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JP7190419B2 - LEARNING DEVICE, ATMOSPHERE RECOGNIZING DEVICE, LEARNING METHOD, AND PROGRAM - Google Patents
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LEARNING DEVICE, ATMOSPHERE RECOGNIZING DEVICE, LEARNING METHOD, AND PROGRAM Download PDF

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Description

本発明は、学習装置、雰囲気認識装置、学習方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a learning device, an atmosphere recognition device, a learning method, and a program.

従来、コミュニケーションシーンに参加している人間同士の雰囲気を認識する技術が提案されている。例えば、非特許文献1には、画像から顔、ポーズ、ジェスチャ、視線などの特徴量を抽出して、既知の深層学習手法を利用してグループレベルでの感情の認識モデルを実現するための技術が開示されている。 Conventionally, techniques for recognizing the atmosphere between people participating in a communication scene have been proposed. For example, Non-Patent Document 1 describes a technique for realizing an emotion recognition model at the group level by extracting feature amounts such as faces, poses, gestures, and line of sight from images and using known deep learning techniques. is disclosed.

Xin Guo, Bin Zhu, Luisa F. Polania, Charles Boncelet, and Kenneth E. Barner. 2018. Group-Level Emotion Recognition using Hybrid Deep Models based on Faces, Scenes, Skeletons and Visual Attentions. ACM International Conference on Multimodal Interaction 2018.Xin Guo, Bin Zhu, Luisa F. Polania, Charles Boncelet, and Kenneth E. Barner. 2018. Group-Level Emotion Recognition using Hybrid Deep Models based on Faces, Scenes, Skeletons and Visual Attentions. ACM International Conference on Multimodal Interaction 2018.

上記の技術は、画像に含まれる視覚特徴を抽出して複数のモデルを構築し、それらのモデルで認識した結果を融合することで雰囲気認識の実現を試みる技術である。しかしながら、画像から抽出された低レベルの視覚特徴(例えば、顔特徴や表情特徴等)の組み合わせだけでは、実用的な認識性能を担保することが難しい場合がある。 The above technology is a technology that attempts to realize atmosphere recognition by extracting visual features contained in an image, constructing multiple models, and combining the results of recognition using those models. However, it may be difficult to ensure practical recognition performance only by combining low-level visual features (for example, facial features, facial expression features, etc.) extracted from images.

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、画像を入力とするニューラルネットワークの学習モデルに、画像以外の他の情報から得られる知識を移転させる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a technique for transferring knowledge obtained from information other than images to a learning model of a neural network that receives images as input.

本発明の第1の態様は、学習装置である。この装置は、複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得する教師データ取得部と、前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換する第1ベクトル変換部と、変換された前記第1ベクトルデータに対応する画像データを第2ベクトルデータに変換する第2ベクトル変換部と、複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する第1学習部と、前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する第2学習部と、を備える。 A first aspect of the present invention is a learning device. This apparatus acquires teacher data in which a plurality of image data including a plurality of persons as subjects, a description about the subject of each of the image data, and a label indicating the atmosphere of each of the image data are associated with each other. an acquisition unit; a first vector conversion unit that converts the description corresponding to the image data into first vector data; and a second vector conversion unit that converts the converted image data corresponding to the first vector data into second vector data. a 2-vector conversion unit, and a first neural network configured to output the label corresponding to the first vector data when the first vector data is input to the first neural network composed of a plurality of layers. Inputting the second vector data to a first learning unit that learns parameters of each layer constituting the first neural network and a second neural network that commonly includes a specific layer that is one of the layers constituting the first neural network. learning the parameters of each layer constituting the second neural network so that the data input to the specific layer in the second neural network becomes closer to the data input to the specific layer in the first neural network when the and a second learning unit.

前記学習装置は、(1)前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータと前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータとの誤差と、(2)前記教師データに含まれるラベルと前記第1ニューラルネットワークの出力との誤差と、を含む評価関数の評価値を算出する評価値算出部をさらに備えてもよく、前記第1学習部は、前記評価値に基づいて前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを更新してもよく、前記第2学習部は、前記評価値に基づいて前記第2ニューラルネットワークを構成する層のうち、入力層、前記特定層、及び前記入力層と前記特定層との間に存在する層のパラメータを更新してもよい。 (1) an error between data input to the specific layer in the first neural network and data input to the specific layer in the second neural network; and an error between the label and the output of the first neural network. A parameter of each layer constituting the first neural network may be updated, and the second learning unit updates the input layer, the specific layer, and the layer constituting the second neural network based on the evaluation value. Parameters of layers existing between the input layer and the specific layer may be updated.

前記第2学習部は、前記評価値があらかじめ定められた収束条件を満たすことを条件として、前記第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、当該第2ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習してもよい。 The second learning section inputs the second vector data to the second neural network under the condition that the evaluation value satisfies a predetermined convergence condition, and the second learning section corresponds to the second vector data. A parameter of each layer constituting the second neural network may be learned so as to output a label.

前記第2学習部は、前記第2ニューラルネットワークを構成する層のうち、出力層と、前記出力層と前記特定層との間に存在する層のパラメータのみを学習してもよい。 The second learning unit may learn only parameters of an output layer and layers existing between the output layer and the specific layer among the layers constituting the second neural network.

本発明の第2の態様は、雰囲気認識装置である。この装置は、上述した学習装置が生成した前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習モデルとして記憶する記憶部と、画像データを取得する画像データ取得部と、前記記憶部が記憶する学習モデルを前記画像データ取得部が取得した画像データに適用することにより、前記画像データの被写体の雰囲気を示すラベルを出力するモデル適用部と、を備える。 A second aspect of the present invention is an atmosphere recognition device. This device includes a storage unit for storing, as a learning model, parameters of each layer constituting the second neural network generated by the learning device described above, an image data acquisition unit for acquiring image data, and a learning stored in the storage unit. a model application unit that applies a model to the image data acquired by the image data acquisition unit to output a label indicating the mood of the subject of the image data.

本発明の第3の態様は、学習方法である。この方法において、プロセッサが、複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの被写体の雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得するステップと、前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換するステップと、変換された前記第1ベクトルデータに対応する前記画像データを第2ベクトルデータに変換するステップと、複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習するステップと、前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習するステップと、を実行する。 A third aspect of the present invention is a learning method. In this method, the processor provides teacher data in which a plurality of image data including a plurality of persons as subjects, an explanation about the subject of each of the image data, and a label indicating the atmosphere of each of the subjects of the image data are associated with each other. converting a description corresponding to the image data into first vector data; converting the image data corresponding to the converted first vector data into second vector data; a parameter of each layer constituting said first neural network so as to output said label corresponding to said first vector data when said first vector data is input to said first neural network composed of a plurality of layers; and when inputting the second vector data to a second neural network that commonly includes a specific layer that is a part of the layers constituting the first neural network, the second neural network learning the parameters of each layer of the second neural network so that the vector output by the specific layer in the network approaches the vector output by the specific layer in the first neural network.

本発明の第4の態様はプログラムである。このプログラムは、コンピュータに、複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの被写体の雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得する機能と、前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換する機能と、変換された前記第1ベクトルデータに対応する前記画像データを第2ベクトルデータに変換する機能と、複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する機能と、前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する機能と、を実現させる。 A fourth aspect of the present invention is a program. This program provides a computer with a plurality of image data including a plurality of people as subjects, an explanation about each subject of the image data, and a label indicating the atmosphere of each subject of the image data. a function of converting the description corresponding to the image data into first vector data; and a function of converting the image data corresponding to the converted first vector data into second vector data. a parameter of each layer constituting said first neural network so as to output said label corresponding to said first vector data when said first vector data is input to said first neural network composed of a plurality of layers; and a specific layer that is part of the layers constituting the first neural network. and a function of learning the parameters of each layer constituting the second neural network so that the vector output by the specific layer in the network approaches the vector output by the specific layer in the first neural network.

このプログラムを提供するため、あるいはプログラムの一部をアップデートするために、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供されてもよく、また、このプログラムが通信回線で伝送されてもよい。 In order to provide this program or update part of the program, a computer-readable recording medium recording this program may be provided, or this program may be transmitted via a communication line.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above-described components, and expressions of the present invention converted into methods, devices, systems, computer programs, data structures, recording media, etc. are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、画像を入力とするニューラルネットワークの学習モデルに、画像以外の他の情報から得られる知識を移転させることができる。 According to the present invention, it is possible to transfer knowledge obtained from information other than images to a learning model of a neural network that receives images as input.

実施の形態に係る処理の概要を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an outline of processing according to the embodiment; 実施の形態に係る学習装置の機能構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a learning device according to an embodiment; FIG. 実施の形態に係る第2誤差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd error which concerns on embodiment. 実施の形態に係る雰囲気認識装置の機能構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a functional configuration of an atmosphere recognition device according to an embodiment; FIG. 実施の形態に係る学習装置が実行する学習処理の流れを説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the flow of learning processing executed by the learning device according to the embodiment;

<実施の形態の概要>
本発明の実施の形態に係る学習装置は、複数の層から構成されるニューラルネットワークを利用して、複数の人物を被写体として含む画像データを入力したときに、その画像から得られる雰囲気を示すラベルを出力する学習モデルを生成する。このとき、実施の形態に係る学習装置は、複数の人物を被写体として含む画像データとその画像データの雰囲気を文章で表した説明文、及びその画像データの雰囲気を示すラベルが紐づけられたデータを教師データとして用いる。この教師データを用いることにより、実施の形態に係る学習装置は、画像データを入力として雰囲気を出力するための学習モデルを構成する層のパラメータに、説明文から得られる“知識”を抽出した知識特徴量を移転させる。これにより、実施の形態に係る学習装置は、最終的には画像データのみを入力とする学習モデルであるが、その学習モデルには説明文から得られる知識が反映された学習モデルを生成することができる。
<Overview of Embodiment>
A learning device according to an embodiment of the present invention utilizes a neural network composed of a plurality of layers, and when image data including a plurality of people as subjects is input, a label indicating the atmosphere obtained from the image is obtained. Generate a learning model that outputs At this time, the learning device according to the embodiment includes image data including a plurality of people as subjects, a description expressing the atmosphere of the image data in sentences, and data associated with a label indicating the atmosphere of the image data. is used as training data. By using this teacher data, the learning apparatus according to the embodiment can extract knowledge obtained from explanatory sentences as parameters of layers constituting a learning model for outputting an atmosphere from image data. Transfer features. As a result, although the learning device according to the embodiment is a learning model whose final input is only image data, it can generate a learning model in which knowledge obtained from the explanation is reflected in the learning model. can be done.

なお、「複数の人物を被写体として含む画像データの雰囲気」とは、その画像データに含まれる被写体同士の雰囲気の良し悪しを示す概念である。また、「画像データの雰囲気を文章で表した説明文」とは、画像データに含まれる被写体(人物以外も含む)を描写した文章であり、少なくとも名詞と動詞とを含む文章である。説明文の具体例としては、例えば、「二人の男性が口論をしている」、「3人の女性がカフェで紅茶を飲んでいる」、「会議室の白板にグラフが描かれている」等である。 It should be noted that the “atmosphere of image data including a plurality of people as subjects” is a concept that indicates whether the atmosphere between subjects included in the image data is good or bad. Also, the “explanatory text that expresses the atmosphere of the image data in sentences” is a sentence that describes a subject (including people other than people) included in the image data, and is a sentence that includes at least nouns and verbs. Specific examples of explanations include, "Two men are arguing," "Three women are drinking tea in a cafe," and "A graph is drawn on a white board in a meeting room." ” etc.

図1(a)-(b)は、実施の形態に係る処理の概要を説明するための模式図である。具体的には、図1(a)は、説明文の知識を抽出するため雰囲気特徴学習処理を説明するための図である。また、図1(b)は、雰囲気特徴学習処理によって抽出された雰囲気特徴量を用いて、雰囲気認識モデルを学習するモデル学習処理を説明するための図である。以下、図1を(a)-(b)参照して、実施の形態に係る学習装置が実行する処理の概要を説明する。 FIGS. 1A and 1B are schematic diagrams for explaining an outline of processing according to an embodiment. Specifically, FIG. 1(a) is a diagram for explaining an atmosphere feature learning process for extracting knowledge of a description. FIG. 1(b) is a diagram for explaining a model learning process for learning an atmosphere recognition model using atmosphere feature amounts extracted by the atmosphere feature learning process. Hereinafter, an outline of processing executed by the learning device according to the embodiment will be described with reference to (a) and (b) of FIG.

図1(a)において、教師データTは、雰囲気特徴学習に用いられる教師データである。この教師データTは、複数の人物を被写体として含む複数の画像データIと、画像データIそれぞれの被写体に関する説明文Dと、画像データIそれぞれの雰囲気を示すラベルLとが対応づけられたデータである。一例として、ラベルLは1から5までの5段階の数値で表現され、数値が大きいほど雰囲気がよいことを示す。図1(a)に例示する教師データでは、画像データIの雰囲気を示すラベルLは「5」であり、雰囲気がよいことを示している。 In FIG. 1A, teacher data T is teacher data used for atmosphere feature learning. This training data T is data in which a plurality of image data I including a plurality of persons as subjects, a description D regarding the subject of each image data I, and a label L indicating the atmosphere of each image data I are associated with each other. be. As an example, the label L is represented by a five-level numerical value from 1 to 5, and the larger the numerical value, the better the atmosphere. In the teacher data illustrated in FIG. 1A, the label L indicating the atmosphere of the image data I is "5", indicating that the atmosphere is good.

実施の形態に係る学習装置は、例えば既知のBERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)を利用して、教師データTに含まれる説明文Dを第1ベクトルデータV1に変換する。また、実施の形態に係る学習装置は、例えば既知のVGG(Visual Geometry Group)モデルを利用して教師データTに含まれる画像データIを第2ベクトルデータV2に変換する。なお、これらのベクトル変換の手法は一例であり、これ以外の手法が用いられてもよい。 The learning device according to the embodiment uses, for example, a known BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers) to transform the descriptive text D included in the teacher data T into the first vector data V1. Further, the learning device according to the embodiment converts image data I included in teacher data T into second vector data V2 using, for example, a known VGG (Visual Geometry Group) model. Note that these vector conversion techniques are merely examples, and other techniques may be used.

第1ニューラルネットワークN1は、第1ベクトルデータV1を入力したときに、第1ベクトルデータV1の元となった教師データTに含まれるラベルLを出力するためのニューラルネットワークである。また、第2ニューラルネットワークN2は、第2ベクトルデータV2を入力したときに、第2ベクトルデータV2の元となった教師データTに含まれるラベルLを出力するためのニューラルネットワークである。既知の技術であるため詳細な説明は省略するが、実施の形態に係る学習装置は、第1ニューラルネットワークN1に第1ベクトルデータV1を入力したときの出力と教師データTに含まれるラベルLとの誤差を逆伝搬することにより、第1ニューラルネットワークN1を構成するパラメータを学習する。第2ニューラルネットワークN2の学習についても同様である。 The first neural network N1 is a neural network for outputting the label L included in the teacher data T from which the first vector data V1 is derived when the first vector data V1 is input. The second neural network N2 is a neural network for outputting the label L included in the teacher data T from which the second vector data V2 is derived when the second vector data V2 is input. Although the detailed description is omitted because it is a known technique, the learning device according to the embodiment is an output when the first vector data V1 is input to the first neural network N1, the label L included in the teacher data T, and The parameters that make up the first neural network N1 are learned by back-propagating the error of . The same applies to learning of the second neural network N2.

第1ニューラルネットワークN1と第2ニューラルネットワークN2とはともに、入力層、出力層、及び中間層を含む複数の層から構成されるニューラルネットワークである。一般に、ニューラルネットワークが異なれば、ニューラルネットワークを構成するパラメータも異なる。しかしながら、図1(a)に示すように、実施の形態に係る第2ニューラルネットワークN2は、第1ニューラルネットワークN1を構成する層のうちの1部の層である特定層Sを共通に含んでいる。図1(a)において、斜線を付した矩形が、第1ニューラルネットワークN1及び第2ニューラルネットワークN2が共通に含む特定層Sである。 Both the first neural network N1 and the second neural network N2 are neural networks composed of a plurality of layers including an input layer, an output layer and an intermediate layer. In general, different neural networks have different parameters that make up the neural network. However, as shown in FIG. 1(a), the second neural network N2 according to the embodiment commonly includes a specific layer S, which is part of the layers constituting the first neural network N1. there is In FIG. 1A, hatched rectangles are specific layers S commonly included in the first neural network N1 and the second neural network N2.

実施の形態に係る学習装置は、雰囲気特徴学習処理として、第1ニューラルネットワークN1の学習と並行して、第2ニューラルネットワークN2に第2ベクトルデータV2を入力したときの第2ニューラルネットワークN2に含まれる特定層Sに入力されるベクトルデータが第1ニューラルネットワークN1に含まれる特定層Sに入力されるベクトルデータに近づくように、第2ニューラルネットワークN2の学習も実行する。 In the learning device according to the embodiment, as atmosphere feature learning processing, in parallel with the learning of the first neural network N1, the second vector data V2 is input to the second neural network N2. The learning of the second neural network N2 is also performed so that the vector data input to the specific layer S included in the first neural network N1 approaches the vector data input to the specific layer S included in the first neural network N1.

上述したように、第1ニューラルネットワークN1は、第1ベクトルデータV1を入力したときに第1ベクトルデータV1に対応するラベルLを出力するように学習される。すなわち、第1ニューラルネットワークN1は、説明文Dに基づく情報ないし知識が学習されるニューラルネットワークと言えるため、第1ニューラルネットワークN1に含まれる特定層Sにも、説明文Dに基づく知識が含まれると考えられる。 As described above, the first neural network N1 is trained to output the label L corresponding to the first vector data V1 when the first vector data V1 is input. That is, since the first neural network N1 can be said to be a neural network that learns information or knowledge based on the descriptive text D, the specific layer S included in the first neural network N1 also includes knowledge based on the descriptive text D. it is conceivable that.

したがって、第2ニューラルネットワークN2に含まれる特定層Sに入力されるベクトルデータを、第1ニューラルネットワークN1に含まれる特定層Sに入力されるベクトルデータと近づけることにより、説明文Dに基づく知識を第2ニューラルネットワークN2の特定層Sに移転することができる。言い換えると、実施の形態に係る学習装置は、画像データIに由来する第2ベクトルデータV2を第2ニューラルネットワークN2に入力したときに特定層Sに入力されるベクトルデータを、説明文Dに由来する第1ベクトルデータV1を第1ニューラルネットワークN1に入力したときに特定層Sに入力されるベクトルデータと近似させることができる。 Therefore, by approximating the vector data input to the specific layer S included in the second neural network N2 to the vector data input to the specific layer S included in the first neural network N1, the knowledge based on the explanation D can be obtained. It can be transferred to a specific layer S of the second neural network N2. In other words, the learning device according to the embodiment converts the vector data input to the specific layer S when the second vector data V2 derived from the image data I is input to the second neural network N2 into It is possible to approximate the vector data input to the specific layer S when inputting the first vector data V1 to the first neural network N1.

説明文Dに基づく知識を第2ニューラルネットワークN2の特定層Sに移転する処理である雰囲気特徴学習処理が終了すると、実施の形態に係る学習装置は、雰囲気特徴学習処理によって得られた第2ニューラルネットワークN2を用いて、雰囲気認識モデルの学習を実行する。雰囲気認識モデルは、画像データIを入力したときに、画像データIの雰囲気を示すラベルLを出力するように学習された機械学習モデルである。具体的には、第2ニューラルネットワークN2の構造及びそのパラメータである。 When the atmosphere feature learning process, which is the process of transferring the knowledge based on the explanatory note D to the specific layer S of the second neural network N2, is completed, the learning device according to the embodiment transfers the second neural network obtained by the atmosphere feature learning process. The network N2 is used to perform learning of the atmosphere recognition model. The atmosphere recognition model is a machine learning model trained to output a label L indicating the atmosphere of the image data I when the image data I is input. Specifically, the structure and parameters of the second neural network N2.

実施の形態に係る学習装置は、雰囲気特徴学習処理によって得られた第2ニューラルネットワークN2のうち、入力層から特定層Sに至るまでの間に存在する層のパラメータを固定し、特定層Sよりも出力層側にある層のパラメータのみを学習する。図1(b)において、一点鎖線の矩形で示す層が、第2ニューラルネットワークN2における入力層から特定層Sに至るまでの間に存在する層である。また、横線で示す層が、特定層Sよりも出力層側にある層である。これにより、実施の形態に係る学習装置は、第2ニューラルネットワークN2の特定層Sに入力されるベクトルデータを用いて、特定層Sよりも出力層側にある層のパラメータを学習させることができる。結果として、実施の形態に係る学習装置は、画像を入力とする第2ニューラルネットワークN2の学習モデルに、画像以外の他の情報である説明文Dに由来する知識を移転させることができる。 The learning device according to the embodiment fixes the parameters of the layers existing from the input layer to the specific layer S in the second neural network N2 obtained by the atmosphere feature learning process, and from the specific layer S also learns only the parameters of the layers on the output layer side. In FIG. 1(b), layers indicated by dashed-dotted rectangles are layers existing between the input layer and the specific layer S in the second neural network N2. A layer indicated by a horizontal line is a layer located closer to the output layer than the specific layer S. Thus, the learning device according to the embodiment can use the vector data input to the specific layer S of the second neural network N2 to learn the parameters of the layer closer to the output layer than the specific layer S. . As a result, the learning device according to the embodiment can transfer knowledge derived from the description D, which is information other than the image, to the learning model of the second neural network N2 that receives the image as input.

<実施の形態に係る学習装置1の機能構成>
図2は、実施の形態に係る学習装置1の機能構成を模式的に示す図である。学習装置1は、記憶部10と制御部11とを備える。図2において、矢印は主なデータの流れを示しており、図2に示していないデータの流れがあってもよい。図2において、各機能ブロックはハードウェア(装置)単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図2に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。機能ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてもよい。
<Functional Configuration of Learning Apparatus 1 According to Embodiment>
FIG. 2 is a diagram schematically showing the functional configuration of the learning device 1 according to the embodiment. The learning device 1 includes a storage section 10 and a control section 11 . In FIG. 2, arrows indicate main data flows, and there may be data flows not shown in FIG. In FIG. 2, each functional block does not show the configuration in units of hardware (apparatus), but the configuration in units of functions. Therefore, the functional blocks shown in FIG. 2 may be implemented within a single device, or may be implemented separately within a plurality of devices. Data exchange between functional blocks may be performed via any means such as a data bus, network, or portable storage medium.

記憶部10は、学習装置1を実現するコンピュータのBIOS(Basic Input Output System)等を格納するROM(Read Only Memory)や学習装置1の作業領域となるRAM(Random Access Memory)、OS(Operating System)やアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の大容量記憶装置である。 The storage unit 10 includes a ROM (Read Only Memory) that stores the BIOS (Basic Input Output System) of the computer that implements the learning device 1, RAM (Random Access Memory) that serves as a work area for the learning device 1, and an OS (Operating System). ), application programs, and a large-capacity storage device such as a HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) that stores various information referred to when the application program is executed.

制御部11は、学習装置1のCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサであり、記憶部10に記憶されたプログラムを実行することによって、教師データ取得部110、第1ベクトル変換部111、第2ベクトル変換部112、第1学習部113、第2学習部114、及び評価値算出部115として機能する。 The control unit 11 is a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit) of the learning device 1, and executes a program stored in the storage unit 10 to obtain the teacher data acquisition unit 110, the first It functions as a vector conversion unit 111 , a second vector conversion unit 112 , a first learning unit 113 , a second learning unit 114 and an evaluation value calculation unit 115 .

なお、図2は、学習装置1が単一の装置で構成されている場合の例を示している。しかしながら、学習装置1は、例えばクラウドコンピューティングシステムのように複数のプロセッサやメモリ等の計算リソースによって実現されてもよい。この場合、制御部11を構成する各部は、複数の異なるプロセッサの中の少なくともいずれかのプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。 Note that FIG. 2 shows an example in which the learning device 1 is composed of a single device. However, the learning device 1 may be realized by computing resources such as a plurality of processors and memories, such as a cloud computing system. In this case, each unit that configures the control unit 11 is realized by executing a program by at least one of a plurality of different processors.

教師データ取得部110は、教師データTを記憶部10から読み出して取得する。教師データTは、複数の人物を被写体として含む複数の画像データIと、画像データそれぞれの被写体に関する説明文Dと、画像データIそれぞれの雰囲気を示すラベルLとが対応づけられたデータである。 The teacher data acquisition unit 110 reads and acquires the teacher data T from the storage unit 10 . The teacher data T is data in which a plurality of image data I including a plurality of persons as subjects, a description D regarding the subject of each image data, and a label L indicating the atmosphere of each image data I are associated with each other.

第1ベクトル変換部111は、教師データTに含まれる画像データIに対応する説明文Dを、第1ベクトルデータV1に変換する。第2ベクトル変換部112は、第1ベクトルデータに対応する画像データIを第2ベクトルデータV2に変換する。 The first vector conversion unit 111 converts the descriptive text D corresponding to the image data I included in the teacher data T into first vector data V1. The second vector conversion unit 112 converts image data I corresponding to the first vector data into second vector data V2.

[雰囲気特徴学習処理]
第1学習部113は、第1ニューラルネットワークN1に第1ベクトルデータV1を入力したときに、第1ベクトルデータV1に対応するラベルLを出力するように第1ニューラルネットワークN1を構成する各層のパラメータを学習する。
[Atmosphere Feature Learning Processing]
The first learning unit 113 sets parameters of each layer constituting the first neural network N1 so as to output a label L corresponding to the first vector data V1 when the first vector data V1 is input to the first neural network N1. to learn.

第2学習部114は、第2ニューラルネットワークN2を構成する各層のパラメータを学習する。ここで、第2ニューラルネットワークN2は、第1ニューラルネットワークN1を構成する層のうちの1部の層である特定層Sを共通に含むネットワークである。第2学習部114は、第2ニューラルネットワークN2に第2ベクトルデータV2を入力したときに、第2ニューラルネットワークN2における特定層Sに入力されるベクトルデータが第1ニューラルネットワークN1における特定層Sに入力されるベクトルデータと近づくように、第2ニューラルネットワークN2を構成する各層のパラメータを学習する。これにより、学習装置1は、第1ベクトルデータV1の由来となった説明文Dの知識を、第2ニューラルネットワークN2に含まれる特定層Sに移転することができる。 The second learning unit 114 learns the parameters of each layer forming the second neural network N2. Here, the second neural network N2 is a network that commonly includes a specific layer S, which is one of the layers constituting the first neural network N1. The second learning unit 114, when inputting the second vector data V2 to the second neural network N2, transfers the vector data input to the specific layer S in the second neural network N2 to the specific layer S in the first neural network N1. The parameters of each layer forming the second neural network N2 are learned so as to approximate the input vector data. As a result, the learning device 1 can transfer the knowledge of the explanatory text D from which the first vector data V1 is derived to the specific layer S included in the second neural network N2.

第1学習部113及び第2学習部114が実行する学習についてより具体的に説明する。
評価値算出部115は、第1誤差E1と第2誤差E2との2つの誤差を含む評価関数Fの評価値Vを算出する。ここで、第1誤差は、第1ニューラルネットワークN1における特定層Sに入力されるベクトルデータと、第2ニューラルネットワークN2における特定層に入力されるベクトルデータとの誤差である。また、第2誤差は、教師データTに含まれるラベルLと第1ニューラルネットワークN1の出力との誤差である。
The learning performed by the first learning unit 113 and the second learning unit 114 will be described more specifically.
The evaluation value calculator 115 calculates the evaluation value V of the evaluation function F including two errors, the first error E1 and the second error E2. Here, the first error is the error between vector data input to a specific layer S in the first neural network N1 and vector data input to a specific layer in the second neural network N2. The second error is the error between the label L included in the teacher data T and the output of the first neural network N1.

図3は、実施の形態に係る第2誤差E2を説明するための図であり、第1ニューラルネットワークN1の特定層Sである第1特定層S1の構造と第2ニューラルネットワークN2の特定層Sである第2特定層S2の構造とを模式的に示す図である。図3に示す例では、第1特定層S1は、N個(Nは正の整数)のノード(第1ノードaから第Nノードa)を備えている。第2特定層S2も第1特定層S1と同一の構造であり、N個のノード(第1ノードbから第Nノードb)を備えている。 FIG. 3 is a diagram for explaining the second error E2 according to the embodiment, and shows the structure of the first specific layer S1, which is the specific layer S of the first neural network N1, and the specific layer S of the second neural network N2. 2 is a diagram schematically showing the structure of a second specific layer S2 which is . In the example shown in FIG. 3, the first specific layer S1 includes N (N is a positive integer) nodes ( first node a1 to Nth node aN). The second specific layer S2 also has the same structure as the first specific layer S1, and includes N nodes ( first node b1 to Nth node bN).

第1特定層S1において第1ノードaから第Nノードaまでのそれぞれのノードに入力される数値をそれぞれa,a,・・・,aとする。また、これらの数値を要素とするベクトルをベクトルA=(a,a,・・・,a)とする。同様に、第2特定層S2において第1ノードbから第Nノードbまでのそれぞれのノードに入力される数値をそれぞれb,b,・・・,bとし、これらの数値を要素とするベクトルをベクトルB=(b,b,・・・,b)とする。このとき、第2誤差E2は、以下の式(1)で表される。 Let a 1 , a 2 , . A vector having these numerical values as elements is vector A=(a 1 , a 2 , . . . , a N ). Similarly , let b 1 , b 2 , . Let vector B=(b 1 , b 2 , . . . , b N ) be the element vector. At this time, the second error E2 is represented by the following formula (1).

Figure 0007190419000001
Figure 0007190419000001

式(1)に示すように、第1特定層S1に入力されるデータと第2特定層S2に入力されるデータとの差が小さいほど、第2誤差E2は小さくなる。 As shown in Equation (1), the smaller the difference between the data input to the first specific layer S1 and the data input to the second specific layer S2, the smaller the second error E2.

一例として、評価関数Fの評価値Vは、以下の式(2)で表される。
V=E1+λE2 (2)
ここで、λは、評価関数Fにおける第2誤差E2の影響を調整するためのパラメータである。評価関数Fとして式(1)の関数を採用する場合、第2学習部114及び評価値算出部115は、評価値Vの値が小さくなるように各ニューラルネットワークのパラメータを更新する。
As an example, the evaluation value V of the evaluation function F is represented by the following formula (2).
V=E1+λE2 (2)
Here, λ is a parameter for adjusting the influence of the second error E2 on the evaluation function F. When the function of formula (1) is adopted as the evaluation function F, the second learning unit 114 and the evaluation value calculation unit 115 update the parameters of each neural network so that the evaluation value V becomes smaller.

第1学習部113は、評価関数Fの評価値Vに基づいて、第1ニューラルネットワークN1を構成する各層のパラメータを更新する。また、第2学習部114は、評価関数Fの評価値Vに基づいて、第2ニューラルネットワークN2を構成する層のうち、入力層、特定層S、及び入力層と特定層Sとの間に存在する層のパラメータを更新する。 Based on the evaluation value V of the evaluation function F, the first learning unit 113 updates the parameters of each layer forming the first neural network N1. In addition, based on the evaluation value V of the evaluation function F, the second learning unit 114 selects the input layer, the specific layer S, and between the input layer and the specific layer S among the layers that make up the second neural network N2. Update the parameters of an existing layer.

これにより、第2学習部114は、説明文Dに由来する第1ベクトルデータV1を入力したときに、説明文Dに対応するラベルLを出力する第1ニューラルネットワークN1の学習モデルを生成することができる。また、評価値算出部115は、第2学習部114が生成する第1ニューラルネットワークN1と共通の特定層Sを持ち、説明文Dに対応する画像データIを入力したときに、特定層Sに入力されるベクトルデータが第1ニューラルネットワークN1における特定層Sに入力されるベクトルデータと近似するベクトルデータとなる第2ニューラルネットワークN2の学習モデルを生成することができる。 As a result, the second learning unit 114 generates a learning model of the first neural network N1 that outputs the label L corresponding to the description D when the first vector data V1 derived from the description D is input. can be done. In addition, the evaluation value calculation unit 115 has a specific layer S in common with the first neural network N1 generated by the second learning unit 114, and when the image data I corresponding to the explanation D is input, the evaluation value calculation unit 115 It is possible to generate a learning model of the second neural network N2 in which input vector data is vector data similar to vector data input to the specific layer S in the first neural network N1.

[雰囲気認識モデルの学習処理]
第2学習部114は、評価関数Fの評価値Vがあらかじめ定められた収束条件を満たすことを条件として、第2ニューラルネットワークN2に第2ベクトルデータV2を入力したときに、第2ベクトルデータV2に対応するラベルLを出力するように第2ニューラルネットワークN2を構成する各層のパラメータを学習する。
[Learning processing of atmosphere recognition model]
The second learning unit 114 inputs the second vector data V2 to the second neural network N2 under the condition that the evaluation value V of the evaluation function F satisfies a predetermined convergence condition. The parameters of each layer constituting the second neural network N2 are learned so as to output the label L corresponding to .

ここで、「あらかじめ定められた収束条件」とは、雰囲気特徴学習処理が終了したか否かを判定するために第2学習部114が参照する「雰囲気特徴学習の終了判定条件」である。具体的な収束条件は、教師データTの構成や雰囲気認識に要求される性能、計算コスト等を勘案して実験により定めればよい。評価関数Fの評価値Vとして式(2)に示す数式を採用する場合、所定の収束条件は、評価値Vが所定の閾値Th以下となることとして定めることができる。 Here, the “predetermined convergence condition” is the “end determination condition of atmosphere feature learning” referred to by the second learning unit 114 in order to determine whether the atmosphere feature learning process has ended. Concrete convergence conditions may be determined through experiments in consideration of the structure of the training data T, performance required for atmosphere recognition, calculation cost, and the like. When the formula shown in Expression (2) is employed as the evaluation value V of the evaluation function F, the predetermined convergence condition can be set such that the evaluation value V is equal to or less than a predetermined threshold Th.

雰囲気特徴学習処理は、説明文Dに由来する知識を第2ニューラルネットワークN2の特定層Sに移転するために、第2ニューラルネットワークN2のうち、入力層から特定層Sに至るまでの間のパラメータを決定する処理と言える。したがって、第2学習部114は、第2ニューラルネットワークN2を構成する層のうち、出力層と、出力層と特定層Sとの間に存在する層のパラメータのみを学習する。これにより、第2学習部114は、説明文Dの知識を移転した特定層Sを利用して、画像データIを入力したときに画像データIの雰囲気を示すラベルLを出力する雰囲気認識モデルを生成することができる。 In the atmosphere feature learning process, in order to transfer the knowledge derived from the descriptive text D to the specific layer S of the second neural network N2, parameters from the input layer to the specific layer S of the second neural network N2 can be said to be the process of determining Therefore, the second learning unit 114 learns only the parameters of the output layer and the layers existing between the output layer and the specific layer S among the layers constituting the second neural network N2. As a result, the second learning unit 114 uses the specific layer S to which the knowledge of the description D has been transferred to create an atmosphere recognition model that outputs the label L indicating the atmosphere of the image data I when the image data I is input. can be generated.

[雰囲気認識処理]
以上、ニューラルネットワークの学習モデルである雰囲気認識モデルに、説明文Dに由来する知識を移転するための学習処理について説明した。続いて、学習処理によって得られた雰囲気認識モデルを用いて、未知の画像データを入力してその画像データの雰囲気を認識する雰囲気認識処理について説明する。
[Atmosphere recognition processing]
The learning process for transferring the knowledge derived from the explanatory text D to the atmosphere recognition model, which is the learning model of the neural network, has been described above. Next, atmosphere recognition processing for inputting unknown image data and recognizing the atmosphere of the image data using the atmosphere recognition model obtained by the learning process will be described.

図4は、実施の形態に係る雰囲気認識装置2の機能構成を模式的に示す図である。雰囲気認識装置2は、記憶部20と制御部21とを備える。図4において、矢印は主なデータの流れを示しており、図4に示していないデータの流れがあってもよい。図4において、各機能ブロックはハードウェア(装置)単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図4に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。機能ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてもよい。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the functional configuration of the atmosphere recognition device 2 according to the embodiment. The atmosphere recognition device 2 includes a storage section 20 and a control section 21 . In FIG. 4, arrows indicate main data flows, and data flows not shown in FIG. 4 may exist. In FIG. 4, each functional block does not show the configuration in units of hardware (apparatus), but the configuration in units of functions. Therefore, the functional blocks shown in FIG. 4 may be implemented within a single device, or may be implemented separately within a plurality of devices. Data exchange between functional blocks may be performed via any means such as a data bus, network, or portable storage medium.

記憶部20は、学習装置1を実現するコンピュータのBIOS等を格納するROMや学習装置1の作業領域となるRAM、OSやアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納するHDDやSSD等の大容量記憶装置である。 The storage unit 20 stores a ROM that stores the BIOS and the like of the computer that implements the learning device 1, a RAM that serves as a work area for the learning device 1, an OS, application programs, and various information that is referred to when the application programs are executed. It is a large-capacity storage device such as an HDD or an SSD.

制御部21は、学習装置1のCPUやGPU等のプロセッサであり、記憶部20に記憶されたプログラムを実行することによって、画像データ取得部210、学習モデル取得部211、及びモデル適用部212として機能する。 The control unit 21 is a processor such as a CPU or GPU of the learning device 1, and by executing a program stored in the storage unit 20, an image data acquisition unit 210, a learning model acquisition unit 211, and a model application unit 212. Function.

なお、図4は、雰囲気認識装置2が単一の装置で構成されている場合の例を示している。しかしながら、雰囲気認識装置2は、例えばクラウドコンピューティングシステムのように複数のプロセッサやメモリ等の計算リソースによって実現されてもよい。この場合、制御部21を構成する各部は、複数の異なるプロセッサの中の少なくともいずれかのプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。 Note that FIG. 4 shows an example in which the atmosphere recognition device 2 is composed of a single device. However, the atmosphere recognition device 2 may be realized by computational resources such as a plurality of processors and memories, for example, like a cloud computing system. In this case, each unit that configures the control unit 21 is realized by executing a program by at least one of the plurality of different processors.

記憶部20は、上述した学習装置1が生成した第2ニューラルネットワークN2を構成する各層のパラメータを雰囲気認識モデルとして記憶している。画像データ取得部210は、認識対象とする未知の画像データを取得する。モデル適用部212は、記憶部20が記憶する学習モデルを画像データ取得部210が取得した未知の画像データIに適用することにより、画像データIの被写体の雰囲気を示すラベルLを出力する。これにより、実施の形態に係る雰囲気認識装置2は、説明文Dの知識を移転した雰囲気認識モデルを用いて、画像データIの雰囲気を推定することができる。 The storage unit 20 stores, as an atmosphere recognition model, parameters of each layer forming the second neural network N2 generated by the learning device 1 described above. The image data acquisition unit 210 acquires unknown image data to be recognized. The model application unit 212 applies the learning model stored in the storage unit 20 to the unknown image data I acquired by the image data acquisition unit 210 to output a label L indicating the mood of the subject of the image data I. Thus, the atmosphere recognition apparatus 2 according to the embodiment can estimate the atmosphere of the image data I using the atmosphere recognition model to which the knowledge of the description D is transferred.

<学習装置1が実行する学習方法の処理フロー>
図5は、実施の形態に係る学習装置1が実行する学習処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば学習装置1が起動したときに開始する。
<Processing Flow of Learning Method Executed by Learning Apparatus 1>
FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of learning processing executed by the learning device 1 according to the embodiment. The processing in this flowchart starts, for example, when the learning device 1 is activated.

教師データ取得部110は、複数の人物を被写体として含む複数の画像データIと、画像データIそれぞれの被写体に関する説明文Dと、画像データIそれぞれの雰囲気を示すラベルLとが対応づけられた教師データTを取得する(S2)。 The teacher data acquiring unit 110 acquires a teacher data in which a plurality of image data I including a plurality of persons as subjects, a description D about the subject of each image data I, and a label L indicating the atmosphere of each image data I are associated with each other. Data T is acquired (S2).

第1ベクトル変換部111は、画像データIに対応する説明文Dを、第1ベクトルデータV1に変換する(S4)。第2ベクトル変換部112は、変換された第1ベクトルデータV1に対応する画像データIを第2ベクトルデータV2に変換する(S6)。 The first vector conversion unit 111 converts the description D corresponding to the image data I into first vector data V1 (S4). The second vector conversion unit 112 converts the image data I corresponding to the converted first vector data V1 into second vector data V2 (S6).

第1学習部113は、複数の層から構成される第1ニューラルネットワークN1に第1ベクトルデータV1を入力したときに、第1ベクトルデータV1に対応するラベルLを出力するように第1ニューラルネットワークN1を構成する各層のパラメータを学習する(S8)。 The first learning unit 113 configures the first neural network N1 to output a label L corresponding to the first vector data V1 when the first vector data V1 is input to the first neural network N1 composed of a plurality of layers. The parameters of each layer forming N1 are learned (S8).

第2学習部114は、第1ニューラルネットワークN1を構成する層のうちの1部の層である特定層Sを共通に含む第2ニューラルネットワークN2に第2ベクトルデータV2を入力したときに、第2ニューラルネットワークN2における特定層Sに入力されるデータが第1ニューラルネットワークN1における特定層Sに入力されるデータと近づくように、第2ニューラルネットワークN2を構成する各層のパラメータを学習する(S10)。 When the second learning unit 114 inputs the second vector data V2 to the second neural network N2 that commonly includes the specific layer S that is one of the layers constituting the first neural network N1, the second learning unit 114 The parameters of each layer forming the second neural network N2 are learned so that the data input to the specific layer S in the second neural network N2 is closer to the data input to the specific layer S in the first neural network N1 (S10). .

評価値算出部115は、(1)第1ニューラルネットワークN1における特定層Sに入力されるデータと第2ニューラルネットワークN2における特定層Sに入力されるデータとの誤差である第1誤差E1と、(2)教師データTに含まれるラベルLと第1ニューラルネットワークN1の出力との誤差である第2誤差E2と、を含む評価関数Fの評価値Vを算出する(S12)。 The evaluation value calculation unit 115 includes (1) a first error E1 that is an error between the data input to the specific layer S in the first neural network N1 and the data input to the specific layer S in the second neural network N2; (2) Calculate the evaluation value V of the evaluation function F including the label L included in the teacher data T and the second error E2, which is the error between the output of the first neural network N1 (S12).

評価関数Fの評価値Vが所定の収束条件を満たすまでの間(S14のNo)、学習装置1はステップS8からステップS12までの処理を繰り返す。評価関数Fの評価値Vが所定の収束条件を満たすと(S14のYes)、本フローチャートにおける処理は終了する。 Until the evaluation value V of the evaluation function F satisfies a predetermined convergence condition (No in S14), the learning device 1 repeats the processing from step S8 to step S12. When the evaluation value V of the evaluation function F satisfies a predetermined convergence condition (Yes in S14), the processing in this flowchart ends.

<本発明の利用シーン>
本発明に係る雰囲気認識装置を、例えばチャットボット用のような対話エージェントに導入することにより、雰囲気認識の結果をトリガーとして対話エージェントの自動起動が可能となる。これにより、実施の形態に係る雰囲気認識装置2によれば、例えば、対話エージェントの活用場面を増やし、ひいては人間同士のコミュニケーションを促進することが期待できる。
<Use scene of the present invention>
By introducing the atmosphere recognition device according to the present invention into a dialogue agent such as a chatbot, it becomes possible to automatically activate the dialogue agent with the result of atmosphere recognition as a trigger. As a result, according to the atmosphere recognition device 2 according to the embodiment, for example, it can be expected to increase the situations in which the dialogue agent is used, and by extension, to promote communication between humans.

<実施の形態に係る学習装置1が奏する効果>
以上説明したように、実施の形態に係る学習装置1によれば、画像を入力とするニューラルネットワークの学習モデルに、画像以外の他の情報から得られる知識を移転させることができる。
<Effects of the learning device 1 according to the embodiment>
As described above, according to the learning device 1 according to the embodiment, it is possible to transfer knowledge obtained from information other than images to a learning model of a neural network that receives images as input.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果をあわせ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units. In addition, new embodiments resulting from arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.

1・・・学習装置
10・・・記憶部
11・・・制御部
110・・・教師データ取得部
111・・・第1ベクトル変換部
112・・・第2ベクトル変換部
113・・・第1学習部
114・・・第2学習部
115・・・評価値算出部
2・・・雰囲気認識装置
20・・・記憶部
21・・・制御部
210・・・画像データ取得部
211・・・学習モデル取得部
212・・・モデル適用部
Reference Signs List 1 Learning device 10 Storage unit 11 Control unit 110 Teacher data acquisition unit 111 First vector conversion unit 112 Second vector conversion unit 113 First Learning unit 114 Second learning unit 115 Evaluation value calculation unit 2 Atmosphere recognition device 20 Storage unit 21 Control unit 210 Image data acquisition unit 211 Learning model acquisition unit 212 ... model application unit

Claims (7)

複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得する教師データ取得部と、
前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換する第1ベクトル変換部と、
変換された前記第1ベクトルデータに対応する画像データを第2ベクトルデータに変換する第2ベクトル変換部と、
複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する第1学習部と、
前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する第2学習部と、
を備える学習装置。
a teacher data acquisition unit that acquires teacher data in which a plurality of image data including a plurality of persons as subjects, a description about the subject of each of the image data, and a label indicating the atmosphere of each of the image data are associated with each other;
a first vector conversion unit that converts a description corresponding to the image data into first vector data;
a second vector conversion unit that converts image data corresponding to the converted first vector data into second vector data;
parameters of each layer constituting the first neural network so as to output the label corresponding to the first vector data when the first vector data is input to the first neural network composed of a plurality of layers; a first learning unit that learns;
When the second vector data is input to a second neural network that commonly includes a specific layer that is part of the layers constituting the first neural network, the specific layer in the second neural network a second learning unit that learns the parameters of each layer constituting the second neural network so that input data approaches the data input to the specific layer in the first neural network;
A learning device with
(1)前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータと前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層に入力されるデータとの誤差と、(2)前記教師データに含まれるラベルと前記第1ニューラルネットワークの出力との誤差と、を含む評価関数の評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、
前記第1学習部は、前記評価値に基づいて前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを更新し、
前記第2学習部は、前記評価値に基づいて前記第2ニューラルネットワークを構成する層のうち、入力層、前記特定層、及び前記入力層と前記特定層との間に存在する層のパラメータを更新する、
請求項1に記載の学習装置。
(1) an error between data input to the specific layer in the first neural network and data input to the specific layer in the second neural network; 1 error from the output of the neural network, and an evaluation value calculation unit that calculates the evaluation value of the evaluation function,
The first learning unit updates parameters of each layer constituting the first neural network based on the evaluation value,
The second learning unit calculates parameters of an input layer, the specific layer, and layers existing between the input layer and the specific layer among the layers constituting the second neural network based on the evaluation value. Update,
A learning device according to claim 1.
前記第2学習部は、前記評価値があらかじめ定められた収束条件を満たすことを条件として、前記第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、当該第2ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する、
請求項2に記載の学習装置。
The second learning section inputs the second vector data to the second neural network under the condition that the evaluation value satisfies a predetermined convergence condition, and the second learning section corresponds to the second vector data. learning the parameters of each layer that configures the second neural network to output a label;
3. A learning device according to claim 2.
前記第2学習部は、前記第2ニューラルネットワークを構成する層のうち、出力層と、前記出力層と前記特定層との間に存在する層のパラメータのみを学習する、
請求項3に記載の学習装置。
The second learning unit learns only parameters of an output layer and layers existing between the output layer and the specific layer, among the layers constituting the second neural network.
4. A learning device according to claim 3.
請求項3又は4に記載の学習装置が生成した前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習モデルとして記憶する記憶部と、
画像データを取得する画像データ取得部と、
前記記憶部が記憶する学習モデルを前記画像データ取得部が取得した画像データに適用することにより、前記画像データの被写体の雰囲気を示すラベルを出力するモデル適用部と、
を備える雰囲気認識装置。
A storage unit that stores parameters of each layer constituting the second neural network generated by the learning device according to claim 3 or 4 as a learning model;
an image data acquisition unit that acquires image data;
a model application unit that applies the learning model stored in the storage unit to the image data acquired by the image data acquisition unit, thereby outputting a label indicating the mood of the subject of the image data;
atmosphere recognition device.
プロセッサが、
複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの被写体の雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得するステップと、
前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換するステップと、
変換された前記第1ベクトルデータに対応する前記画像データを第2ベクトルデータに変換するステップと、
複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習するステップと、
前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習するステップと、
を実行する学習方法。
the processor
a step of acquiring teacher data in which a plurality of image data including a plurality of persons as subjects, a description about the subject of each of the image data, and a label indicating the atmosphere of each subject of the image data are associated;
converting a descriptive text corresponding to the image data into first vector data;
converting the image data corresponding to the converted first vector data into second vector data;
parameters of each layer constituting the first neural network so as to output the label corresponding to the first vector data when the first vector data is input to the first neural network composed of a plurality of layers; a learning step;
When the second vector data is input to a second neural network that commonly includes a specific layer that is part of the layers constituting the first neural network, the specific layer in the second neural network is a step of learning the parameters of each layer constituting the second neural network so that the output vector approaches the vector output by the specific layer in the first neural network;
How to learn to do.
コンピュータに、
複数の人物を被写体として含む複数の画像データと、前記画像データそれぞれの被写体に関する説明文と、前記画像データそれぞれの被写体の雰囲気を示すラベルとが対応づけられた教師データを取得する機能と、
前記画像データに対応する説明文を、第1ベクトルデータに変換する機能と、
変換された前記第1ベクトルデータに対応する前記画像データを第2ベクトルデータに変換する機能と、
複数の層から構成される第1ニューラルネットワークに前記第1ベクトルデータを入力したときに、当該第1ベクトルデータに対応する前記ラベルを出力するように前記第1ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する機能と、
前記第1ニューラルネットワークを構成する層のうちの1部の層である特定層を共通に含む第2ニューラルネットワークに前記第2ベクトルデータを入力したときに、前記第2ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルが前記第1ニューラルネットワークにおける前記特定層が出力するベクトルと近づくように前記第2ニューラルネットワークを構成する各層のパラメータを学習する機能と、
を実現させるプログラム。
to the computer,
a function of acquiring teacher data in which a plurality of image data including a plurality of persons as subjects, an explanation about the subject of each of the image data, and a label indicating the mood of each subject of the image data are associated;
a function of converting a description corresponding to the image data into first vector data;
a function of converting the image data corresponding to the converted first vector data into second vector data;
parameters of each layer constituting the first neural network so as to output the label corresponding to the first vector data when the first vector data is input to the first neural network composed of a plurality of layers; ability to learn and
When the second vector data is input to a second neural network that commonly includes a specific layer that is part of the layers constituting the first neural network, the specific layer in the second neural network is A function of learning the parameters of each layer constituting the second neural network so that the output vector approaches the vector output by the specific layer in the first neural network;
program to realize
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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