Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7265127B2 - Machine learning program, machine learning method and machine learning system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7265127B2 - Machine learning program, machine learning method and machine learning system - Google Patents

Machine learning program, machine learning method and machine learning system Download PDF

Info

Publication number
JP7265127B2
JP7265127B2 JP2019033494A JP2019033494A JP7265127B2 JP 7265127 B2 JP7265127 B2 JP 7265127B2 JP 2019033494 A JP2019033494 A JP 2019033494A JP 2019033494 A JP2019033494 A JP 2019033494A JP 7265127 B2 JP7265127 B2 JP 7265127B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor data
model
feature amount
data
machine learning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019033494A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020140279A (en
Inventor
成幸 小田嶋
山 姜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2019033494A priority Critical patent/JP7265127B2/en
Publication of JP2020140279A publication Critical patent/JP2020140279A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7265127B2 publication Critical patent/JP7265127B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

本発明は、機械学習プログラム、機械学習方法及び機械学習システムに関する。 The present invention relates to a machine learning program, a machine learning method and a machine learning system.

例えば、利用者に対してサービスを提供する事業者(以下、単に事業者とも呼ぶ)は、サービスの提供を行うために必要な処理を行う業務システムを稼働させる。具体的に、事業者は、例えば、多数のセンサから出力されたセンサデータの中から、異常状態の発生を示すセンサデータ(以下、異常データとも呼ぶ)を抽出する業務システムの構築を行う。 For example, a business operator that provides services to users (hereinafter simply referred to as a business operator) operates a business system that performs processes necessary for providing services. Specifically, for example, a business operator builds a business system that extracts sensor data indicating the occurrence of an abnormal state (hereinafter also referred to as abnormal data) from sensor data output from a large number of sensors.

このような業務システムでは、例えば、センサから出力された新たなセンサデータを受信した場合、多数のセンサデータを予め学習した教師付き学習モデルに対して、受信した新たなセンサデータを入力する。そして、業務システムは、教師付き学習モデルから出力されたデータに基づいて、新たなセンサデータが異常データであるか否かの推定を行う。 In such a business system, for example, when new sensor data output from a sensor is received, the received new sensor data is input to a supervised learning model that has learned a large number of sensor data in advance. The business system then estimates whether or not the new sensor data is abnormal data based on the data output from the supervised learning model.

ここで、上記のような学習モデルの生成を行う場合、事業者は、教師データとして用いる多数の異常データを予め用意する必要がある。そのため、例えば、各センサにおける異常データの出力頻度が低い場合、事業者は、必要な数の異常データを予め用意することができず、認識精度が高い教師付き学習モデルを生成することができない場合がある。 Here, when generating a learning model as described above, the operator needs to prepare in advance a large number of abnormal data to be used as teacher data. Therefore, for example, when the output frequency of abnormal data from each sensor is low, the operator cannot prepare the necessary number of abnormal data in advance, and cannot generate a supervised learning model with high recognition accuracy. There is

そこで、業務システムは、例えば、正常状態を示すセンサデータ(以下、正常データとも呼ぶ)のみを学習させることにより、深層教師なし学習モデルを生成する。そして、業務システムは、例えば、新たなセンサデータを受信した場合、受信したセンサデータを深層教師なし学習モデルに入力することによって、受信したセンサデータの復元を行う。その後、業務システムは、受信したセンサデータと、復元したセンサデータ(以下、復元センサデータとも呼ぶ)とを比較することにより、受信したセンサデータの異常状態の推定を行う。 Therefore, the business system generates a deep unsupervised learning model by, for example, learning only sensor data indicating a normal state (hereinafter also referred to as normal data). Then, for example, when receiving new sensor data, the business system restores the received sensor data by inputting the received sensor data into the deep unsupervised learning model. After that, the business system estimates the abnormal state of the received sensor data by comparing the received sensor data and the restored sensor data (hereinafter also referred to as restored sensor data).

これにより、事業者は、十分な数の異常データを用意することができない場合であっても、新たなセンサデータの異常状態の推定を行うことが可能になる(例えば、非特許文献1参照)。 As a result, even if the operator cannot prepare a sufficient number of abnormal data, it is possible to estimate the abnormal state of new sensor data (see, for example, Non-Patent Document 1). .

O.Lyudchik,“Outlier detection using autoencoders”, 2016O. Lyudchik, “Outlier detection using autoencoders”, 2016

しかしながら、上記の方法は、新たなセンサデータの特徴が学習済の正常データの特徴から確率的に外れている場合に、新たなセンサデータを異常データとして抽出するものである。そのため、上記の方法では、異常データとして抽出すべきでないセンサデータについても異常データとして抽出する場合がある。 However, the above method extracts new sensor data as abnormal data when the features of new sensor data stochastically deviate from the features of learned normal data. Therefore, in the above method, even sensor data that should not be extracted as abnormal data may be extracted as abnormal data.

そこで、一つの側面では、本発明は、教師データとして用いることができる異常データの数が少ない場合であっても、抽出対象の異常データを精度良く抽出することを可能とする機械学習プログラム、機械学習方法及び機械学習システムを提供することを目的とする。 Therefore, in one aspect, the present invention provides a machine learning program that enables accurate extraction of abnormal data to be extracted even when the number of abnormal data that can be used as teacher data is small. An object is to provide a learning method and a machine learning system.

実施の形態の一態様では、複数のセンサから出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、抽出した前記特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、処理をコンピュータに実行させる。 In one aspect of the embodiment, the first model is generated by performing deep unsupervised learning of a plurality of sensor data output from a plurality of sensors, and for each of the plurality of sensor data, each sensor data and each From the result of comparison with the restored sensor data output from the first model along with the input of the sensor data, a feature amount corresponding to each sensor data is extracted, and for each of the extracted feature amounts, each feature amount and each A computer is caused to execute a process of generating a second model by performing supervised learning of data in which sensor data corresponding to the feature quantity is associated with state information indicating whether or not it corresponds to an abnormal state.

一つの側面によれば、教師データとして用いることができる異常データの数が少ない場合であっても、抽出対象の異常データを精度良く抽出することを可能とする。 According to one aspect, even when the number of abnormal data that can be used as teacher data is small, it is possible to accurately extract abnormal data to be extracted.

図1は、情報処理システム10の構成について説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an information processing system 10. As shown in FIG. 図2は、情報処理装置1のハードウエア構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the hardware configuration of the information processing device 1. As shown in FIG. 図3は、情報処理装置1の機能のブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of the information processing apparatus 1. As shown in FIG. 図4は、第1の実施の形態における機械学習処理の概略を説明するフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining an outline of machine learning processing according to the first embodiment. 図5は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図6は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図7は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 7 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図8は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図9は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 9 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図10は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図11は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図12は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図13は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating details of machine learning processing according to the first embodiment. 図14は、センサデータ131の具体例を説明する図である。FIG. 14 is a diagram explaining a specific example of the sensor data 131. As shown in FIG. 図15は、復元センサデータ131aの具体例を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a specific example of the restored sensor data 131a. 図16は、差分センサデータ131bの具体例を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a specific example of the difference sensor data 131b. 図17は、差分センサデータ131bの具体例を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a specific example of the difference sensor data 131b. 図18は、S42の処理の具体例について説明する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a specific example of the process of S42. 図19は、S43の処理の具体例について説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a specific example of the process of S43. 図20は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。FIG. 20 is a flow chart for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 図21は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。FIG. 21 is a flow chart for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 図22は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。FIG. 22 is a flowchart for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 図23は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。FIG. 23 is a flowchart for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 図24は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。FIG. 24 is a flowchart for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 図25は、第2の実施の形態における機械学習処理を説明する図である。FIG. 25 is a diagram for explaining machine learning processing in the second embodiment. 図26は、第2の実施の形態における機械学習処理を説明する図である。FIG. 26 is a diagram for explaining machine learning processing in the second embodiment.

[情報処理システムの構成]
初めに、情報処理システム10の構成について説明を行う。図1は、情報処理システム10の構成について説明する図である。
[Configuration of information processing system]
First, the configuration of the information processing system 10 will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an information processing system 10. As shown in FIG.

図1に示すように、情報処理システム10は、例えば、1台以上の物理マシンからなる情報処理装置1と、検知したセンサデータを情報処理装置1に対して送信する複数のセンサ5とを含む。 As shown in FIG. 1, an information processing system 10 includes, for example, an information processing device 1 comprising one or more physical machines, and a plurality of sensors 5 that transmit detected sensor data to the information processing device 1. .

センサ5は、例えば、工場に勤務する作業者に装着されたウェアラブルセンサであり、ネットワークNWを介して情報処理装置1と接続する。そして、センサ5は、例えば、加速度データ、音圧データ、気圧データまたは照度データ等を検知した場合に、これらをセンサデータとして情報処理装置1に送信する。具体的に、センサ5は、例えば、Bluetooth(登録商標)やWifi等による無線通信を行うことによって、各センサデータを情報処理装置1に送信する。 The sensor 5 is, for example, a wearable sensor worn by a worker working in a factory, and is connected to the information processing device 1 via the network NW. When the sensor 5 detects, for example, acceleration data, sound pressure data, atmospheric pressure data, illuminance data, or the like, the sensor 5 transmits these data to the information processing apparatus 1 as sensor data. Specifically, the sensor 5 transmits each sensor data to the information processing device 1 by performing wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or Wifi.

情報処理装置1は、例えば、複数のセンサ5からそれぞれ出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、深層教師なし学習モデルである第1モデルを生成する。そして、情報処理装置1は、複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って第1モデルから出力されるセンサデータ(以下、復元センサデータとも呼ぶ)との比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出する。具体的に、情報処理装置1は、センサデータと復元センサデータとの比較結果から、必要なドメイン知識を組み込むことが可能な方法で特徴量の抽出を行う。 The information processing apparatus 1 generates a first model, which is a deep unsupervised learning model, by performing deep unsupervised learning on a plurality of sensor data output from the plurality of sensors 5, for example. Then, the information processing device 1 compares each sensor data with the sensor data output from the first model (hereinafter also referred to as restored sensor data) accompanying the input of each sensor data for each of the plurality of sensor data. , a feature quantity corresponding to each sensor data is extracted. Specifically, the information processing apparatus 1 extracts the feature amount by a method capable of incorporating necessary domain knowledge from the comparison result between the sensor data and the restored sensor data.

その後、情報処理装置1は、抽出した特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、教師付き学習モデルである第2モデルを生成する。 After that, the information processing apparatus 1 supervises data in which each feature amount is associated with state information indicating whether or not sensor data corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state for each extracted feature amount. A second model, which is a supervised learning model, is generated by learning.

これにより、情報処理装置1は、ドメイン知識が組み込まれた特徴量を含む教師データから生成される学習モデルを用いることで、異常データとして抽出すべきでないセンサデータが異常データとして抽出されることの抑制が可能になる。そのため、情報処理装置1は、センサ5が出力したセンサデータが異常データであるか否かの判定を精度良く行うことが可能になる。 As a result, the information processing apparatus 1 uses a learning model generated from teacher data including feature quantities in which domain knowledge is incorporated, thereby preventing sensor data that should not be extracted as abnormal data from being extracted as abnormal data. suppression becomes possible. Therefore, the information processing apparatus 1 can accurately determine whether the sensor data output by the sensor 5 is abnormal data.

[情報処理システムのハードウエア構成]
次に、情報処理システム10のハードウエア構成について説明する。図2は、情報処理装置1のハードウエア構成を説明する図である。
[Hardware configuration of information processing system]
Next, the hardware configuration of the information processing system 10 will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the hardware configuration of the information processing device 1. As shown in FIG.

情報処理装置1は、図2に示すように、プロセッサであるCPU101と、メモリ102と、外部インターフェース(I/Oユニット)103と、記憶媒体104とを有する。各部は、バス105を介して互いに接続される。 The information processing apparatus 1 has a CPU 101 as a processor, a memory 102, an external interface (I/O unit) 103, and a storage medium 104, as shown in FIG. Each unit is connected to each other via a bus 105 .

記憶媒体104は、例えば、各学習モデルを生成する処理(以下、機械学習処理とも呼ぶ)を行うためのプログラム110を記憶するプログラム格納領域(図示しない)を有する。また、記憶媒体104は、例えば、機械学習処理を行う際に用いられる情報を記憶する記憶部130(以下、情報格納領域130とも呼ぶ)を有する。なお、記憶媒体104は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Sokid State Drive)であってよい。 The storage medium 104 has, for example, a program storage area (not shown) that stores a program 110 for performing processing for generating each learning model (hereinafter also referred to as machine learning processing). The storage medium 104 also has a storage unit 130 (hereinafter also referred to as an information storage area 130) that stores information used when performing machine learning processing, for example. Note that the storage medium 104 may be, for example, an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Sokid State Drive).

CPU101は、記憶媒体104からメモリ102にロードされたプログラム110を実行して機械学習処理を行う。 The CPU 101 executes a program 110 loaded from the storage medium 104 to the memory 102 to perform machine learning processing.

また、外部インターフェース103は、例えば、複数のセンサ5と通信を行う。 Also, the external interface 103 communicates with a plurality of sensors 5, for example.

[情報処理システムの機能]
次に、情報処理システム10の機能について説明を行う。図3は、情報処理装置1の機能のブロック図である。
[Functions of information processing system]
Next, functions of the information processing system 10 will be described. FIG. 3 is a functional block diagram of the information processing apparatus 1. As shown in FIG.

情報処理装置1は、図3に示すように、例えば、CPU101やメモリ102等のハードウエアとプログラム110とが有機的に協働することにより、情報受付部111と、情報管理部112と、第1モデル生成部113と、情報復元部114と、第1特徴抽出部115と、第2特徴抽出部116と、特徴結合部117と、第2モデル生成部118と、データ選択部119と、モデル選択部120と、出力情報生成部121と、情報出力部122とを含む各種機能を実現する。 As shown in FIG. 3, the information processing apparatus 1 includes an information reception unit 111, an information management unit 112, a second 1 model generation unit 113, information restoration unit 114, first feature extraction unit 115, second feature extraction unit 116, feature combination unit 117, second model generation unit 118, data selection unit 119, model Various functions including a selection unit 120, an output information generation unit 121, and an information output unit 122 are implemented.

また、情報処理装置1は、例えば、図3に示すように、センサデータ131と、教師データ132と、第1モデル133と、第2モデル134と、第1重み情報135と、第2重み情報136と、出力情報137と、モデル選択情報138とを情報格納領域130に記憶する。 For example, as shown in FIG. 3, the information processing apparatus 1 includes sensor data 131, teacher data 132, first model 133, second model 134, first weight information 135, and second weight information. 136 , output information 137 , and model selection information 138 are stored in the information storage area 130 .

初めに、第1モデル133及び第2モデル134の生成を行う際の各機能について説明を行う。 First, each function when generating the first model 133 and the second model 134 will be described.

情報受付部111は、例えば、センサ5から送信されたセンサデータ131を受け付ける。ここでのセンサデータ131は、例えば、第1モデル133及び第2モデル134の生成に用いられるセンサデータ131である。 The information reception unit 111 receives sensor data 131 transmitted from the sensor 5, for example. The sensor data 131 here is, for example, the sensor data 131 used for generating the first model 133 and the second model 134 .

情報管理部112は、例えば、情報受付部111が受信したセンサデータ131を情報格納領域130に記憶する。 The information management unit 112 stores, for example, the sensor data 131 received by the information reception unit 111 in the information storage area 130 .

また、情報管理部112は、例えば、情報格納領域130に記憶されたセンサデータ131と、各センサデータ131が異常状態に対応するか否かを示す状態情報(以下、ラベルとも呼ぶ)とを対応付けた教師データ132を生成する。そして、情報管理部112は、例えば、生成した教師データ132を情報格納領域130に記憶する。なお、各センサデータ131に対応するラベルは、例えば、各センサデータ131が異常データであることを示すラベル、または、各センサデータ131が正常データであることを示すラベルである。また、各センサデータ131に対応するラベルは、例えば、各センサデータ131の内容を参照した運用者によって予め決定されるものである。 The information management unit 112 also associates, for example, the sensor data 131 stored in the information storage area 130 with state information (hereinafter also referred to as a label) indicating whether each sensor data 131 corresponds to an abnormal state. The attached teacher data 132 is generated. The information management unit 112 then stores the generated teacher data 132 in the information storage area 130, for example. The label corresponding to each sensor data 131 is, for example, a label indicating that each sensor data 131 is abnormal data or a label indicating that each sensor data 131 is normal data. Also, the label corresponding to each sensor data 131 is determined in advance by an operator who refers to the contents of each sensor data 131, for example.

第1モデル生成部113は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131を入力とする深層教師なし学習を行うことによって、第1モデル133を生成する。具体的に、第1モデル生成部113は、例えば、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131のうち、正常データにあることを示すラベルに対応付けられたセンサデータ131を入力とする深層教師なし学習を行うことによって、第1モデル133の生成を行う。そして、情報管理部112は、例えば、第1モデル生成部113が生成した第1モデル133に対応する第1重み情報135を情報格納領域130に記憶する。 The first model generation unit 113 generates the first model 133 by performing deep unsupervised learning with the sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 as input. Specifically, the first model generating unit 113 generates, for example, the sensor data 131 associated with the label indicating normal data among the sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130. The first model 133 is generated by performing deep unsupervised learning with . Then, the information management unit 112 stores, in the information storage area 130, first weight information 135 corresponding to the first model 133 generated by the first model generation unit 113, for example.

情報復元部114は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131のそれぞれを、第1モデル生成部113が生成した第1モデル133に入力する。そして、情報復元部114は、各センサデータ131の入力に伴って第1モデル133から出力されるセンサデータ131a(以下、復元センサデータ131aとも呼ぶ)を取得する。 The information restoration unit 114 inputs each of the sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 to the first model 133 generated by the first model generation unit 113 . Then, the information restoring unit 114 acquires sensor data 131a (hereinafter also referred to as restored sensor data 131a) output from the first model 133 in accordance with the input of each sensor data 131 .

第1特徴抽出部115は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131と、各センサデータ131に対応する復元センサデータ131aとの比較結果から、各センサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する。 For each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130, the first feature extraction unit 115 compares each sensor data 131 with the restored sensor data 131a corresponding to each sensor data 131. , the first feature quantity corresponding to each sensor data 131 is extracted.

第2特徴抽出部116は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131から各センサデータ131に対応する第2特徴量(以下、他の特徴量とも呼ぶ)を抽出する。 For each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130, the second feature extraction unit 116 extracts a second feature amount (hereinafter referred to as another feature (also called quantity).

特徴結合部117は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、第1特徴抽出部115が抽出した第1特徴量と、第2特徴抽出部116が抽出した第2特徴量とを結合して第3特徴量(以下、結合特徴量とも呼ぶ)を生成する。 The feature combining unit 117 combines the first feature amount extracted by the first feature extraction unit 115 and the A third feature amount (hereinafter also referred to as a combined feature amount) is generated by combining the second feature amount.

第2モデル生成部118は、特徴結合部117が生成した第3特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータ131のラベルとを対応付けたデータを入力とする教師付き学習を行うことによって、第2モデル134を生成する。そして、情報管理部112は、例えば、第2モデル生成部118が生成した第2モデル134に対応する第2重み情報136を情報格納領域130に記憶する。 The second model generation unit 118 receives as input data in which each feature amount and the label of the sensor data 131 corresponding to each feature amount are associated with each third feature amount generated by the feature combining unit 117. A second model 134 is generated by learning. Then, the information management unit 112 stores, in the information storage area 130, second weight information 136 corresponding to the second model 134 generated by the second model generation unit 118, for example.

なお、第2モデル生成部118は、例えば、第1特徴抽出部115が抽出した第1特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータ131のラベルとを対応付けたデータを入力とする教師付き学習を行うことによって、第2モデル134を生成するものであってもよい。 Note that the second model generation unit 118 generates, for example, data in which each feature amount and the label of the sensor data 131 corresponding to each feature amount are associated with each first feature amount extracted by the first feature extraction unit 115. The second model 134 may be generated by performing supervised learning with input.

データ選択部119は、複数の第1モデル133の生成を行う場合、情報格納領域130に記憶された教師データ132から、第1モデル133のそれぞれの生成に用いる教師データ132をそれぞれ選択する。 When generating a plurality of first models 133 , the data selection unit 119 selects the teacher data 132 to be used for generating each of the first models 133 from the teacher data 132 stored in the information storage area 130 .

モデル選択部120は、複数の第1モデル133の生成が行われた場合、生成された複数の第1モデル133から、所定の条件を満たす第1モデル133を選択する。具体的に、モデル選択部120は、例えば、各センサデータ131が異常データであるか否かの判定を精度良く行うことができる第1モデル133の選択を行う。そして、情報管理部112は、例えば、モデル選択部120が選択した第1モデル133を示す情報であるモデル選択情報138を情報格納領域130に記憶する。 When the plurality of first models 133 are generated, the model selection unit 120 selects the first model 133 that satisfies a predetermined condition from the plurality of generated first models 133 . Specifically, the model selection unit 120 selects, for example, the first model 133 that can accurately determine whether each sensor data 131 is abnormal data. Then, the information management unit 112 stores, in the information storage area 130, model selection information 138, which is information indicating the first model 133 selected by the model selection unit 120, for example.

次に、第1モデル133及び第2モデル134の生成が行われた後の各機能(第1モデル133及び第2モデル134を用いる際の各機能)について説明を行う。 Next, each function after the generation of the first model 133 and the second model 134 (each function when using the first model 133 and the second model 134) will be described.

情報受付部111は、例えば、センサ5から送信された新たなセンサデータ131を受け付ける。ここでの新たなセンサデータ131は、例えば、異常データであるか否かの判定が行われるセンサデータ131である。 The information reception unit 111 receives new sensor data 131 transmitted from the sensor 5, for example. The new sensor data 131 here is, for example, sensor data 131 for which it is determined whether or not it is abnormal data.

情報復元部114は、情報受付部111が受け付けた新たなセンサデータ131を、第1モデル生成部113が生成した第1モデル133に入力する。そして、情報復元部114は、新たなセンサデータ131の入力に伴って第1モデル133から出力される新たな復元センサデータ131aを取得する。 The information restoring unit 114 inputs the new sensor data 131 received by the information receiving unit 111 to the first model 133 generated by the first model generating unit 113 . Then, the information restoration unit 114 acquires new restored sensor data 131 a output from the first model 133 in response to the input of the new sensor data 131 .

第1特徴抽出部115は、情報受付部111が受け付けた新たなセンサデータ131と、情報復元部114が取得した新たな復元センサデータ131aとを比較結果から、新たなセンサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する。 The first feature extracting unit 115 compares the new sensor data 131 received by the information receiving unit 111 and the new restored sensor data 131a obtained by the information restoring unit 114, and from the result of comparison, the first feature corresponding to the new sensor data 131 1. Extract feature values.

第2特徴抽出部116は、情報受付部111が受け付けた新たなセンサデータ131から、新たなセンサデータ131に対応する第2特徴量を抽出する。 The second feature extraction unit 116 extracts a second feature amount corresponding to the new sensor data 131 from the new sensor data 131 received by the information receiving unit 111 .

特徴結合部117は、第1特徴抽出部115が抽出した第1特徴量と、第2特徴抽出部116が抽出した第2特徴量とを結合して第3特徴量を生成する。 The feature combining unit 117 combines the first feature amount extracted by the first feature extraction unit 115 and the second feature amount extracted by the second feature extraction unit 116 to generate a third feature amount.

出力情報生成部121は、特徴結合部117が生成した第3特徴量を、第2モデル生成部118が生成した第2モデル134に入力する。そして、出力情報生成部121は、第3特徴量の入力に伴って第2モデル134から出力されるスコアを取得する。 The output information generator 121 inputs the third feature amount generated by the feature combiner 117 to the second model 134 generated by the second model generator 118 . Then, the output information generation unit 121 acquires the score output from the second model 134 along with the input of the third feature amount.

なお、出力情報生成部121は、例えば、第1特徴抽出部115が抽出した第1特徴量を、第2モデル生成部118が生成した第2モデル134に入力することによってスコアを取得するものであってもよい。 Note that the output information generation unit 121 obtains a score by, for example, inputting the first feature amount extracted by the first feature extraction unit 115 to the second model 134 generated by the second model generation unit 118. There may be.

情報出力部122は、出力情報生成部121が取得したスコアを出力情報137として出力する。具体的に、情報出力部122は、例えば、出力情報137を運用者の操作端末(図示しない)に出力する。 The information output unit 122 outputs the score acquired by the output information generation unit 121 as output information 137 . Specifically, the information output unit 122 outputs, for example, the output information 137 to the operator's operation terminal (not shown).

[第1の実施の形態の概略]
次に、第1の実施の形態の概略について説明する。図4は、第1の実施の形態における機械学習処理の概略を説明するフローチャート図である。
[Outline of the first embodiment]
Next, an outline of the first embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart for explaining an outline of machine learning processing according to the first embodiment.

情報処理装置1は、図4に示すように、機械学習実行タイミングまで待機する(S1のNO)。機械学習実行タイミングは、例えば、運用者が機械学習処理を開始する旨の情報を情報処理装置1に入力したタイミングであってよい。 As shown in FIG. 4, the information processing apparatus 1 waits until the machine learning execution timing (NO in S1). The machine learning execution timing may be, for example, the timing at which the operator inputs information to the information processing apparatus 1 to start the machine learning process.

そして、機械学習実行タイミングになった場合(S1のYES)、情報処理装置1は、複数のセンサ5から出力される複数のセンサデータ131の深層教師なし学習を行うことによって、第1モデル133を生成する(S2)。 Then, when it is time to execute machine learning (YES in S1), the information processing device 1 performs deep unsupervised learning on the plurality of sensor data 131 output from the plurality of sensors 5, thereby obtaining the first model 133. Generate (S2).

続いて、情報処理装置1は、複数のセンサデータ131ごとに、各センサデータ131と、各センサデータ131の入力に伴ってS2の処理で生成した第1モデル133から出力される復元センサデータ131aとの比較結果から、各センサデータ131に対応する特徴量(例えば、第1特徴量)を抽出する(S3)。 Subsequently, the information processing apparatus 1 generates the restored sensor data 131a output from the first model 133 generated in the process of S2 according to the input of each sensor data 131 and the sensor data 131 for each of the plurality of sensor data 131. From the comparison result, a feature quantity (for example, a first feature quantity) corresponding to each sensor data 131 is extracted (S3).

その後、情報処理装置1は、S3の処理で抽出した特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報(ラベル)とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデル134を生成する(S4)。 After that, the information processing apparatus 1 stores each feature amount and state information (label) indicating whether or not the sensor data corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state for each feature amount extracted in the process of S3. A second model 134 is generated by performing supervised learning of the associated data (S4).

すなわち、情報処理装置1は、センサデータ131と復元センサデータ131aとの比較結果から、必要なドメイン知識を組み込むことが可能な方法で特徴量の抽出を行う。 That is, the information processing apparatus 1 extracts feature amounts by a method that can incorporate necessary domain knowledge from the comparison result between the sensor data 131 and the restored sensor data 131a.

これにより、情報処理装置1は、ドメイン知識が組み込まれた特徴量を含む教師データ132から生成される学習モデルを用いることで、異常データとして抽出すべきでないセンサデータ131が異常データとして抽出されることの抑制が可能になる。そのため、情報処理装置1は、センサ5が出力したセンサデータ131が異常データであるか否かの判定を精度良く行うことが可能になる。 As a result, the information processing apparatus 1 extracts the sensor data 131 that should not be extracted as abnormal data as abnormal data by using the learning model generated from the teacher data 132 including the feature amount in which the domain knowledge is incorporated. can be suppressed. Therefore, the information processing apparatus 1 can accurately determine whether the sensor data 131 output by the sensor 5 is abnormal data.

[第1の実施の形態の詳細]
次に、第1の実施の形態の詳細について説明する。図5から図11は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。また、図12から図19は、第1の実施の形態における機械学習処理の詳細を説明する図である。
[Details of the first embodiment]
Next, details of the first embodiment will be described. 5 to 11 are flowcharts for explaining the details of machine learning processing according to the first embodiment. 12 to 19 are diagrams for explaining the details of the machine learning process according to the first embodiment.

[データ蓄積処理]
初めに、センサデータ131の蓄積を行う処理(以下、データ蓄積処理とも呼ぶ)について説明を行う。図5は、データ蓄積処理を説明するフローチャート図である。
[Data accumulation processing]
First, processing for accumulating sensor data 131 (hereinafter also referred to as data accumulation processing) will be described. FIG. 5 is a flowchart for explaining data accumulation processing.

情報処理装置1の情報受付部111は、図5及び図12に示すように、複数のセンサ5のいずれかからセンサデータ131を受け付けるまで待機する(S11のNO)。 As shown in FIGS. 5 and 12, the information reception unit 111 of the information processing device 1 waits until it receives the sensor data 131 from one of the sensors 5 (NO in S11).

そして、センサデータ131を受け付けた場合(S11のYES)、情報処理装置1の情報管理部112は、受け付けたセンサデータ131を情報格納領域130に記憶する。以下、センサデータ131の具体例について説明を行う。 When the sensor data 131 is received (YES in S11), the information management unit 112 of the information processing device 1 stores the received sensor data 131 in the information storage area . A specific example of the sensor data 131 will be described below.

[センサデータの具体例]
図14は、センサデータ131の具体例を説明する図である。図14に示すセンサデータ131は、所定の時間帯においてセンサ5が検知したX軸加速度の推移を示す波形データである。
[Specific example of sensor data]
FIG. 14 is a diagram explaining a specific example of the sensor data 131. As shown in FIG. The sensor data 131 shown in FIG. 14 is waveform data representing the transition of the X-axis acceleration detected by the sensor 5 in a predetermined time period.

具体的に、図14に示すセンサデータ131における波形データのうち、前半の時間帯に対応するデータは、X軸加速度が時間の経過に伴って変化していたことを示している。一方、図14に示すセンサデータ131における波形データのうち、後半の時間帯に対応するデータは、X軸加速度が変化していなかったことを示している。 Specifically, of the waveform data in the sensor data 131 shown in FIG. 14, the data corresponding to the first half of the time period indicates that the X-axis acceleration changed over time. On the other hand, among the waveform data in the sensor data 131 shown in FIG. 14, the data corresponding to the latter time period indicate that the X-axis acceleration did not change.

[データ生成処理]
次に、センサデータ131から教師データ132の生成を行う処理(以下、データ生成処理とも呼ぶ)について説明を行う。図6は、データ生成処理を説明するフローチャート図である。
[Data generation process]
Next, processing for generating teacher data 132 from sensor data 131 (hereinafter also referred to as data generation processing) will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining data generation processing.

情報受付部111は、図6に示すように、情報格納領域130に記憶されたセンサデータ131に対応するラベルを受け付けるまで待機する(S21のNO)。 As shown in FIG. 6, the information reception unit 111 waits until it receives a label corresponding to the sensor data 131 stored in the information storage area 130 (NO in S21).

具体的に、情報受付部111は、例えば、情報格納領域130に記憶された1以上のセンサデータ131のそれぞれに対応するラベルを受け付けるまで待機する。なお、各センサデータ131に対応するラベルは、例えば、運用者によって情報処理装置1に入力されるものであってよい。 Specifically, the information reception unit 111 waits until it receives a label corresponding to each of the one or more sensor data 131 stored in the information storage area 130, for example. Note that the label corresponding to each sensor data 131 may be input to the information processing apparatus 1 by the operator, for example.

そして、ラベルを受け付けた場合(S21のYES)、情報管理部112は、図12に示すように、情報格納領域130に記憶されたセンサデータ131と、S21の処理で受け付けたラベルとを対応付けることによって教師データ132を生成する(S22)。 When the label is accepted (YES in S21), the information management unit 112 associates the sensor data 131 stored in the information storage area 130 with the label accepted in the process of S21, as shown in FIG. to generate teacher data 132 (S22).

具体的に、情報管理部112は、情報格納領域130に記憶されたセンサデータ131のうちの少なくとも一部を抽出する。そして、情報管理部112は、抽出したセンサデータ131ごとに、各センサデータ131と、各センサデータ131に対応するラベルとを対応付けることによって教師データ132を生成する。 Specifically, the information management unit 112 extracts at least part of the sensor data 131 stored in the information storage area 130 . Then, the information management unit 112 generates teacher data 132 by associating each sensor data 131 and a label corresponding to each sensor data 131 for each extracted sensor data 131 .

その後、情報管理部112は、S22の処理で生成した教師データ132を情報格納領域130に記憶する(S23)。 After that, the information management unit 112 stores the teacher data 132 generated in the process of S22 in the information storage area 130 (S23).

[機械学習処理の詳細]
次に、機械学習処理の詳細について説明を行う。図7から図9は、機械学習処理の詳細を説明するフローチャート図である。
[Details of machine learning processing]
Next, the details of the machine learning process will be described. 7 to 9 are flowcharts explaining the details of the machine learning process.

情報受付部111は、図7に示すように、機械学習実行タイミングまで待機する(S31のNO)。 As shown in FIG. 7, the information reception unit 111 waits until the machine learning execution timing (NO in S31).

そして、機械学習実行タイミングになった場合(S31のYES)、情報管理部112は、情報格納領域130に記憶された教師データ132のうち、正常データに対応するセンサデータ131を含む教師データ132を特定する(S32)。すなわち、情報管理部112は、この場合、正常データに対応するラベルを含む教師データ132の特定を行う。 Then, when the machine learning execution timing has come (YES in S31), the information management unit 112 selects the teacher data 132 including the sensor data 131 corresponding to the normal data from the teacher data 132 stored in the information storage area 130. Specify (S32). That is, in this case, the information management unit 112 identifies the teacher data 132 including labels corresponding to normal data.

続いて、情報処理装置1の第1モデル生成部113は、図12に示すように、S32の処理で特定した教師データ132に含まれるセンサデータ131を入力とする深層教師なし学習を行うことにより、第1モデル133を生成する(S33)。 Subsequently, as shown in FIG. 12, the first model generation unit 113 of the information processing apparatus 1 performs deep unsupervised learning using as input the sensor data 131 included in the teacher data 132 specified in the process of S32. , to generate the first model 133 (S33).

具体的に、第1モデル生成部113は、例えば、オートエンコーダ法やGAN(Generative Adversarial Network)法等を用いることによって、深層教師なし学習モデルである第1モデル133を生成する。そして、第1モデル生成部113は、例えば、生成した第1モデル133に対応する第1重み情報135を出力する。 Specifically, the first model generation unit 113 generates the first model 133, which is a deep unsupervised learning model, by using, for example, an autoencoder method, a GAN (Generative Adversarial Network) method, or the like. The first model generator 113 then outputs first weight information 135 corresponding to the generated first model 133, for example.

次に、情報処理装置1の情報復元部114は、図12に示すように、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131のそれぞれを、S33の処理で生成した第1モデル133に入力することによって復元センサデータ131aを取得する(S34)。以下、復元センサデータ131aの具体例について説明を行う。 Next, as shown in FIG. 12, the information restoration unit 114 of the information processing device 1 restores each of the sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 to the first data generated in the process of S33. The restored sensor data 131a is obtained by inputting it into the model 133 (S34). A specific example of the restored sensor data 131a will be described below.

[復元センサデータの具体例]
図15は、復元センサデータ131aの具体例を説明する図である。図15に示す復元センサデータ131aは、図14で説明したセンサデータ131を第1モデル133に入力したことに伴って出力された波形データである。
[Specific example of restored sensor data]
FIG. 15 is a diagram illustrating a specific example of the restored sensor data 131a. Restored sensor data 131a shown in FIG. 15 is waveform data output when the sensor data 131 described in FIG. 14 is input to the first model 133. FIG.

具体的に、図15に示すセンサデータ131における波形データは、X軸加速度が時間の経過に伴って常に変化していたことを示している。 Specifically, the waveform data in the sensor data 131 shown in FIG. 15 indicates that the X-axis acceleration constantly changed over time.

図8に戻り、情報処理装置1の第1特徴抽出部115は、図12に示すように、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131とS34の処理で取得した復元センサデータ131aとの比較結果から、各センサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する(S41)。以下、S41の処理の詳細について説明を行う。 Returning to FIG. 8, the first feature extraction unit 115 of the information processing device 1, as shown in FIG. A first feature amount corresponding to each sensor data 131 is extracted from the comparison result with the restored sensor data 131a acquired in the process of S34 (S41). Details of the process of S41 will be described below.

[S41の処理の詳細]
図9は、S41の処理の詳細について説明するフローチャート図である。
[Details of processing in S41]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the details of the process of S41.

第1特徴抽出部115は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131と各センサデータ131に対応する復元センサデータ131aとの差分を示す差分センサデータ131bを生成する(S201)。以下、差分センサデータ131bの具体例について説明を行う。 For each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130, the first feature extraction unit 115 calculates the difference between each sensor data 131 and the restored sensor data 131a corresponding to each sensor data 131. The sensor data 131b is generated (S201). A specific example of the difference sensor data 131b will be described below.

[差分センサデータの具体例]
図16及び図17は、差分センサデータ131bの具体例を説明する図である。図16に示す差分センサデータ131bは、図14で説明したセンサデータ131及び図15で説明した復元センサデータ131aの各時間におけるX軸加速度の差の推移を示す波形データである。
[Specific example of differential sensor data]
16 and 17 are diagrams illustrating specific examples of the difference sensor data 131b. The difference sensor data 131b shown in FIG. 16 is waveform data showing transition of the difference in X-axis acceleration at each time between the sensor data 131 explained in FIG. 14 and the restored sensor data 131a explained in FIG.

具体的に、図14に示すセンサデータ131における波形データは、X軸加速度が前半の時間帯においてのみ変化していたことを示している。また、図15に示す復元センサデータ131aにおける波形データは、X軸加速度が全ての時間帯において変化していた場合に対応する波形データである。 Specifically, the waveform data in the sensor data 131 shown in FIG. 14 indicates that the X-axis acceleration changed only in the first half of the time period. Also, the waveform data in the restored sensor data 131a shown in FIG. 15 is waveform data corresponding to the case where the X-axis acceleration changes in all time zones.

そのため、第1特徴抽出部115は、この場合、図16に示すように、後半の時間帯におけるX軸加速度の変化が前半の時間帯におけるX軸加速度の変化よりも大きいことを示す波形データを差分センサデータ131bとして生成する。 Therefore, in this case, as shown in FIG. 16, first feature extraction section 115 generates waveform data indicating that the change in X-axis acceleration in the latter half of the time period is greater than the change in X-axis acceleration in the first half of the time period. It is generated as difference sensor data 131b.

図9に戻り、第1特徴抽出部115は、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131に対応する時間帯に含まれる複数の時間帯ごとの差分センサデータ131bのそれぞれから、各センサデータ131に対応する第1特徴量の抽出を行う(S202)。 Returning to FIG. 9, for each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130, the first feature extraction unit 115 performs A first feature quantity corresponding to each sensor data 131 is extracted from each of the difference sensor data 131b (S202).

具体的に、第1特徴抽出部115は、例えば、図16に示す差分センサデータ131bに対応する波形データのうち、時間t1に対応する波形データ(以下、第1波形データとも呼ぶ)と時間t2に対応する波形データ(以下、第2波形データとも呼ぶ)とのそれぞれから、第1特徴量の抽出を行う。 Specifically, the first feature extraction unit 115 extracts, for example, the waveform data corresponding to time t1 (hereinafter also referred to as first waveform data) from the waveform data corresponding to the difference sensor data 131b shown in FIG. The first feature amount is extracted from each of waveform data corresponding to (hereinafter also referred to as second waveform data).

さらに具体的に、第1特徴抽出部115は、例えば、第1波形データにおける平均振幅(以下、第1平均振幅とも呼ぶ)と、第2波形データにおける平均振幅(以下、第2平均振幅とも呼ぶ)とをそれぞれ算出する。そして、第1特徴抽出部115は、例えば、第1平均振幅から第2平均振幅を減算した値と第2平均振幅から第1平均振幅を減算した値とを、第1特徴量として抽出する。 More specifically, the first feature extraction unit 115 extracts, for example, the average amplitude in the first waveform data (hereinafter also referred to as the first average amplitude), the average amplitude in the second waveform data (hereinafter also referred to as the second average amplitude) ) and are calculated respectively. Then, the first feature extraction unit 115 extracts, for example, a value obtained by subtracting the second average amplitude from the first average amplitude and a value obtained by subtracting the first average amplitude from the second average amplitude as first feature amounts.

すなわち、図16に示す差分センサデータ131bでは、第2平均振幅の方が第1平均振幅よりも大きい。そのため、例えば、図13で説明したセンサデータ131を出力したセンサ5が工場勤務の作業者に装着されたウェアラブルセンサである場合、図16に示す差分センサデータ131bから抽出される第1特徴量は、例えば、作業者の動作が突然停止したという情報が反映された特徴量になる。 That is, in the differential sensor data 131b shown in FIG. 16, the second average amplitude is larger than the first average amplitude. Therefore, for example, when the sensor 5 that outputs the sensor data 131 described in FIG. 13 is a wearable sensor worn by a factory worker, the first feature extracted from the difference sensor data 131b shown in FIG. 16 is , for example, the feature amount reflects information that the worker's motion suddenly stopped.

一方、図17に示す差分センサデータ131bでは、第1平均振幅の方が第2平均振幅よりも大きい。そのため、図17に示す差分センサデータ131bから抽出される第1特徴量は、例えば、作業者の動作が突然開始されたという情報が反映された特徴量になる。 On the other hand, in the differential sensor data 131b shown in FIG. 17, the first average amplitude is larger than the second average amplitude. Therefore, the first feature amount extracted from the difference sensor data 131b shown in FIG. 17 is, for example, a feature amount reflecting information indicating that the worker's action suddenly started.

ここで、作業者が突然動作を停止した場合、一般的に、作業者に何らかの異常事態が発生した可能性があると判断できる。そのため、情報処理装置1は、後述するように、例えば、図16に示す差分センサデータ131bから抽出された第1特徴量と、異常データに対応するラベルとを対応付けたデータを入力とする教師付き学習を行う。 Here, when the worker suddenly stops working, it can generally be determined that there is a possibility that some kind of abnormal situation has occurred in the worker. Therefore, as will be described later, the information processing apparatus 1 receives, as input, data in which the first feature amount extracted from the difference sensor data 131b shown in FIG. 16 is associated with labels corresponding to abnormal data. study with.

一方、作業者が突然動作を開始することは、一般的に、作業者が行う通常の行動であると判断できる。そのため、情報処理装置1は、後述するように、例えば、図17に示す差分センサデータ131bから抽出された第1特徴量と、正常データに対応するラベルとを対応付けたデータを入力とする教師付き学習を行う。 On the other hand, it can generally be determined that a worker's sudden start of movement is a normal behavior of the worker. Therefore, as will be described later, the information processing apparatus 1 receives, as input, data in which the first feature amount extracted from the difference sensor data 131b shown in FIG. 17 is associated with labels corresponding to normal data. study with.

これにより、情報処理装置1は、教師データ132として用いることができる異常データの数が十分でない場合であっても、抽出対象の異常データを抽出する学習モデルを生成することが可能になる。また、情報処理装置1は、必要なドメイン知識が組み込まれたデータを入力として教師付き学習を行うことにより、正常データに対応する教師データ132のみから生成した深層教師なし学習モデルよりも、抽出対象の異常データの抽出を精度良く行うことができる学習モデルを生成することが可能になる。 As a result, the information processing apparatus 1 can generate a learning model for extracting abnormal data to be extracted even when the number of abnormal data that can be used as the teacher data 132 is not sufficient. In addition, the information processing apparatus 1 performs supervised learning using data in which necessary domain knowledge is incorporated as an input, so that the extraction target is higher than the deep unsupervised learning model generated only from the teacher data 132 corresponding to normal data. It is possible to generate a learning model that can accurately extract abnormal data.

なお、第1特徴抽出部115は、S41の処理において、異なる種類の複数のセンサ5においてそれぞれ出力された複数のセンサデータ131から、第1特徴量の抽出を行うものであってもよい。 Note that the first feature extraction unit 115 may extract the first feature amount from the plurality of sensor data 131 output from the plurality of sensors 5 of different types in the process of S41.

具体的に、第1特徴抽出部115は、例えば、図16に示す差分センサデータ131bに対応する波形データにおける平均振幅と、音圧センサであるセンサ5から出力されたセンサデータ131における音強度の最大値にシグモイド関数を掛け合わせた値との積を、第1特徴量として抽出するものであってもよい。 Specifically, the first feature extraction unit 115 extracts, for example, the average amplitude in the waveform data corresponding to the differential sensor data 131b shown in FIG. A product of the maximum value and a value obtained by multiplying the sigmoid function may be extracted as the first feature amount.

これにより、第1特徴抽出部115は、例えば、作業者の動作が突然停止したか否かを示す情報だけでなく、作業者の動作が突然停止した際に大きな音がしたか否かを示す情報を第1特徴量に反映させることが可能になる。そのため、第1特徴抽出部115は、この場合、例えば、作業者がしゃがんだ場合と作業者が倒れた場合とを識別可能な状態の第1特徴量を抽出することが可能になる。 As a result, the first feature extraction unit 115, for example, not only provides information indicating whether or not the worker's motion suddenly stopped, but also indicates whether or not there was a loud sound when the worker's motion suddenly stopped. Information can be reflected in the first feature amount. Therefore, in this case, the first feature extracting unit 115 can extract the first feature quantity in a state in which it is possible to distinguish between, for example, the case where the worker squats down and the case where the worker falls down.

図8に戻り、情報処理装置1の第2特徴抽出部116は、図12に示すように、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131に対応する第2特徴量を抽出する(S42)。 Returning to FIG. 8, the second feature extraction unit 116 of the information processing device 1, as shown in FIG. A corresponding second feature amount is extracted (S42).

具体的に、第2特徴抽出部116は、S42の処理において、例えば、ECDF(Empirical Cumulative Distribution Feature)特徴量を第2特徴量として抽出するものであってよい。また、第2特徴抽出部116は、例えば、人手によって記述された特徴抽出アルゴリズムを用いるものであっても良いし、CNN(Convolutional Neural Network)やLSTM(Long Short―Term Memory)のような深層ニューラルネットワークモデルを用いるものであってもよい。以下、S42の処理の具体例について説明を行う。 Specifically, the second feature extraction unit 116 may extract, for example, an ECDF (Empirical Cumulative Distribution Feature) feature amount as the second feature amount in the process of S42. In addition, the second feature extraction unit 116 may use, for example, a feature extraction algorithm described manually, or a deep neural network such as CNN (Convolutional Neural Network) or LSTM (Long Short-Term Memory). A network model may be used. A specific example of the processing of S42 will be described below.

[S42の処理の具体例]
図18は、S42の処理の具体例について説明する図である。具体的に、図18は、ECDF特徴量の抽出を行う場合を説明する図であり、図13で説明したセンサデータ131に含まれるX軸加速度の値の累積分布を示す図である。
[Specific example of processing in S42]
FIG. 18 is a diagram illustrating a specific example of the process of S42. Specifically, FIG. 18 is a diagram for explaining a case of extracting an ECDF feature quantity, and is a diagram showing the cumulative distribution of the X-axis acceleration values included in the sensor data 131 explained with reference to FIG. 13 .

第2特徴抽出部116は、S42の処理において、例えば、図18に示す図を参照し、特定の累積分布の値(Y軸に対応する値)に対応するX軸加速度センサの値(X軸に対応する値)を、第2特徴量として抽出する。具体的に、第2特徴抽出部116は、例えば、図18に示すように、複数の累積分布の値(例えば、予め定められた複数の値)に対応するX軸加速度センサの値のそれぞれを、第2特徴量として抽出する。 In the process of S42, the second feature extraction unit 116 refers to, for example, the diagram shown in FIG. 18, and the X-axis acceleration sensor value (X-axis ) is extracted as the second feature amount. Specifically, for example, as shown in FIG. 18, the second feature extraction unit 116 extracts each value of the X-axis acceleration sensor corresponding to a plurality of cumulative distribution values (for example, a plurality of predetermined values). , is extracted as the second feature amount.

図8に戻り、情報処理装置1の特徴結合部117は、図12に示すように、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、S41の処理で抽出した第1特徴量と、S42の処理で抽出した第2特徴量とを結合した第3特徴量を生成する(S43)。以下、S43の処理の具体例について説明を行う。 Returning to FIG. 8, the feature combining unit 117 of the information processing apparatus 1, as shown in FIG. A third feature amount is generated by combining the first feature amount and the second feature amount extracted in the process of S42 (S43). A specific example of the processing of S43 will be described below.

[S43の処理の具体例]
図19は、S43の処理の具体例について説明する図である。具体的に、図19(A)は、S41の処理で抽出した第1特徴量の具体例を説明する図であり、図19(B)は、S42の処理で抽出した第2特徴量の具体例を説明する図であり、図19(C)は、S43の処理で生成した第3特徴量の具体例を説明する図である。
[Specific example of processing in S43]
FIG. 19 is a diagram illustrating a specific example of the process of S43. Specifically, FIG. 19A is a diagram illustrating a specific example of the first feature amount extracted in the process of S41, and FIG. 19B is a diagram illustrating a specific example of the second feature amount extracted in the process of S42. FIG. 19C is a diagram for explaining an example, and FIG. 19C is a diagram for explaining a specific example of the third feature amount generated in the process of S43.

図19(A)に示す第1特徴量は、要素として「0.01」及び「-0.03」を含む1×2型の行列であり、図19(B)に示す第2特徴量は、要素として「5.0」、「1.0」、「0.0」、「0.0」及び「-1.0」を含む1×5型の行列である。 The first feature quantity shown in FIG. 19(A) is a 1×2 type matrix containing “0.01” and “−0.03” as elements, and the second feature quantity shown in FIG. 19(B) is , is a 1×5 type matrix containing “5.0”, “1.0”, “0.0”, “0.0” and “−1.0” as elements.

そのため、特徴結合部117は、S43の処理において、例えば、図19(A)に示す行列と図19(B)に示す行列とを結合することにより、第1特徴量に対応する行列に含まれる「0.01」及び「-0.03」と、第2特徴量に対応する行列に含まれる「5.0」、「1.0」、「0.0」、「0.0」及び「-1.0」とを要素として含む1×7型の行列を第3特徴量として生成する。 Therefore, in the process of S43, the feature combining unit 117 combines, for example, the matrix shown in FIG. 19A and the matrix shown in FIG. "0.01" and "-0.03", and "5.0", "1.0", "0.0", "0.0" and " −1.0” as elements is generated as the third feature amount.

図8に戻り、情報処理装置1の第2モデル生成部118は、図12に示すように、S43の処理で生成した第3特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータ131のラベルとを対応付けたデータの教師付き学習を行うことにより、第2モデル134を生成する(S44)。 Returning to FIG. 8, the second model generation unit 118 of the information processing apparatus 1 generates each feature amount and the sensor corresponding to each feature amount for each third feature amount generated in the process of S43, as shown in FIG. A second model 134 is generated by performing supervised learning of the data associated with the label of the data 131 (S44).

具体的に、第2モデル生成部118は、例えば、サポートベクタ―マシン(SVM)、k-NN法または深層ニューラルネットワーク等を用いることによって、教師付き学習モデルである第2モデル134を生成する。そして、第2モデル生成部118は、生成した第2モデル134の特徴量重みである第2重み情報136を出力する。 Specifically, the second model generator 118 generates the second model 134, which is a supervised learning model, by using, for example, a support vector machine (SVM), k-NN method, deep neural network, or the like. Then, the second model generation unit 118 outputs second weight information 136 that is the feature amount weight of the generated second model 134 .

また、第2モデル生成部118は、例えば、内部に複数の機械学習モデル(弱学習器)を有するアンサンブル学習法等を用いることによって、第2重み情報136を出力するものであってもよい。この場合、第2モデル生成部118は、異常状態のパターンが複数にわたる場合であっても各々のパターンを自動的に分離して学習することが可能になり、異常状態の検出を精度良く行うことができる第2モデル134を生成することが可能になる。 Also, the second model generation unit 118 may output the second weight information 136 by using, for example, an ensemble learning method having a plurality of machine learning models (weak learners) therein. In this case, the second model generation unit 118 can automatically separate and learn each pattern even when there are a plurality of patterns of abnormal conditions, and can accurately detect abnormal conditions. It is possible to generate a second model 134 that can

さらに、第2モデル生成部118は、アンサンブル学習法として、例えば、Random Forest法、ブースティング法またはスタッキング法等を用いることが可能である。また、第2モデル生成部118は、ブースティング法として、例えば、AdaBoost法、LPBoost法、Gradient Boosting法、XGBoost法、LightGBM法またはCatBoost法等を用いることが可能である。 Furthermore, the second model generation unit 118 can use, for example, the Random Forest method, the boosting method, the stacking method, or the like as the ensemble learning method. Also, the second model generation unit 118 can use, for example, the AdaBoost method, the LPBoost method, the Gradient Boosting method, the XGBoost method, the LightGBM method, or the CatBoost method as the boosting method.

なお、ここでの教師付き学習モデルの特徴量重みは、例えば、ブースティング法において用いられる個々の弱学習器に対する重みや、ニューラルネットワークにおける各層のニューロンの重み等も含む概念である。 Note that the feature amount weight of the supervised learning model here is a concept that includes, for example, weights for individual weak learners used in the boosting method, weights for neurons in each layer in a neural network, and the like.

図8に戻り、情報管理部112は、S33の処理で生成した第1モデル133に対応する第1重み情報135と、S44の処理で生成した第2モデル134に対応する第2重み情報136とを情報格納領域130に記憶する(S45)。 Returning to FIG. 8, the information management unit 112 stores the first weight information 135 corresponding to the first model 133 generated in the process of S33 and the second weight information 136 corresponding to the second model 134 generated in the process of S44. is stored in the information storage area 130 (S45).

[異常抽出処理の詳細]
次に、センサ5から出力されたセンサデータ131が異常データであるか否かを判定する処理(以下、異常抽出処理)について説明を行う。図10及び図11は、異常抽出処理を説明するフローチャート図である。
[Details of anomaly extraction processing]
Next, the process of determining whether or not the sensor data 131 output from the sensor 5 is abnormal data (hereinafter referred to as abnormality extraction process) will be described. 10 and 11 are flowcharts for explaining anomaly extraction processing.

情報受付部111は、図10に示すように、センサ5から出力されたセンサデータ131(新たなセンサデータ131)を受け付けるまで待機する(S51のNO)。 As shown in FIG. 10, the information receiving unit 111 waits until it receives the sensor data 131 (new sensor data 131) output from the sensor 5 (NO in S51).

そして、センサデータ131を受け付けた場合(S51のYES)、情報復元部114は、図13に示すように、S51の処理で受け付けたセンサデータ131を、S33の処理で生成した第1モデル133に入力することによって復元センサデータ131aを取得する(S52)。 Then, when the sensor data 131 is received (YES in S51), the information restoration unit 114 converts the sensor data 131 received in the process of S51 into the first model 133 generated in the process of S33, as shown in FIG. By inputting, the restored sensor data 131a is acquired (S52).

続いて、第1特徴抽出部115は、図13に示すように、S51の処理で受け付けたセンサデータ131とS52の処理で取得した復元センサデータ131aとの比較結果から、S51の処理で受け付けたセンサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する(S53)。 Subsequently, as shown in FIG. 13, the first feature extraction unit 115 compares the sensor data 131 received in the process of S51 with the restored sensor data 131a acquired in the process of S52, and the A first feature quantity corresponding to the sensor data 131 is extracted (S53).

また、第2特徴抽出部116は、図13に示すように、S51の処理で受け付けたセンサデータ131から、S51の処理で受け付けたセンサデータ131に対応する第2特徴量を抽出する(S54)。 Further, as shown in FIG. 13, the second feature extraction unit 116 extracts a second feature amount corresponding to the sensor data 131 received in the process of S51 from the sensor data 131 received in the process of S51 (S54). .

そして、特徴結合部117は、図13に示すように、S53の処理で抽出した第1特徴量と、S54の処理で抽出した第2特徴量とを結合した第3特徴量を生成する(S55)。 Then, as shown in FIG. 13, the feature combining unit 117 generates a third feature amount by combining the first feature amount extracted in the process of S53 and the second feature amount extracted in the process of S54 (S55 ).

その後、情報処理装置1の出力情報生成部121は、図11及び図13に示すように、S55の処理で生成した第3特徴量を、S43の処理で生成した第2モデル134に入力することによってスコアを取得する(S61)。 After that, as shown in FIGS. 11 and 13, the output information generation unit 121 of the information processing device 1 inputs the third feature amount generated in the process of S55 to the second model 134 generated in the process of S43. (S61).

そして、情報処理装置1の情報出力部122は、図13に示すように、S61の処理で取得したスコアに応じた推定結果を含む出力情報137を出力する(S62)。 Then, as shown in FIG. 13, the information output unit 122 of the information processing device 1 outputs the output information 137 including the estimation result corresponding to the score acquired in the process of S61 (S62).

具体的に、情報出力部122は、例えば、S61の処理で取得したスコアが所定の閾値よりも大きい場合、S31の処理で受け付けたセンサデータ131が正常データであると推定する。また、情報出力部122は、例えば、S61の処理で取得したスコアが所定の閾値よりも小さい場合、S31の処理で受け付けたセンサデータ131が異常データであると推定する。そして、情報出力部122は、例えば、S61の処理で取得したスコアに応じた推定結果を含む出力情報137を、運用者の操作端末(図示しない)に対して出力する。 Specifically, for example, when the score acquired in the process of S61 is greater than a predetermined threshold value, the information output unit 122 estimates that the sensor data 131 received in the process of S31 is normal data. For example, when the score acquired in the process of S61 is smaller than a predetermined threshold value, the information output unit 122 estimates that the sensor data 131 received in the process of S31 is abnormal data. Then, the information output unit 122 outputs, for example, the output information 137 including the estimation result corresponding to the score acquired in the process of S61 to the operator's operation terminal (not shown).

このように、本実施の形態における情報処理装置1は、複数のセンサ5からそれぞれ出力される複数のセンサデータ131の深層教師なし学習を行うことによって、第1モデル133を生成する。そして、情報処理装置1は、複数のセンサデータ131ごとに、各センサデータ131と、各センサデータ131の入力に伴って第1モデル133から出力される復元センサデータ131aとの比較結果から、各センサデータ131に対応する特徴量を抽出する。その後、情報処理装置1は、抽出した特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータ131が異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデル134を生成する。 In this manner, the information processing apparatus 1 according to the present embodiment generates the first model 133 by performing deep unsupervised learning on the plurality of sensor data 131 output from the plurality of sensors 5 . Then, the information processing apparatus 1 compares each of the sensor data 131 with the restored sensor data 131a output from the first model 133 in accordance with the input of each sensor data 131, for each of the plurality of sensor data 131. A feature quantity corresponding to the sensor data 131 is extracted. After that, the information processing apparatus 1 teaches data in which each feature amount is associated with state information indicating whether or not the sensor data 131 corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state for each extracted feature amount. A second model 134 is generated by performing attached learning.

すなわち、情報処理装置1は、センサデータ131と復元センサデータ131aとの比較結果から、必要なドメイン知識を組み込むことが可能な方法で特徴量の抽出を行う。 That is, the information processing apparatus 1 extracts feature amounts by a method that can incorporate necessary domain knowledge from the comparison result between the sensor data 131 and the restored sensor data 131a.

これにより、情報処理装置1は、ドメイン知識が組み込まれた特徴量を含む教師データ132から、学習モデル(教師付き学習モデル)を生成することが可能になる。そして、情報処理装置1は、生成した学習モデルを用いることで、異常データとして抽出すべきでないセンサデータ131が異常データとして抽出されることの抑制が可能になる。そのため、情報処理装置1は、センサ5が出力したセンサデータ131が異常データであるか否かの判定を精度良く行うことが可能になる。 As a result, the information processing apparatus 1 can generate a learning model (a supervised learning model) from the teacher data 132 including feature quantities in which domain knowledge is incorporated. By using the generated learning model, the information processing apparatus 1 can prevent the sensor data 131 that should not be extracted as abnormal data from being extracted as abnormal data. Therefore, the information processing apparatus 1 can accurately determine whether the sensor data 131 output by the sensor 5 is abnormal data.

[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について説明する。図20から図24は、第2の実施の形態における機械学習処理及び異常推定処理を説明するフローチャート図である。また、図25及び図26は、第2の実施の形態における機械学習処理を説明する図である。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. 20 to 24 are flowcharts for explaining machine learning processing and abnormality estimation processing in the second embodiment. 25 and 26 are diagrams for explaining machine learning processing in the second embodiment.

なお、第2の実施の形態におけるデータ蓄積処理及びデータ生成処理は、第1の実施の形態におけるデータ蓄積処理及びデータ生成処理と同じ内容であるため説明を省略する。 Note that the data accumulation processing and data generation processing in the second embodiment have the same contents as the data accumulation processing and data generation processing in the first embodiment, so the description thereof will be omitted.

[第2の実施の形態における機械学習処理]
初めに、第2の実施の形態における機械学習処理について説明を行う。図20から図22は、第2の実施の形態における機械学習処理を説明するフローチャート図である。
[Machine learning processing in the second embodiment]
First, machine learning processing in the second embodiment will be described. 20 to 22 are flowcharts for explaining machine learning processing in the second embodiment.

情報受付部111は、図20に示すように、機械学習実行タイミングまで待機する(S71のNO)。 As shown in FIG. 20, the information reception unit 111 waits until the machine learning execution timing (NO in S71).

そして、機械学習実行タイミングになった場合(S71のYES)、情報管理部112は、情報格納領域130に記憶された教師データ132のうち、正常データに対応するセンサデータ131を含む教師データ132を特定する(S72)。 Then, when the machine learning execution timing has come (YES in S71), the information management unit 112 selects the teacher data 132 including the sensor data 131 corresponding to the normal data from the teacher data 132 stored in the information storage area 130. Specify (S72).

続いて、情報処理装置1のデータ選択部119は、図25に示すように、S72の処理で特定した教師データ132から複数グループの教師データ132をそれぞれ選択する(S73)。 Subsequently, as shown in FIG. 25, the data selection unit 119 of the information processing device 1 selects each of the plurality of groups of teacher data 132 from the teacher data 132 specified in the process of S72 (S73).

具体的に、データ選択部119は、例えば、各グループに含まれる教師データ132の少なくとも一部が、他のグループに含まれる教師データ132と異なるように、複数グループの教師データ132の選択を行う。また、データ選択部119は、例えば、各グループに含まれる教師データ132の数がそれぞれ異なるように、複数のグループの教師データ132の選択を行う。 Specifically, the data selection unit 119 selects a plurality of groups of teacher data 132 such that, for example, at least part of the teacher data 132 included in each group is different from the teacher data 132 included in other groups. . Also, the data selection unit 119 selects a plurality of groups of teacher data 132 such that, for example, each group contains a different number of teacher data 132 .

そして、第1モデル生成部113は、図25に示すように、S73の処理で選択した複数グループの教師データ132のうちの1つのグループを特定する(S74)。 Then, as shown in FIG. 25, the first model generation unit 113 identifies one group among the plurality of groups of teacher data 132 selected in the process of S73 (S74).

続いて、第1モデル生成部113は、図25に示すように、S74の処理で特定したグループの教師データ132に含まれるセンサデータ131を入力とする深層教師なし学習を行うことにより、第1モデル133を生成する(S75)。 Subsequently, as shown in FIG. 25, the first model generation unit 113 performs deep unsupervised learning using as input the sensor data 131 included in the teacher data 132 of the group identified in the process of S74, thereby generating the first A model 133 is generated (S75).

次に、情報復元部114は、図21及び図25に示すように、S74の処理で特定したグループの教師データ132に含まれるセンサデータ131のそれぞれを、S75の処理で生成した第1モデル133に入力することによって復元センサデータ131aを取得する(S81)。 Next, as shown in FIGS. 21 and 25, the information restoration unit 114 converts each of the sensor data 131 included in the teacher data 132 of the group identified in the process of S74 into the first model 133 generated in the process of S75. to obtain the restored sensor data 131a (S81).

そして、第1特徴抽出部115は、図25に示すように、S74の処理で特定した教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131とS81の処理で取得した復元センサデータ131aとの比較結果から、各センサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する(S82)。 Then, as shown in FIG. 25, the first feature extraction unit 115 extracts each sensor data 131 and the restored sensor data 131a acquired in the process of S81 for each sensor data 131 included in the teacher data 132 specified in the process of S74. , the first feature amount corresponding to each sensor data 131 is extracted (S82).

また、第2特徴抽出部116は、図25に示すように、S74の処理で特定したグループの教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、各センサデータ131から各センサデータ131に対応する第2特徴量を抽出する(S83)。 25, for each sensor data 131 included in the teacher data 132 of the group specified in the process of S74, the second feature extraction unit 116 extracts the second feature corresponding to each sensor data 131 from each sensor data 131. 2 Extract feature values (S83).

さらに、特徴結合部117は、図25に示すように、S74の処理で特定したグループの教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、S82の処理で抽出した第1特徴量と、S83の処理で抽出した第2特徴量とを結合した第3特徴量を生成する(S84)。 Furthermore, as shown in FIG. 25, the feature combining unit 117 combines the first feature amount extracted in the process of S82 with the A third feature amount is generated by combining the second feature amount extracted in step S84.

その後、第2モデル生成部118は、図25に示すように、S84の処理で生成した第3特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータ131のラベルとを対応付けたデータの教師付き学習を行うことにより、第2モデル134を生成する(S85)。 After that, as shown in FIG. 25, the second model generation unit 118 associates each feature amount with the label of the sensor data 131 corresponding to each feature amount for each third feature amount generated in the process of S84. A second model 134 is generated by performing supervised learning of the obtained data (S85).

なお、情報復元部114は、S81の処理において、第1の実施の形態の場合と同様に、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131のそれぞれを、S75の処理で生成した第1モデル133に入力することによって復元センサデータ131aの取得を行うものであってもよい。 Note that in the process of S81, the information restoration unit 114 restores each of the sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 in the process of S75, as in the first embodiment. The restored sensor data 131 a may be acquired by inputting the generated first model 133 .

また、第1特徴抽出部115は、この場合、S82からS84の処理において、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、第1特徴量及び第2特徴量の抽出を行い、さらに、情報格納領域130に記憶された教師データ132に含まれるセンサデータ131ごとに、第3特徴量の生成を行うものであってもよい。 In this case, the first feature extraction unit 115 extracts the first feature amount and the second feature amount for each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 in the processing from S82 to S84. Extraction may be performed, and the third feature amount may be generated for each sensor data 131 included in the teacher data 132 stored in the information storage area 130 .

図21に戻り、情報処理装置1のモデル選択部120は、S74の処理において全てのグループを特定しているか否かを判定する(S86)。 Returning to FIG. 21, the model selection unit 120 of the information processing device 1 determines whether or not all groups have been identified in the process of S74 (S86).

その結果、全てのグループを特定していないと判定した場合(S86のNO)、第1モデル生成部113は、S74以降の処理を再度実行する。 As a result, when it is determined that all the groups have not been specified (NO in S86), the first model generation unit 113 executes the processes after S74 again.

一方、全てのグループを特定していると判定した場合(S86のYES)、モデル選択部120は、図22及び図25に示すように、S85の処理で生成した第2モデル134のうち、所定の条件に合致する第2モデル134を選択する(S91)。 On the other hand, if it is determined that all groups have been specified (YES in S86), the model selection unit 120 selects a predetermined (S91).

具体的に、モデル選択部120は、例えば、S85の処理で生成した第2モデル134のうち、最も高い認識性能を出した第2モデル134の選択を行う。ここでの認識性能は、教師付き学習の目的関数における認識の正解率(例えば、適合率、再現率、F1スコアまたはAUC値等)のみから算出する場合だけでなく、正則化項を含めて算出する場合も含む。 Specifically, the model selection unit 120 selects, for example, the second model 134 with the highest recognition performance among the second models 134 generated in the process of S85. The recognition performance here is calculated not only from the accuracy rate of recognition in the objective function of supervised learning (e.g. precision, recall, F1 score or AUC value, etc.), but also from the regularization term. including cases where

なお、モデル選択部120は、例えば、選択可能な深層教師なし学習モデルの最大値を規定し、貪欲法等の離散最適化アルゴリズムを用いることによって、第2モデル134の選択を行うものであってよい。また、モデル選択部120は、例えば、選択される深層教師なし学習モデル数に対して正則化項としてペナルティを与えた目的関数を設計し、Group Lasso法等の連続最適化アルゴリズムを用いることによって、第2モデル134の選択を行うものであってもよい。 Note that the model selection unit 120 selects the second model 134 by, for example, specifying the maximum value of selectable deep unsupervised learning models and using a discrete optimization algorithm such as the greedy method. good. In addition, the model selection unit 120, for example, designs an objective function that gives a penalty as a regularization term to the number of selected deep unsupervised learning models, and uses a continuous optimization algorithm such as the Group Lasso method, Selection of the second model 134 may be performed.

さらに、モデル選択部120は、S91の処理において、認識性能が最大となる複数の第2モデル134を選択するものであってもよい。また、モデル選択部120は、S91の処理において、S85の処理で生成した複数の第2モデル134を結び付けた学習モデルを選択するものであってもよい。 Furthermore, the model selection unit 120 may select a plurality of second models 134 that maximize the recognition performance in the process of S91. In the process of S91, the model selection unit 120 may select a learning model that combines the plurality of second models 134 generated in the process of S85.

図22に戻り、モデル選択部120は、図25に示すように、S75の処理で生成した第1モデル133のうち、S91の処理で選択した第2モデル134に対応する第1モデル133を特定する(S92)。 Returning to FIG. 22, the model selection unit 120 identifies the first model 133 corresponding to the second model 134 selected in the process of S91 among the first models 133 generated in the process of S75, as shown in FIG. (S92).

その後、情報管理部112は、S92の処理で特定した第1モデル133に対応する第1重み情報135と、S91の処理で選択した第2モデル134に対応する第2重み情報136と、S92の処理で特定した第1モデル133を示すモデル選択情報138とを情報格納領域130に記憶する(S93)。 After that, the information management unit 112 stores the first weight information 135 corresponding to the first model 133 specified in the process of S92, the second weight information 136 corresponding to the second model 134 selected in the process of S91, and the Model selection information 138 indicating the first model 133 specified in the process is stored in the information storage area 130 (S93).

すなわち、第1モデル133及び第2モデル134の生成に用いられる教師データ132の内容に偏りがある場合、情報処理装置1は、抽出対象の異常データを精度良く抽出することが可能な学習モデルを生成することができない場合がある。 That is, when the contents of the teacher data 132 used to generate the first model 133 and the second model 134 are biased, the information processing apparatus 1 selects a learning model that can accurately extract abnormal data to be extracted. may not be generated.

具体的に、例えば、作業者が工場において作業を行っている間に出力されるセンサデータ131と、作業者が事務所において作業を行っている間に出力されるセンサデータ131との発生割合が時間帯によって大きく異なる場合、学習モデルの生成に用いられる教師データ132には、一方のセンサデータ131が必要以上に含まれる場合がある。そのため、情報処理装置1は、過学習の発生等により、抽出対象の異常データを精度良く抽出することができる学習モデルを生成することができなくなる場合がある。 Specifically, for example, the rate of occurrence of the sensor data 131 output while the worker is working in the factory and the sensor data 131 output while the worker is working in the office is If there is a large difference depending on the time zone, the teacher data 132 used to generate the learning model may include one sensor data 131 more than necessary. Therefore, the information processing apparatus 1 may not be able to generate a learning model capable of accurately extracting abnormal data to be extracted due to occurrence of over-learning or the like.

そこで、第2の実施の形態における機械学習処理では、互いに異なる教師データ132を用いることによって複数の第1モデル133を生成する。そして、情報処理装置1は、抽出対象の異常データを精度良く抽出することができると判定した第1モデル133を選択する。 Therefore, in the machine learning process according to the second embodiment, a plurality of first models 133 are generated by using teacher data 132 different from each other. Then, the information processing apparatus 1 selects the first model 133 determined to be capable of accurately extracting the abnormal data to be extracted.

これにより、情報処理装置1は、抽出対象の異常データをより精度良く抽出することができる学習モデルを生成することが可能になる。 As a result, the information processing device 1 can generate a learning model that can more accurately extract abnormal data to be extracted.

なお、モデル選択部120は、S74の処理において全てのグループが特定される前に、その時点までに生成されている第2モデル134に対し、S91以降の処理を行うものであってもよい。そして、モデル選択部120は、例えば、所定数の第2モデル134が生成されるごとに、S91以降の処理を繰り返し行うものであってもよい。 Note that the model selection unit 120 may perform the processes after S91 on the second model 134 generated up to that point before all groups are identified in the process of S74. Then, the model selection unit 120 may repeat the processes after S91, for example, each time a predetermined number of second models 134 are generated.

これにより、モデル選択部120は、S91の処理における第2モデル134の選択及びS92の処理における第1モデル133の特定を迅速に行うことが可能になる。 This enables the model selection unit 120 to quickly select the second model 134 in the process of S91 and specify the first model 133 in the process of S92.

また、データ選択部119は、S73の処理において、生成する第1モデル133ごとに、深層教師なし学習で用いられる教師データ132の数や内容を変更するだけでなく、例えば、深層教師なし学習で用いるハイパーパラメータの変更や、深層教師なし学習で用いるニューラルネットワークのネットワークアーキテクチャの変更を行うものであってよい。 In addition, in the process of S73, the data selection unit 119 not only changes the number and contents of the teacher data 132 used in deep unsupervised learning for each first model 133 to be generated, but also The hyperparameters used may be changed, or the network architecture of the neural network used in deep unsupervised learning may be changed.

具体的に、データ選択部119は、ハイパーパラメータの変更として、例えば、確率的勾配降下法で用いる最適化アルゴリズムの変更、学習率の変更またはモーメンタム値の変更を行うものであってよい。また、データ選択部119は、ニューラルネットワークのネットワークアーキテクチャの変更として、例えば、入力層でのサンプルサイズまたはCNN層での畳み込みサイズの変更を行うものであってよい。 Specifically, the data selection unit 119 may change the hyperparameters by, for example, changing the optimization algorithm used in the stochastic gradient descent method, changing the learning rate, or changing the momentum value. The data selection unit 119 may change the network architecture of the neural network, for example, by changing the sample size in the input layer or the convolution size in the CNN layer.

さらに、データ選択部119は、S73の処理において、深層教師なし学習で用いられる教師データ132の数や内容を変更する場合においても、例えば、情報格納領域130に記憶された教師データ132から複数回のサンプリングを行うことによって、複数グループの教師データ132を選択するものであってよい。ここでのサンプリングとしては、例えば、ランダムサンプリングを行うものであってもよいし、Bagging法によるサンプリングを行うものであってもよい。そして、データ選択部119は、複数グループの教師データ132を選択した後、選択した教師データ132のそれぞれに対して重みの付与を行うものであってもよい。 Furthermore, in the process of S73, the data selection unit 119 may change the number and contents of the teacher data 132 used in deep unsupervised learning, for example, by selecting the teacher data 132 stored in the information storage area 130 a plurality of times. A plurality of groups of teacher data 132 may be selected by sampling . As the sampling here, for example, random sampling may be performed, or sampling by the Bagging method may be performed. Then, the data selection unit 119 may select a plurality of groups of teacher data 132 and then assign a weight to each of the selected teacher data 132 .

[第2の実施の形態における異常抽出処理]
次に、第2の実施の形態における異常抽出処理について説明を行う。図23及び図24は、第2の実施の形態における異常抽出処理を説明するフローチャート図である。
[Abnormality extraction processing in the second embodiment]
Next, anomaly extraction processing in the second embodiment will be described. 23 and 24 are flowcharts for explaining anomaly extraction processing according to the second embodiment.

情報受付部111は、図23に示すように、センサ5から出力されたセンサデータ131(新たなセンサデータ131)を受け付けるまで待機する(S101のNO)。 As shown in FIG. 23, the information receiving unit 111 waits until it receives the sensor data 131 (new sensor data 131) output from the sensor 5 (NO in S101).

そして、センサデータ131を受け付けた場合(S101のYES)、情報復元部114は、図26に示すように、S101の処理で受け付けたセンサデータ131を、S92の処理で特定した第1モデル133に入力することによって復元センサデータ131aを取得する(S102)。 Then, when the sensor data 131 is accepted (YES in S101), the information restoration unit 114 converts the sensor data 131 accepted in the process of S101 to the first model 133 specified in the process of S92, as shown in FIG. By inputting, the restored sensor data 131a is acquired (S102).

続いて、第1特徴抽出部115は、図26に示すように、S101の処理で受け付けたセンサデータ131とS102の処理で取得した復元センサデータ131aとの比較結果から、S101の処理で受け付けたセンサデータ131に対応する第1特徴量を抽出する(S103)。 Subsequently, as shown in FIG. 26, the first feature extraction unit 115 compares the sensor data 131 received in the process of S101 with the restored sensor data 131a acquired in the process of S102, and determines the A first feature quantity corresponding to the sensor data 131 is extracted (S103).

また、第2特徴抽出部116は、図26に示すように、S101の処理で受け付けたセンサデータ131から、S101の処理で受け付けたセンサデータ131に対応する第2特徴量を抽出する(S104)。 Further, as shown in FIG. 26, the second feature extraction unit 116 extracts a second feature quantity corresponding to the sensor data 131 received in the process of S101 from the sensor data 131 received in the process of S101 (S104). .

そして、特徴結合部117は、図26に示すように、S103の処理で抽出した第1特徴量と、S104の処理で抽出した第2特徴量とを結合した第3特徴量を生成する(S105)。 Then, as shown in FIG. 26, the feature combining unit 117 generates a third feature amount by combining the first feature amount extracted in the process of S103 and the second feature amount extracted in the process of S104 (S105 ).

その後、出力情報生成部121は、図24及び図26に示すように、S105の処理で生成した第3特徴量を、S91の処理で選択した第2モデル134に入力することによってスコアを取得する(S111)。 After that, as shown in FIGS. 24 and 26, the output information generation unit 121 obtains a score by inputting the third feature amount generated in the process of S105 to the second model 134 selected in the process of S91. (S111).

そして、情報出力部122は、図26に示すように、S111の処理で取得したスコアに応じた推定結果を含む出力情報137を出力する(S112)。 Then, as shown in FIG. 26, the information output unit 122 outputs output information 137 including the estimation result corresponding to the score acquired in the process of S111 (S112).

これにより、情報処理装置1は、抽出対象の異常データをより精度良く抽出することが可能になる。 As a result, the information processing device 1 can more accurately extract the abnormal data to be extracted.

なお、上記の例では、センサ5が工場に勤務する作業者に装着されたウェアラブルセンサである場合について説明を行ったが、センサ5は、例えば、工場内の各機器に取り付けられるセンサであり、各センサが出力する画像情報によって各機器の稼働状況を監視するために用いられるものであってもよい。また、センサ5は、例えば、店舗内に取り付けられるセンサであり、店舗内における不審者や偽ブランド品等を検知するために用いられるものであってもよい。 In the above example, the sensor 5 is a wearable sensor worn by a worker working in a factory, but the sensor 5 is a sensor attached to each device in the factory, The image information output by each sensor may be used to monitor the operation status of each device. Further, the sensor 5 is, for example, a sensor installed inside a store, and may be used for detecting suspicious persons, counterfeit brand products, etc. inside the store.

さらに、上記の例では、センサ5が複数存在する場合について説明を行ったが、情報処理システム10は、単一のセンサ5のみを有するものであってもよい。また、上記の例では、学習に用いるセンサデータ131が複数存在する場合について説明を行ったが、情報処理装置1は、学習に用いるセンサデータ131として単一のセンサデータ131のみを用いるものであってもよい。 Furthermore, in the above example, a case where a plurality of sensors 5 exist has been described, but the information processing system 10 may have only a single sensor 5 . Further, in the above example, the case where there are a plurality of sensor data 131 used for learning has been described, but the information processing apparatus 1 uses only a single sensor data 131 as the sensor data 131 used for learning. may

以上の実施の形態をまとめると、以下の付記のとおりである。 The above embodiments are summarized as follows.

(付記1)
複数のセンサから出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、
抽出した前記特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 1)
Generate a first model by performing deep unsupervised learning of multiple sensor data output from multiple sensors,
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
For each of the extracted feature amounts, performing supervised learning of data in which each feature amount is associated with state information indicating whether or not sensor data corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state, 2 generate a model,
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.

(付記2)
付記1において、
前記第1モデルを生成する処理では、前記複数のセンサデータのうち、正常状態を示す前記状態情報に対応付けられたセンサデータの深層教師なし学習を行う、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 2)
In Appendix 1,
In the process of generating the first model, among the plurality of sensor data, deep unsupervised learning of sensor data associated with the state information indicating a normal state is performed.
A machine learning program characterized by:

(付記3)
付記1において、
前記特徴量を抽出する処理では、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと各センサデータに対応する前記復元センサデータとの差分を示す差分センサデータを生成し、
生成した前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 3)
In Appendix 1,
In the process of extracting the feature amount,
generating differential sensor data indicating a difference between each sensor data and the restored sensor data corresponding to each sensor data for each of the plurality of sensor data;
extracting the feature quantity from each of the generated differential sensor data;
A machine learning program characterized by:

(付記4)
付記3において、
前記複数のセンサデータのそれぞれは、前記複数のセンサのうちのいずれかから出力された情報の所定の時間帯における推移を示す情報であり、
前記特徴量を抽出する処理では、前記所定の時間帯に含まれる複数の時間帯ごとの前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 4)
In Appendix 3,
Each of the plurality of sensor data is information indicating transition in a predetermined time period of information output from one of the plurality of sensors,
In the process of extracting the feature amount, the feature amount is extracted from each of the difference sensor data for each of a plurality of time periods included in the predetermined time period.
A machine learning program characterized by:

(付記5)
付記1において、
前記第2モデルを生成する処理では、
前記複数のセンサデータのそれぞれから他の特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータごとに、前記特徴量と前記他の特徴量とを結合することによって結合特徴量を生成し、
生成した前記結合特徴量ごとに、各結合特徴量と、各結合特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けた情報の教師付き学習を行う、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 5)
In Appendix 1,
In the process of generating the second model,
extracting other feature quantities from each of the plurality of sensor data;
generating a combined feature amount by combining the feature amount and the other feature amount for each of the plurality of sensor data;
For each of the generated combined feature amounts, perform supervised learning of information in which each combined feature amount is associated with state information indicating whether or not sensor data corresponding to each combined feature amount corresponds to an abnormal state;
A machine learning program characterized by:

(付記6)
付記1において、さらに、
前記複数のセンサのうちのいずれかのセンサデータから新たなセンサデータが出力された場合、前記新たなセンサデータと、前記新たなセンサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力されるセンサデータとの比較結果から、新たな特徴量を抽出し、
前記新たな特徴量の入力に伴って前記第2モデルから出力されるスコアを取得し、
取得した前記スコアを出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 6)
In Supplementary Note 1, further,
When new sensor data is output from any one of the plurality of sensors, the new sensor data and the sensor data output from the first model in accordance with the input of the new sensor data. Extract new features from the results of comparison with
Acquiring a score output from the second model in accordance with the input of the new feature amount,
outputting the obtained score;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.

(付記7)
付記6において、
前記第1モデルを生成する処理では、
前記複数のセンサデータのうちの少なくとも一部をそれぞれ含む複数のグループを生成し、
前記複数のグループごとに、前記第1モデルを生成し、
前記特徴量を抽出する処理では、生成した前記複数のグループごとに、各グループに含まれるセンサデータを用いることによって前記特徴量を抽出し、
前記第2モデルを生成する処理では、生成した前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記特徴量を用いることによって前記第2モデルを生成し、さらに、
生成した前記第2モデルのうち、所定の条件を満たす前記第2モデルの生成に用いられた前記第1モデルを特定し、
特定した前記第1モデルを示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 7)
In Appendix 6,
In the process of generating the first model,
generating a plurality of groups each including at least a portion of the plurality of sensor data;
generating the first model for each of the plurality of groups;
In the process of extracting the feature amount, the feature amount is extracted for each of the plurality of generated groups by using sensor data included in each group,
In the process of generating the second model, for each of the generated groups, the second model is generated by using the feature amount corresponding to each group;
identifying the first model used to generate the second model that satisfies a predetermined condition among the generated second models;
outputting information indicating the identified first model;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.

(付記8)
付記7において、
前記複数のグループのそれぞれに含まれるセンサデータは、前記複数のグループのうちの他のグループに含まれるセンサデータと少なくとも一部が異なる、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 8)
In Appendix 7,
Sensor data included in each of the plurality of groups is at least partially different from sensor data included in other groups of the plurality of groups,
A machine learning program characterized by:

(付記9)
付記6において、
前記第1モデルを生成する処理では、
前記複数のセンサデータのうちの少なくとも一部をそれぞれ含む複数のグループを生成し、
前記複数のグループごとに、前記第1モデルを生成し、
前記特徴量を抽出する処理では、生成した前記第1モデルごとに、各モデルを用いることによって前記特徴量を抽出し、
前記第2モデルを生成する処理では、生成した前記第1モデルごとに、各モデルに対応する前記特徴量を用いることによって前記第2モデルを生成し、さらに、
生成した前記第2モデルのうち、所定の条件を満たす前記第2モデルの生成に用いられた前記第1モデルを特定し、
特定した前記第1モデルを示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
(Appendix 9)
In Appendix 6,
In the process of generating the first model,
generating a plurality of groups each including at least a portion of the plurality of sensor data;
generating the first model for each of the plurality of groups;
In the process of extracting the feature amount, extracting the feature amount by using each model for each of the generated first models,
In the process of generating the second model, for each of the generated first models, the second model is generated by using the feature amount corresponding to each model;
identifying the first model used to generate the second model that satisfies a predetermined condition among the generated second models;
outputting information indicating the identified first model;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.

(付記10)
複数のセンサから出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、
抽出した前記特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習方法。
(Appendix 10)
Generate a first model by performing deep unsupervised learning of multiple sensor data output from multiple sensors,
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
For each of the extracted feature amounts, performing supervised learning of data in which each feature amount is associated with state information indicating whether or not sensor data corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state, 2 generate a model,
A machine learning method characterized by having a computer execute processing.

(付記11)
付記10において、
前記第1モデルを生成する処理では、前記複数のセンサデータのうち、正常状態を示す前記状態情報に対応付けられたセンサデータの深層教師なし学習を行う、
ことを特徴とする機械学習方法。
(Appendix 11)
In Appendix 10,
In the process of generating the first model, among the plurality of sensor data, deep unsupervised learning of sensor data associated with the state information indicating a normal state is performed.
A machine learning method characterized by:

(付記12)
付記10において、
前記特徴量を抽出する処理では、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと各センサデータに対応する前記復元センサデータとの差分を示す差分センサデータを生成し、
生成した前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量の抽出を行う、
ことを特徴とする機械学習方法。
(Appendix 12)
In Appendix 10,
In the process of extracting the feature amount,
generating differential sensor data indicating a difference between each sensor data and the restored sensor data corresponding to each sensor data for each of the plurality of sensor data;
extracting the feature quantity from each of the generated differential sensor data;
A machine learning method characterized by:

(付記13)
付記10において、さらに、
前記複数のセンサのうちのいずれかのセンサデータから新たなセンサデータが出力された場合、前記新たなセンサデータと、前記新たなセンサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力されるセンサデータとの比較結果から、新たな特徴量を抽出し、
前記新たな特徴量の入力に伴って前記第2モデルから出力されるスコアを取得し、
取得した前記スコアを出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習方法。
(Appendix 13)
In Supplementary Note 10, further,
When new sensor data is output from any one of the plurality of sensors, the new sensor data and the sensor data output from the first model in accordance with the input of the new sensor data. Extract new features from the results of comparison with
Acquiring a score output from the second model in accordance with the input of the new feature amount,
outputting the obtained score;
A machine learning method characterized by having a computer execute processing.

(付記14)
複数のセンサと、前記複数のセンサと接続する情報処理装置と、を有する機械学習システムにおいて、
前記複数のセンサのそれぞれは、検知したセンサデータを前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置は、
前記複数のセンサから送信される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、
抽出した前記特徴量ごとに、各特徴量と、各特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
ことを特徴とする機械学習システム。
(Appendix 14)
In a machine learning system having a plurality of sensors and an information processing device connected to the plurality of sensors,
each of the plurality of sensors transmits detected sensor data to the information processing device;
The information processing device is
generating a first model by performing deep unsupervised learning of a plurality of sensor data transmitted from the plurality of sensors;
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
For each of the extracted feature amounts, performing supervised learning of data in which each feature amount is associated with state information indicating whether or not sensor data corresponding to each feature amount corresponds to an abnormal state, 2 generate a model,
A machine learning system characterized by:

(付記15)
付記14において、
前記情報処理装置は、前記複数のセンサデータのうち、正常状態を示す前記状態情報に対応付けられたセンサデータの深層教師なし学習を行う、
ことを特徴とする機械学習システム。
(Appendix 15)
In Appendix 14,
The information processing device performs deep unsupervised learning of sensor data associated with the state information indicating a normal state among the plurality of sensor data,
A machine learning system characterized by:

(付記16)
付記14において、
前記情報処理装置は、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと各センサデータに対応する前記復元センサデータとの差分を示す差分センサデータを生成し、
生成した前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量の抽出を行う、
ことを特徴とする機械学習システム。
(Appendix 16)
In Appendix 14,
The information processing device is
generating differential sensor data indicating a difference between each sensor data and the restored sensor data corresponding to each sensor data for each of the plurality of sensor data;
extracting the feature quantity from each of the generated differential sensor data;
A machine learning system characterized by:

(付記17)
付記14において、さらに、
前記情報処理装置は、
前記複数のセンサのうちのいずれかのセンサデータから新たなセンサデータが出力された場合、前記新たなセンサデータと、前記新たなセンサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力されるセンサデータとの比較結果から、新たな特徴量を抽出し、
前記新たな特徴量の入力に伴って前記第2モデルから出力されるスコアを取得し、
取得した前記スコアを出力する、
ことを特徴とする機械学習システム。
(Appendix 17)
In Supplementary Note 14, further,
The information processing device is
When new sensor data is output from any one of the plurality of sensors, the new sensor data and the sensor data output from the first model in accordance with the input of the new sensor data. Extract new features from the results of comparison with
Acquiring a score output from the second model in accordance with the input of the new feature amount,
outputting the obtained score;
A machine learning system characterized by:

1:情報処理装置 5:操作端末
NW:ネットワーク 10:情報処理システム
1: Information processing device 5: Operation terminal NW: Network 10: Information processing system

Claims (10)

複数のセンサから出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータのそれぞれから他の特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータごとに、前記特徴量と前記他の特徴量とを結合することによって結合特徴量を生成し、
生成した前記結合特徴量ごとに、各結合特徴量と、各結合特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
Generate a first model by performing deep unsupervised learning of multiple sensor data output from multiple sensors,
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
extracting other feature quantities from each of the plurality of sensor data;
generating a combined feature amount by combining the feature amount and the other feature amount for each of the plurality of sensor data;
Performing supervised learning of data in which each combined feature amount and state information indicating whether or not sensor data corresponding to each combined feature amount corresponds to an abnormal state for each of the generated combined feature amounts. Generate a second model by
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.
請求項1において、
前記第1モデルを生成する処理では、前記複数のセンサデータのうち、正常状態を示す前記状態情報に対応付けられたセンサデータの深層教師なし学習を行う、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 1,
In the process of generating the first model, among the plurality of sensor data, deep unsupervised learning of sensor data associated with the state information indicating a normal state is performed.
A machine learning program characterized by:
請求項1において、
前記特徴量を抽出する処理では、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと各センサデータに対応する前記復元センサデータとの差分を示す差分センサデータを生成し、
生成した前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 1,
In the process of extracting the feature amount,
generating differential sensor data indicating a difference between each sensor data and the restored sensor data corresponding to each sensor data for each of the plurality of sensor data;
extracting the feature quantity from each of the generated differential sensor data;
A machine learning program characterized by:
請求項3において、
前記複数のセンサデータのそれぞれは、前記複数のセンサのうちのいずれかから出力された情報の所定の時間帯における推移を示す情報であり、
前記特徴量を抽出する処理では、前記所定の時間帯に含まれる複数の時間帯ごとの前記差分センサデータのそれぞれから、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 3,
Each of the plurality of sensor data is information indicating transition in a predetermined time period of information output from one of the plurality of sensors,
In the process of extracting the feature amount, the feature amount is extracted from each of the difference sensor data for each of a plurality of time periods included in the predetermined time period.
A machine learning program characterized by:
請求項1において、さらに、
前記複数のセンサのうちのいずれかのセンサデータから新たなセンサデータが出力された場合、前記新たなセンサデータと、前記新たなセンサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力されるセンサデータとの比較結果から、新たな特徴量を抽出し、
前記新たな特徴量の入力に伴って前記第2モデルから出力されるスコアを取得し、
取得した前記スコアを出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 1, further:
When new sensor data is output from any one of the plurality of sensors, the new sensor data and the sensor data output from the first model in accordance with the input of the new sensor data. Extract new features from the results of comparison with
Acquiring a score output from the second model in accordance with the input of the new feature amount,
outputting the obtained score;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.
請求項において、
前記第1モデルを生成する処理では、
前記複数のセンサデータのうちの少なくとも一部をそれぞれ含む複数のグループを生成し、
前記複数のグループごとに、前記第1モデルを生成し、
前記特徴量を抽出する処理では、生成した前記複数のグループごとに、各グループに含まれるセンサデータを用いることによって前記特徴量を抽出し、
前記第2モデルを生成する処理では、生成した前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記特徴量を用いることによって前記第2モデルを生成し、さらに、
生成した前記第2モデルのうち、所定の条件を満たす前記第2モデルの生成に用いられた前記第1モデルを特定し、
特定した前記第1モデルを示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 5 ,
In the process of generating the first model,
generating a plurality of groups each including at least a portion of the plurality of sensor data;
generating the first model for each of the plurality of groups;
In the process of extracting the feature amount, the feature amount is extracted for each of the plurality of generated groups by using sensor data included in each group,
In the process of generating the second model, for each of the generated groups, the second model is generated by using the feature amount corresponding to each group;
identifying the first model used to generate the second model that satisfies a predetermined condition among the generated second models;
outputting information indicating the identified first model;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.
請求項において、
前記複数のグループのそれぞれに含まれるセンサデータは、前記複数のグループのうちの他のグループに含まれるセンサデータと少なくとも一部が異なる、
ことを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 6 ,
Sensor data included in each of the plurality of groups is at least partially different from sensor data included in other groups of the plurality of groups,
A machine learning program characterized by:
請求項において、
前記第1モデルを生成する処理では、
前記複数のセンサデータのうちの少なくとも一部をそれぞれ含む複数のグループを生成し、
前記複数のグループごとに、前記第1モデルを生成し、
前記特徴量を抽出する処理では、生成した前記第1モデルごとに、各モデルを用いることによって前記特徴量を抽出し、
前記第2モデルを生成する処理では、生成した前記第1モデルごとに、各モデルに対応する前記特徴量を用いることによって前記第2モデルを生成し、さらに、
生成した前記第2モデルのうち、所定の条件を満たす前記第2モデルの生成に用いられた前記第1モデルを特定し、
特定した前記第1モデルを示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習プログラム。
In claim 5 ,
In the process of generating the first model,
generating a plurality of groups each including at least a portion of the plurality of sensor data;
generating the first model for each of the plurality of groups;
In the process of extracting the feature amount, extracting the feature amount by using each model for each of the generated first models,
In the process of generating the second model, for each of the generated first models, the second model is generated by using the feature amount corresponding to each model;
identifying the first model used to generate the second model that satisfies a predetermined condition among the generated second models;
outputting information indicating the identified first model;
A machine learning program characterized by causing a computer to execute processing.
複数のセンサから出力される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応する特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータのそれぞれから他の特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータごとに、前記特徴量と前記他の特徴量とを結合することによって結合特徴量を生成し、
生成した前記結合特徴量ごとに、各結合特徴量と、各結合特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機械学習方法。
Generate a first model by performing deep unsupervised learning of multiple sensor data output from multiple sensors,
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
extracting other feature quantities from each of the plurality of sensor data;
generating a combined feature amount by combining the feature amount and the other feature amount for each of the plurality of sensor data;
Performing supervised learning of data in which each combined feature amount and state information indicating whether or not sensor data corresponding to each combined feature amount corresponds to an abnormal state for each of the generated combined feature amounts. Generate a second model by
A machine learning method characterized by having a computer execute processing.
複数のセンサと、前記複数のセンサと接続する情報処理装置と、を有する機械学習システムにおいて、
前記複数のセンサのそれぞれは、検知したセンサデータを前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置は、
前記複数のセンサから送信される複数のセンサデータの深層教師なし学習を行うことによって、第1モデルを生成し、
前記複数のセンサデータごとに、各センサデータと、各センサデータの入力に伴って前記第1モデルから出力される復元センサデータとの比較結果から、各センサデータに対応
する特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータのそれぞれから他の特徴量を抽出し、
前記複数のセンサデータごとに、前記特徴量と前記他の特徴量とを結合することによって結合特徴量を生成し、
生成した前記結合特徴量ごとに、各結合特徴量と、各結合特徴量に対応するセンサデータが異常状態に対応するか否かを示す状態情報とを対応付けたデータの教師付き学習を行うことによって、第2モデルを生成する、
ことを特徴とする機械学習システム。
In a machine learning system having a plurality of sensors and an information processing device connected to the plurality of sensors,
each of the plurality of sensors transmits detected sensor data to the information processing device;
The information processing device is
generating a first model by performing deep unsupervised learning of a plurality of sensor data transmitted from the plurality of sensors;
For each of the plurality of sensor data, extracting a feature amount corresponding to each sensor data from a comparison result between each sensor data and the restored sensor data output from the first model in accordance with the input of each sensor data,
extracting other feature quantities from each of the plurality of sensor data;
generating a combined feature amount by combining the feature amount and the other feature amount for each of the plurality of sensor data;
Performing supervised learning of data in which each combined feature amount and state information indicating whether or not sensor data corresponding to each combined feature amount corresponds to an abnormal state for each of the generated combined feature amounts. Generate a second model by
A machine learning system characterized by:
JP2019033494A 2019-02-27 2019-02-27 Machine learning program, machine learning method and machine learning system Active JP7265127B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019033494A JP7265127B2 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Machine learning program, machine learning method and machine learning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019033494A JP7265127B2 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Machine learning program, machine learning method and machine learning system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020140279A JP2020140279A (en) 2020-09-03
JP7265127B2 true JP7265127B2 (en) 2023-04-26

Family

ID=72265184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019033494A Active JP7265127B2 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Machine learning program, machine learning method and machine learning system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7265127B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023073867A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 日本電信電話株式会社 Training device, abnormality detection device, training method, abnormality detection method, and program
JP2024030805A (en) * 2022-08-25 2024-03-07 Ubeマシナリー株式会社 Anomaly detection system and method for casting equipment
CN115910217B (en) * 2022-12-23 2023-09-22 郑州思昆生物工程有限公司 A base determination method, device, computer equipment and storage medium

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120300A (en) 2017-01-23 2018-08-02 株式会社リコー Information processing apparatus, information processing method, and program

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120300A (en) 2017-01-23 2018-08-02 株式会社リコー Information processing apparatus, information processing method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020140279A (en) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3462267B1 (en) Anomaly diagnosis method and anomaly diagnosis apparatus
US20240378511A1 (en) Methods and apparatus to self-generate a multiple-output ensemble model defense against adversarial attacks
JP6055285B2 (en) Data security apparatus and method and system
JP7265127B2 (en) Machine learning program, machine learning method and machine learning system
US10637751B2 (en) Methods and systems for online monitoring using a variable data sampling rate
JP6708203B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program
US20180006900A1 (en) Predictive anomaly detection in communication systems
EP4050529B1 (en) System to invoke update of machine learning models on edge computeres
EP4053757A1 (en) Degradation suppression program, degradation suppression method, and information processing device
JP6193287B2 (en) Anomaly detection device, anomaly detection method, and network anomaly detection system
JPWO2017154844A1 (en) Analysis apparatus, analysis method, and analysis program
JP2022548227A5 (en)
US11967822B2 (en) Method for predicting power generation and remaining useful life per system and system for performing the same
JPWO2009090939A1 (en) Network abnormality detection apparatus and method
CN114253605B (en) Runtime estimation of machine learning data processing pipelines
KR102107689B1 (en) Apparatus and method for analyzing cause of network failure
JP7534118B2 (en) Failure prediction system
JP7363912B2 (en) Display method, display program and information processing device
US20250077960A1 (en) Feature selection for reinforcement learning models
CN111553488A (en) A risk identification model training method and system for user behavior
US20220174076A1 (en) Methods and systems for recognizing video stream hijacking on edge devices
EP4602484A1 (en) Optimizing intelligent threshold engines in machine learning operations systems
US10490039B2 (en) Sensors for detecting and monitoring user interaction with a device or product and systems for analyzing sensor data
CN118941848B (en) A robustness detection method, device, equipment and medium based on federated learning
CN112100619B (en) Malicious file detection method, system, equipment and computer storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7265127

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150