Detecting Anomalous Human Interactions using Laser Range

Detecting Anomalous Human
Interactions using Laser Range-finders
2004/05/31
ide
論文紹介
出展

IEEE/RSJ International Conference on
Intelligent Robots and Systems (IROS)
2004
著者


Anand Panangadan, Maja Mataric, Gaurav
Sukhatme
University of Southern California
この論文を選んだ理由
異常検知という共通点
利用している手法が参考になったから
身近なものを感じたから


位置情報
行動パターン(コンテキスト?)
アウトライン
概要
関連研究と差分
手法
実験と評価
概要
Laser Range-finder(距離画像を取得でき
る)を使って人の動きから異常を検知


人の識別は無し
人の動きを自動クラスタリング(モデル化)
 activityとして定義

interactionを検出
 2人以上がactivityの期間ずっと一緒にいる場合

activityとinteractionから異常を検知
システムの全体像
関連研究1
行動のモデル化(分野全般)



例:hand gesture
複雑なactivityは複数の簡単なactivityから構
成される
手法として確率的手法やベイジアンネット,隠
れマルコフモデルなどが用いられている
関連研究2
interactionを検知する研究は主に映像を
使って行われている


屋外での人の出会い
駐車スペースで車からの乗降
予め定義されたaction(lower level
activity)が存在する
関連研究3
既存のLaser range-finderを使って行動を
モデル化する研究



対象は屋内レベルや都市レベル
timescaleによって位置の粒度を変えて表現す
る研究
interactionには注目していない
Contribution
Laser range-finderを用いたinteractionを
含む行動のモデル化
予めactionの定義を必要としない

actionの自動定義
Laser Tracking
中庭の角に2つLaser Range-finderを設置
抽出するパラメータ

位置(XY座標系)に変換
 Mesh Relaxationという手法を用いる

移動(局座標系)を算出
 1ステップ前の位置との差分から
移動のモデル化
9種類の移動(右図)


一定以上の速度は無視
primitiveな単位
初期値:

移動の集合
移動パターンの分類
仮定:

異なるactivityは異なる確率セットを持つ
→確率セットが類似した部分集合に分類
分類手法

Jensen-Shannon divergenceを用いる
 分布類似度の尺度として用いられる値
分類に用いる条件
ある連続した移動におけるd(i)のカウント
ある連続した移動におけるd(i)の確率
重み付き平均分布
エントロピー
Jansen-Shannon divergence
算出式


p1,p2が完全に同じ分布であれば0
それ以外の場合は正の値
 値が低ければ類似性が高い
分類する値の決定
Jansen-Shannon divergenceが最大にな
る点で移動の集合を2つに分割

最も類似しない2つの集合に分割
Detecting interactions
2m以内で,同じ移動軌跡であれば
interactionと判断

同研究室の以前の研究(室内)では,
entropy-basedでinteractionを検出していた
が,屋外ではこの方法が優れていると判断
Detecting Anomalous Activities
activity,interactionの起きる周期を学習


両者の生起分布はポアソン分布と仮定
intervalがある閾値を下回ると異常
類似する軌跡の判断

曲線による多点間の補完
 3次スプライン曲線

20点をサンプリングし,それぞれの点の距離
の差を合計し類似度を算出
実験
Campusのcourtyardでの実験
結果
結論
人の急激な増加を異常として検知した
会話という行動が別の場所で行われた場
合に同じ行動として識別できなかった
読んで感じたこと
デバイスの制約

分野の違い?
参考にしたい部分

類似度を測るところ
 数値データのクラスタリング
 もう一つくらい調べる・・・?

確率を用いるところ
 異常度合い?の表現