、ルール情報３００に、歩いて片手を前に向けるルール３０２があったとする。このルール３０２では、前に向ける手は、右手であっても、左手であってもよく、歩いて片手を前に向ける行動が写っていれば、このルール３０２を満たすことになる。しかしながら、例えば、このルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１として、歩いて左手を前に向ける行動が写る動画の基本動作認識結果３０１しかルール情報３００に存在しないとする。この場合、入力動画は右手を前に向ける基本動作が写る動画であるため、左手を前に向ける基本動作については類似度が低く評価されてしまう。結果として、入力動画と、歩いて片手を前に向けるルール３０２との類似度も低く評価されてしまう。
一方、例えば、ルール３０２に紐づく基本動作認識結果３０１として、歩いて左手を前に向ける基本動作の写る動画の基本動作認識結果３０１と、歩いて右手を前に向ける基本動作の写る動画の基本動作認識結果３０１とを紐づけておく。それにより、歩いて右手を前に向ける基本動作の写る動画の基本動作認識結果３０１は、入力動画との類似度が高く評価されるため、複数の基本動作認識結果３０１を代表する代表類似度も高く評価させることができる。結果として、歩いて片手を前に向けるルール３０２の入力動画との類似度を高く評価することができ、候補ルールとして歩いて片手を前に向けるルール３０２を特定することが可能になる。
このように、ルール３０２は、片手を前に向けるというように、複数の基本動作を許容するように記述されることがある。これらの多様な記述を網羅するように複数の基本動作認識結果３０１をルール３０２に紐づけておくことで、評価対象のルール３０２がいずれかの基本動作認識結果３０１と合致すれば、そのルール３０２を高く評価させることができる。その結果、入力される動画と対応する幅広いルール３０２を類似度に基づいて特定することが可能になる。なお、別の実施形態では、制御部２０１は、ルール３０２において並列で記述される基本動作については、並列で記述される複数の基本動作の類似度のうち最大の類似度を、並列で記述される複数の基本動作を代表する代表類似度として用いてもよい。
以上において、実施形態を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の動作フローは例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。可能な場合には、動作フローは、処理の順番を変更して実行されてもよく、別に更なる処理を含んでもよく、または、一部の処理が省略されてもよい。例えば、図８および図１３の動作フローの過去の実行において、入力動画に対して既に基本動作の認識が実行済みである場合には、Ｓ８０２およびＳ１３０２の処理は実行されなくてもよい。
また、上述の実施形態においてルール３０２に紐づけられた基本動作認識結果３０１に記録される認識結果は、例えば、ルール３０２で規定される基本動作のパターンで用いられている基本動作についての認識結果の情報のみであってもよい。それにより、基本動作認識結果３０１の蓄積にかかる記憶容量を削減することができる。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、基本動作認識結果３０１は、その他の基本動作についての認識結果の情報を含んでいてもよい。また、Ｓ８０５およびＳ１３０５における基本動作の類似度の評価の処理も、ルール３０２に含まれる基本動作のみを対象として実行されてもよい。即ち、制御部２０１は、例えば、動画から検出された少なくとも１つの基本動作と対応する第２の時系列情報のうちで、ルールの複数の基本動作と対応している一部の時系列情報と、ルールと対応づけられている第１の時系列情報との類似度を評価してよい。また、入力動画からの基本動作の検出は、ルール情報３００のルール３０２に登録されている基本動作のみを対象として実行されてもよい。それにより、処理量を削減することができる。
また、ルール３０２で着目する基本動作が、入力動画において検出されないこともある。この場合、制御部２０１は、その基本動作が検出されていない認識結果を用いて、ルール３０２の基本動作との類似度を評価してもよい。或いは、制御部２０１は、ルール３０２に含まれる基本動作のうちで、入力動画において検出されていない基本動作については、類似度の評価を行わず、他の基本動作について評価した類似度を用いてルール３０２と、入力動画との類似度を評価してもよい。
また、上述の実施形態ではルール情報３００のクラスとして基本動作認識結果３０１、ルール３０２、および行動検出期間３０３の３つのクラスを定義しているが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、行動検出期間３０３は含まれていなくてもよい。代わりに、行動検出期間３０３の情報は、制御部２０１が、基本動作認識結果３０１にルール３０２を適用して適宜生成してもよい。例えば、制御部２０１は、所定の頻度以上で対象の基本動作が検出された区間を、基本動作が検出された区間として特定してよい。そして、制御部２０１は、ルール３０２で規定される基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作が検出された区間を統合して、行動検出期間として用いてもよい。或いは、別の実施形態では、基本動作認識結果３０１の動画の範囲が行動検出期間３０３となるようにルール情報３００に基本動作認識結果３０１が記録されていてもよい。
なお、上述の実施形態において、例えば、Ｓ８０１からＳ８０２およびＳ１３０１からＳ１３０２の処理では、情報処理装置１０１の制御部２０１は、検出部２１１として動作する。また、Ｓ８０６およびＳ１３０７の処理では、情報処理装置１０１の制御部２０１は、例えば、評価部２１２として動作する。Ｓ８０８およびＳ１３０９の処理では、情報処理装置１０１の制御部２０１は、例えば、出力部２１３として動作する。
図１４は、実施形態に係る情報処理装置１０１を実現するためのコンピュータ１４００のハードウェア構成を例示する図である。図１４のハードウェア構成は、例えば、プロセッサ１４０１、メモリ１４０２、記憶装置１４０３、読取装置１４０４、通信インタフェース１４０６、および入出力インタフェース１４０７を備える。なお、プロセッサ１４０１、メモリ１４０２、記憶装置１４０３、読取装置１４０４、通信インタフェース１４０６、入出力インタフェース１４０７は、例えば、バス１４０８を介して互いに接続されている。
プロセッサ１４０１は、例えば、シングルプロセッサであっても、マルチプロセッサやマルチコアであってもよい。プロセッサ１４０１は、メモリ１４０２を利用して例えば上述の動作フローの手順を記述したプログラムを実行することにより、上述した制御部２０１の一部または全部の機能を提供する。例えば、情報処理装置１０１のプロセッサ１４０１は、記憶装置１４０３に格納されているプログラムを読み出して実行することで、検出部２１１、評価部２１２、および出力部２１３として動作する。
メモリ１４０２は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域およびＲＯＭ領域を含んでいてよい。記憶装置１４０３は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、または外部記憶装置である。なお、ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。また、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。
読取装置１４０４は、プロセッサ１４０１の指示に従って着脱可能記憶媒体１４０５にアクセスする。着脱可能記憶媒体１４０５は、例えば、半導体デバイス、磁気的作用により情報が入出力される媒体、光学的作用により情報が入出力される媒体などにより実現される。なお、半導体デバイスは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリである。また、磁気的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、磁気ディスクである。光学的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、Blu-ray Disc等（Blu-rayは登録商標）である。ＣＤは、Compact Discの略称である。ＤＶＤは、Digital Versatile Diskの略称である。
上述の記憶部２０２は、例えばメモリ１４０２、記憶装置１４０３、および着脱可能記憶媒体１４０５を含んでいる。例えば、情報処理装置１０１の記憶装置１４０３には、ルール情報３００の基本動作認識結果３０１、ルール３０２、および行動検出期間３０３が格納されている。
通信インタフェース１４０６は、例えば、プロセッサ１４０１の指示に従って、他の装置と通信する。例えば、情報処理装置１０１は、通信インタフェース１４０６を介して撮影装置１０２から動画データを受信してよい。通信インタフェース１４０６は、上述の通信部２０３の一例である。
入出力インタフェース１４０７は、例えば、入力装置および出力装置との間のインタフェースである。入力装置は、例えばユーザからの指示を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネルなどのデバイスである。出力装置は、例えばディスプレーなどの表示装置、およびスピーカなどの音声装置である。
実施形態に係る各プログラムは、例えば、下記の形態で情報処理装置１０１に提供される。
（１）記憶装置１４０３に予めインストールされている。
（２）着脱可能記憶媒体１４０５により提供される。
（３）プログラムサーバなどのサーバから提供される。
なお、図１４を参照して述べた情報処理装置１０１を実現するためのコンピュータ１４００のハードウェア構成は、例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の構成の一部が、削除されてもよく、また、新たな構成が追加されてもよい。また、別の実施形態では、例えば、上述の制御部２０１の一部または全部の機能がＦＰＧＡ、ＳｏＣ、ＡＳＩＣ、およびＰＬＤなどによるハードウェアとして実装されてもよい。なお、ＦＰＧＡは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。ＳｏＣは、System-on-a-chipの略称である。ＡＳＩＣは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。ＰＬＤは、Programmable Logic Deviceの略称である。
以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態および代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。
１００ 行動認識システム
１０１ 情報処理装置
１０２ 撮影装置
２０１ 制御部
２０２ 記憶部
２０３ 通信部
２１１ 検出部
２１２ 評価部
２１３ 出力部
３００ ルール情報
３０１ 基本動作認識結果
３０２ ルール
３０３ 行動検出期間
１００２ 対象行動期間
１４００ コンピュータ
１４０１ プロセッサ
１４０２ メモリ
１４０３ 記憶装置
１４０４ 読取装置
１４０５ 着脱可能記憶媒体
１４０６ 通信インタフェース
１４０７ 入出力インタフェース
１４０８ バス

Claims (6)

  1. 動画から対象の少なくとも１つの基本動作を検出する検出部と、
    前記対象の行動を検出するための基本動作のパターンを規定する複数のルールであって前記対象の行動の種別によって複数のグループに分類されている前記複数のルールにおける、前記基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作の検出タイミングを時系列で表す第１の時系列情報と対応づけられている、前記複数のルールのそれぞれのルールについて、前記ルールと対応づけられている前記第１の時系列情報と、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作の検出タイミングを時系列で表す第２の時系列情報とに基づいて、前記ルールと前記動画との類似度を評価する評価部と、
    前記複数のルールのうちの第１の候補ルール及び第２の候補ルールであって、前記複数のグループのうちの第１のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第１の候補ルールと、前記複数のグループのうちの第２のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第２の候補ルールとを出力する出力部と、
    を含む、情報処理装置。
  2. 前記評価部は、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作と対応する前記第２の時系列情報のうちで、前記ルールの前記複数の基本動作と対応している一部の時系列情報と、前記ルールと対応づけられている前記第１の時系列情報との類似度を評価する、請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記評価部は、前記ルールと対応づけられている前記第１の時系列情報と、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作と対応する前記第２の時系列情報とから動的時間伸縮法により生成した対応系列の類似度を評価する、請求項１または２に記載の情報処理装置。
  4. 前記複数のルールのうちの或るルールは、前記第１の時系列情報を含む複数の時系列情報と対応づけられており、
    前記評価部は、前記或るルールの前記複数の時系列情報と、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作と対応する前記第２の時系列情報とに基づいて、前記或るルールと前記動画との類似度を評価する、請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
  5. コンピュータにより実行される出力方法であって、
    前記コンピュータが、
    動画から対象の少なくとも１つの基本動作を検出し、
    前記対象の行動を検出するための基本動作のパターンを規定する複数のルールであって前記対象の行動の種別によって複数のグループに分類されている前記複数のルールにおける、前記基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作の検出タイミングを時系列で表す第１の時系列情報と対応づけられている、前記複数のルールのそれぞれのルールについて、前記ルールと対応づけられている前記第１の時系列情報と、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作の検出タイミングを時系列で表す第２の時系列情報とに基づいて、前記ルールと前記動画との類似度を評価し、
    前記複数のルールのうちの第１の候補ルール及び第２の候補ルールであって、前記複数のグループのうちの第１のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第１の候補ルールと、前記複数のグループのうちの第２のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第２の候補ルールとを出力する、
    ことを特徴とする出力方法。
  6. 動画から対象の少なくとも１つの基本動作を検出し、
    前記対象の行動を検出するための基本動作のパターンを規定する複数のルールであって前記対象の行動の種別によって複数のグループに分類されている前記複数のルールにおける、前記基本動作のパターンに含まれる複数の基本動作の検出タイミングを時系列で表す第１の時系列情報と対応づけられている、前記複数のルールのそれぞれのルールについて、前記ルールと対応づけられている前記第１の時系列情報と、前記動画から検出された前記少なくとも１つの基本動作の検出タイミングを時系列で表す第２の時系列情報とに基づいて、前記ルールと前記動画との類似度を評価し、
    前記複数のルールのうちの第１の候補ルール及び第２の候補ルールであって、前記複数のグループのうちの第１のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第１の候補ルールと、前記複数のグループのうちの第２のグループから前記類似度に基づいて特定された前記第２の候補ルールとを出力する、
    処理をコンピュータに実行させる出力プログラム。
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