JP7499732B2 - Domain information estimation model, apparatus and method including a generator trained with modified event-related information - Google Patents
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Description
本発明は、ある領域内で分布している事象及びそれに関連し得る事象に係る情報である事象・関連情報において、未知の若しくは確認したい情報部分を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technology for estimating unknown or desired information parts in event and related information, which is information on events distributed within a certain area and events that may be related to them.
近年、所定のエリアにおける対象者(以下、ユーザとも称する)の移動軌跡を推定する技術が大いに注目されている。この技術を用いることにより、例えば、ユーザの将来の移動軌跡を推定してユーザが立ち寄ったり目標としたりする地点を予測し、当該地点に係る有用情報を予めユーザに提示するといったようなサービスが提供可能となる。 In recent years, technology that estimates the movement trajectory of a target person (hereinafter also referred to as a user) in a specified area has attracted much attention. By using this technology, it is possible to provide services such as estimating the user's future movement trajectory, predicting the locations the user will stop at or aim for, and presenting the user with useful information related to those locations in advance.
このような移動軌跡推定技術として、例えば特許文献1には、過去の移動軌跡の情報がないユーザであってもその目的地を予測することの可能な目的地予測装置が開示されている。具体的にこの装置では、移動中の対象ユーザの移動軌跡に基づいて対象ユーザの残りの移動に関する情報を推定し、このように推定された情報と、移動傾向情報蓄積部に蓄積された、複数のユーザのエリア間の移動人数を示す情報とに基づいて、対象ユーザの目的地を予測している。
As an example of such a movement trajectory estimation technology,
ここで、対象ユーザにおける出発グリッドから目標グリッドまでの訪問確率は、他のユーザ群の移動傾向や、対象ユーザの現在の移動方向、移動距離、さらには移動手段等の推定結果を用いて算出されている。 Here, the probability of a target user visiting from the departure grid to the destination grid is calculated using the movement trends of other users, as well as the estimated results of the target user's current movement direction, movement distance, and even means of transportation.
また、例えば非特許文献1には、Source cityにおける移動軌跡集合及び各グリッドにおける道路特徴量を利用して、移動軌跡データのないTarget cityにおける群衆の移動軌跡集合を推定する技術が開示されている。具体的にこの技術は、Mobility intention transfer、OD Generation、及びPath Generationの3つのステップを実施することによって上記の推定を行っている。
For example,
最初にMobility intention transferでは、Source cityの移動軌跡集合における出発グリッドOと目標グリッドDとのペア(ODペア)を特徴量空間に埋め込む処理が実施される。ここでODペアは、含まれるPOI(Point of Interest)の数やカテゴリ、バス停や駅の数、さらにはOD間の最短パスの距離等によって表現される。このようなODペアの埋め込み処理の結果、「買い物のためのODペア」や「通勤のためのODペア」といったような各ODペアの特徴が学習されて、類似した目的のODペアは特徴量空間上で近傍にマッピングされることになる。 First, mobility intention transfer involves embedding pairs (OD pairs) of departure grid O and destination grid D in the source city's travel trajectory set into feature space. Here, OD pairs are expressed by the number and categories of POIs (Points of Interest), the number of bus stops and train stations, and the distance of the shortest path between ODs. As a result of this OD pair embedding process, the features of each OD pair, such as "OD pairs for shopping" and "OD pairs for commuting," are learned, and OD pairs with similar purposes are mapped to nearby locations in the feature space.
次にOD Generationでは、Target cityにおけるODペア候補を生成する。演算コストを抑えるために全グリッドについてのODペアを計算することはせず、最長経路が(経験的な閾値である)6キロメートル(km)以下となるODペアのみについて計算を進めている。ここで算出されたODペアも、上記のSource cityと同様の手法で同一の特徴量空間上にマッピングされる。 Next, in OD Generation, OD pair candidates for the Target city are generated. To reduce computational costs, OD pairs are not calculated for all grids, but are calculated only for OD pairs whose longest route is 6 kilometers (km) or less (an empirical threshold). The OD pairs calculated here are also mapped onto the same feature space using the same method as for the Source city above.
最後にPath Generationでは、Target cityにおけるODペア候補の間の移動軌跡を生成する。まず、ODペア候補の間の移動軌跡となり得る経路候補を最短経路順に抽出し、ここで所定以上の重なりがある2つのODペアについては一方を除外する。次いで、特徴量空間上で近傍しているSource cityのODペア間の移動軌跡集合を訓練データとしてDNN(Deep Neural Networks)モデルを構築する。各移動軌跡は道路のセグメント数やUターン数等をもって表現され、このDNNモデルの出力層から、各移動軌跡を選択する確率が出力されるのである。これにより、移動軌跡データが存在しないTarget cityにおける移動軌跡集合の発生確率を決定することが可能となる。 Finally, in Path Generation, movement trajectories between candidate OD pairs in the Target city are generated. First, route candidates that can be movement trajectories between candidate OD pairs are extracted in order of shortest route, and one of two OD pairs with a certain amount of overlap is excluded. Next, a DNN (Deep Neural Networks) model is constructed using a set of movement trajectories between OD pairs in Source cities that are adjacent in feature space as training data. Each movement trajectory is represented by the number of road segments and the number of U-turns, and the probability of selecting each movement trajectory is output from the output layer of this DNN model. This makes it possible to determine the probability of occurrence of a movement trajectory set in a Target city where no movement trajectory data exists.
しかしながら、上述したような従来技術では依然、構築する推定モデルの抱える問題によって、対象ユーザの移動軌跡を適切に推定することが困難となる場合が生じてしまう。 However, in the conventional techniques described above, there are still cases where it is difficult to properly estimate the movement trajectory of the target user due to problems with the estimation models that are constructed.
例えば、特許文献1に記載された技術では、対象ユーザの目的地を推定するモデルを構築する際、学習データとして、推定対象エリアにおける他のユーザ群の移動軌跡データを大量に必要とする。しかしながら特に郊外等において、このような移動軌跡データを大量に入手することは一般に困難である。したがって、状況によっては高い確度をもって移動軌跡を推定することができなくなるのである。
For example, in the technology described in
さらに、非特許文献1に記載された技術では、各ODペアについて1つのDNNモデルが構築されているが、これらのDNNモデルは、移動軌跡上の道路特徴しか学習しておらず、また短距離(6km以内)の移動軌跡を推定結果として生成するのみである。したがって、推定される移動軌跡は多くの場合に(道路特徴の許す範囲において)単なる最短距離のルートとなってしまう。すなわち非特許文献1に記載された技術では、例えばユーザの「人通りの多い道路を好む」傾向や「景色の良い道を好む」傾向等、道路そのもの以外の事情を反映した移動ルートの選択が、移動軌跡推定処理において行われる余地は全く生じないのである。
Furthermore, in the technology described in
ちなみに以上に述べたような問題は当然、対象ユーザの移動軌跡情報を推定する場合にとどまらず、ある領域内で分布している事象に係る情報である「事象情報」や、この情報に対し相関し得る又は因果関係を持ち得る「関連情報」において、未知の若しくは確認したい情報部分を推定する際には少なからず生じる問題となっている。 The problems mentioned above naturally occur not only when estimating the movement trajectory information of a target user, but also when estimating unknown or confirmed information parts in "event information," which is information related to events distributed within a certain area, or in "related information" that may be correlated or causally related to this information.
そこで、本発明は、ある領域内における事象情報や関連情報の情報部分を推定する領域内情報推定モデルであって、構築に必要な訓練(学習)データを準備することができ、関連し得る種々の情報を推定に反映させることも可能となる領域内情報推定モデル、並びに、当該モデルを利用した領域内情報推定装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an intra-area information estimation model that estimates the information portion of event information and related information within a certain area, which can prepare the training (learning) data required for construction and can also reflect various related information in the estimation, as well as an intra-area information estimation device and method that utilizes said model.
本発明によれば、ある領域内で分布している事象に係る情報である事象情報と、当該領域内で分布しており、当該事象情報に対し相関し得る又は因果関係を持ち得る情報である少なくとも1つの関連情報との組である領域内事象・関連情報において、当該事象情報及び/又は当該関連情報の一部を変更した情報である変更事象・関連情報を入力として、出力としての生成事象・関連情報を生成する生成器であって、当該生成事象・関連情報が元の当該領域内事象・関連情報を復元したものとなるように訓練された生成器としてコンピュータを機能させ、
この生成器は、推定の前提情報となる当該事象情報及び/又は当該関連情報を入力として、推定対象である当該事象情報及び/又は当該関連情報に係る情報である推定情報を出力する
ことを特徴とする領域内情報推定モデルが提供される。
According to the present invention, in intra-domain event/related information, which is a set of event information, which is information related to events distributed within a certain domain, and at least one piece of related information, which is information distributed within the domain and may be correlated or have a causal relationship with the event information, a generator takes as input modified event/related information, which is information obtained by modifying a part of the event information and/or the related information, and generates generated event/related information as an output, the generator being made to function as a trained generator such that the generated event/related information is a restoration of the original intra-domain event/related information,
This generator provides an intra-region information estimation model, which is characterized in that it takes as input the event information and/or related information that serve as premise information for the estimation, and outputs estimation information that is information related to the event information and/or related information that is the subject of estimation.
この本発明による領域内情報推定モデルの一実施形態として、
本領域内情報推定モデルは、ある当該変更事象・関連情報を入力とした上記の生成器によって生成された当該生成事象・関連情報と、このある変更事象・関連情報の元情報である当該領域内事象・関連情報とを判別するように訓練された識別器としてコンピュータを更に機能させ、
生成器は、自ら生成した当該生成事象・関連情報が、この識別器によって判別されないように訓練されていることも好ましい。
As an embodiment of the intra-region information estimation model according to the present invention,
The domain information estimation model further functions as a classifier trained to distinguish between the generated event/related information generated by the generator using the change event/related information as input and the domain event/related information that is the source information of the change event/related information;
It is also preferable that the generator is trained so that the generated event and related information it generates cannot be discriminated by the classifier.
また、上記の実施形態において、生成器は、生成した当該生成事象・関連情報と、元の当該領域内事象・関連情報との誤差について単調増加を示し、また、識別器からの出力により決定される、当該生成事象・関連情報が別物である度合いについても単調増加を示す損失関数をもって訓練されていることも好ましい。 In the above embodiment, the generator is also preferably trained with a loss function that shows a monotonically increasing error between the generated event and related information and the original event and related information in the domain, and also shows a monotonically increasing degree of distinctness of the generated event and related information, as determined by the output from the classifier.
さらに、本発明による領域内情報推定モデルの生成器は、当該事象情報及び当該関連情報をそれぞれ特徴量化する複数のCNN(Convolutional Neural Network)を含むオートエンコーダ(auto-encoder)を用いて構築されていることも好ましい。 Furthermore, it is also preferable that the generator of the intra-domain information estimation model according to the present invention is constructed using an auto-encoder including multiple CNNs (Convolutional Neural Networks) that respectively characterize the event information and the related information.
また、本発明に係る当該変更事象・関連情報は、当該事象情報及び/又は当該関連情報の一部を欠損させた情報であることも好ましい。 It is also preferable that the changed event/related information according to the present invention is information in which part of the event information and/or related information is missing.
さらに、本発明で取り扱う情報の好適な具体例として、当該事象情報は、当該領域内に分布している、ある対象の所在位置群を含む移動軌跡情報であって、
当該関連情報は、当該領域内に存在している人工物及び/又は自然物の分布、配置若しくはカテゴリに係る情報、当該領域内で設定されたPOI(Point of Interest)の分布、配置若しくはカテゴリに係る情報、当該領域内の所定の位置範囲間における最短経路を表す情報、当該領域内の各位置範囲における当該対象の数に係る情報、及び、当該領域内の各位置範囲におけるネットワーキングサービスの投稿の数若しくは当該投稿の分析結果に係る情報のうちの少なくとも1つを含む空間的・意味的情報であることも好ましい。
Furthermore, as a preferred specific example of information handled in the present invention, the event information is movement trajectory information including a group of location positions of certain objects distributed within the region,
It is also preferable that the related information is spatial and semantic information including at least one of information relating to the distribution, arrangement or category of artificial and/or natural objects present in the area, information relating to the distribution, arrangement or category of POIs (Points of Interest) set in the area, information representing the shortest route between specified location ranges in the area, information relating to the number of the objects in each location range in the area, and information relating to the number of posts of a networking service in each location range in the area or the analysis results of the posts.
また上記の具体例において、生成器は、当該前提情報としての当該空間的・意味的情報を入力として、推定対象である当該移動軌跡情報に係る当該推定情報を出力することも好ましく、又は、当該前提情報としての、当該移動軌跡情報及び推定対象ではない当該空間的・意味的情報を入力として、推定対象である当該空間的・意味的情報のうちの少なくとも1つに係る当該推定情報を出力することも好ましい。 In the above specific example, it is also preferable that the generator takes the spatial and semantic information as the premise information as input and outputs the estimated information related to the movement trajectory information that is the estimation target, or that the generator takes the movement trajectory information and the spatial and semantic information that is not the estimation target as input as the premise information and outputs the estimated information related to at least one of the spatial and semantic information that is the estimation target.
本発明によれば、また、以上に述べた領域内情報推定モデルを用いて、推定対象である当該事象情報及び/又は当該関連情報に係る情報を推定する領域内情報推定装置が提供される。 The present invention also provides an intra-area information estimation device that uses the intra-area information estimation model described above to estimate information related to the event information and/or related information that is the estimation target.
本発明によれば、さらに、
ある領域内で分布している事象に係る情報である事象情報と、当該領域内で分布しており、当該事象情報に対し相関し得る又は因果関係を持ち得る情報である少なくとも1つの関連情報との組である領域内事象・関連情報において、当該事象情報及び/又は当該関連情報の一部を変更した情報である変更事象・関連情報を入力として、出力としての生成事象・関連情報を生成する生成器に対し、当該生成事象・関連情報が元の当該領域内事象・関連情報を復元したものとなるように訓練を行うステップと、
訓練を行ったこの生成器に対し、推定の前提情報となる当該事象情報及び/又は当該関連情報を入力して、推定対象である当該事象情報及び/又は当該関連情報に係る情報である推定情報を出力させるステップと
を有する、コンピュータにおける領域内情報推定方法が提供される。
According to the present invention, further comprising:
a step of training a generator that uses modified event/related information, which is information obtained by modifying a part of event information and/or related information, as input to generate generated event/related information in intra-domain event/related information, which is a set of event information, which is information related to events distributed within a certain domain, and at least one related information, which is information distributed within the domain and may be correlated or causally related to the event information, so that the generated event/related information is a restoration of the original intra-domain event/related information;
The present invention provides a method for estimating information within a region on a computer, the method comprising the steps of inputting the event information and/or related information that serve as premise information for estimation to the trained generator, and outputting estimated information that is information related to the event information and/or related information that are the subject of estimation.
本発明によれば、ある領域内における事象情報や関連情報の情報部分を推定する領域内情報推定モデルであって、構築に必要な訓練(学習)データを準備することができ、関連し得る種々の情報を推定に反映させることも可能となる領域内情報推定モデル、並びに、当該モデルを利用した領域内情報推定装置及び方法を提供することができる。 The present invention provides an intra-area information estimation model that estimates the information portion of event information and related information within a certain area, and that can prepare the training (learning) data required for construction and can also reflect various related information in the estimation, as well as an intra-area information estimation device and method that utilizes the model.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
[領域内情報推定モデル]
図1は、本発明による領域内情報推定モデルの一実施形態、及び本発明による領域内情報推定装置の一実施形態を示す模式図である。
[Region information estimation model]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an intra-region information estimation model according to the present invention, and an embodiment of an intra-region information estimation device according to the present invention.
図1に示した本実施形態の領域内情報推定モデル1は、
(a)ある領域(図1ではある地域)内で分布している事象(図1では対象である人物の移動)に係る情報である「事象情報」(図1ではこの人物の所在位置群を含む移動軌跡情報)と、
(b)当該領域内で分布しており、「事象情報」(移動軌跡情報)に対し相関し得る又は因果関係を持ち得る情報である少なくとも1つの「関連情報」と
の組である「領域内事象・関連情報」における情報部分、例えば未知の若しくは確かめたい移動軌跡部分、を推定可能なモデルとなっている。
The region
(a) "Event information" (in FIG. 1, movement trajectory information including a group of locations of the person) which is information related to an event (in FIG. 1, the movement of the person) distributed within a certain area (in FIG. 1, a certain region),
(b) This model is capable of estimating an information portion of the "event/related information within the region" which is a pair of at least one "related information" that is information that is distributed within the region and may be correlated or causally related to the "event information" (movement trajectory information), such as an unknown or desired movement trajectory portion.
ここで上記(b)の「関連情報」は、「事象情報」を移動軌跡情報とした本実施形態において、
(b1)当該領域(地域)内に存在している道路、住宅や河川の分布若しくは配置に係る情報といったような空間的情報や、
(b2)当該地域内の各位置範囲における対象(例えば人物)の数に係る情報といったような意味的情報
となっているが、いずれにしても本発明による領域内情報推定モデルでは、関連し得る種々の情報を選択して「関連情報」に設定することが可能となっている。
Here, in the embodiment in which the “event information” in the above (b) is movement trajectory information,
(b1) Spatial information, such as information on the distribution or layout of roads, houses, and rivers existing in the area (region),
(b2) This is semantic information, such as information regarding the number of objects (e.g., people) in each location range within the area. In any case, the intra-area information estimation model of the present invention makes it possible to select various pieces of information that may be related and set them as "related information."
同じく図1において、領域内情報推定モデル1は、
(c)「領域内事象・関連情報」において、「事象情報」の一部、「関連情報」の一部、又は「事象情報」及び「関連情報」の一部を変更した(例えば欠損させた)情報である「変更事象・関連情報」
を入力として、出力としての「生成事象・関連情報」を生成する生成器12を備えている(生成器12としてコンピュータを機能させる)。なお上記(c)の「変更事象・関連情報」は本実施形態において、欠損生成部(変更生成部)11によって生成される。
Also in FIG. 1, the area
(c) "Changed Event/Related Information" is information obtained by changing (e.g., deleting) a part of "Event Information", a part of "Related Information", or a part of "Event Information" and "Related Information" in "Event/Related Information in the Domain".
The system is provided with a
ここで生成器12は、自ら生成する「生成事象・関連情報」が、元の「領域内事象・関連情報」、言い換えると入力された「変更事象・関連情報」における変更前の「領域内事象・関連情報」を復元したものとなるように訓練されている。すなわち生成器12は、いわゆるGAN(Generative Adversarial Networks,敵対的生成ネットワーク)におけるGenerator(生成器)に相当するものとなっているのである。
The
次いで、このように訓練された生成器12によって領域内情報推定処理を実施する。具体的には、この生成器12に対し、
(d1)推定の前提情報となる(既知の若しくは確定した)「事象情報」、「関連情報」、又は「事象情報」及び「関連情報」(以後、「事象情報」及び/又は「関連情報」と略称)
を入力として、
(d2)推定対象である(未知の若しくは確認したい)「事象情報」及び/又は「関連情報」に係る情報である推定情報
を出力させるのである。例えば、ある地域内における実際の道路、住宅や河川の分布情報(関連情報)、及び実際の人の分布情報(関連情報)を入力として、当該地域内におけるある人物の移動軌跡情報(事象情報)を出力させてもよい。
Next, the thus trained
(d1) “Event information”, “related information”, or “event information” and “related information” (hereinafter abbreviated as “event information” and/or “related information”) that are premise information for the estimation (known or confirmed)
With input,
(d2) Outputting estimated information that is information related to the (unknown or desired to be confirmed) "event information" and/or "related information" that is the subject of estimation. For example, information on the distribution of actual roads, houses, and rivers in a certain area (related information) and information on the distribution of actual people (related information) may be input, and movement trajectory information (event information) of a certain person in the said area may be output.
また、当該地域内におけるある人物の実際の移動軌跡情報(事象情報)、及び実際の道路、住宅や河川の分布情報(関連情報)を入力として、当該地域内における人の分布情報(関連情報)を出力させることも可能となる。さらに、ある地域内における実際の道路、住宅や河川の分布情報(関連情報)、及び他の関連情報を入力として、当該地域内におけるある人物の移動軌跡情報(事象情報)、及び当該地域内における人の分布情報(関連情報)を出力させることもできる。またさらに、事象情報や関連情報においてその一部が欠損した情報を入力に含め、その欠損した情報部分が生成された(補完された)情報を出力させることも可能となるのである。 It is also possible to input information on the actual movement trajectory of a person in a certain area (event information) and information on the distribution of actual roads, houses, and rivers (related information) and output information on the distribution of people in that area (related information). It is also possible to input information on the actual distribution of roads, houses, and rivers in a certain area (related information) and other related information and output information on the movement trajectory of a person in that area (event information) and information on the distribution of people in that area (related information). It is also possible to include information with some parts missing from the event information or related information in the input and output information with the missing parts generated (complemented).
このように、領域内情報推定モデル1によれば、「領域内事象・関連情報」における情報部分を推定するに当たり、意図して生成した「変更事象・関連情報」に対し、GANにおける少なくともGenerator(生成器)による元情報の復元機能を適用することによって、高い精度で当該情報部分を推定することができる。また、関連し得る種々の情報を、この推定に反映させることも可能となる。例えば後に詳述するが、ある人物の移動軌跡情報の推定結果に、この人物の「人通りの多い道路を好む」傾向や「景色の良い道を好む」傾向等を反映させることの可能な「関連情報」を選択することもできるのである。
In this way, according to the intra-area
また、関連情報として、モデル構築に必要な訓練(学習)データを準備することが可能な(より好ましくは容易な)情報を選択することもできるので、領域内情報推定モデル1によれば、モデル構築に必要な訓練データを準備することが確実に可能となる。
In addition, as related information, it is possible (and more preferably easy) to select information that allows for the preparation of training (learning) data necessary for model construction, so that the intra-region
例えば、ある地域内におけるある人物の移動軌跡情報を推定するに当たり、当該地域内における他の人物群(群衆)の移動軌跡情報を「関連情報」として採用することも考えられるが、例えば郊外での場合のように、モデル構築に必要となる大量の移動軌跡情報を収集することが困難となることも少なくない。このような場合であっても、領域内情報推定モデル1によれば、他の人物群(群衆)の移動軌跡情報以外の、入手の容易な「関連情報」を選んで設定することができるのである。
For example, when estimating the movement trajectory information of a person in a certain area, it is possible to use the movement trajectory information of other groups of people (crowds) in the same area as "related information." However, in cases such as suburban areas, it is often difficult to collect the large amount of movement trajectory information required to build a model. Even in such cases, the area
なお当然とはなるが、本発明に係る「領域」や「事象情報」は、以上に述べたような(2次元の)地域や移動軌跡情報に限定されるものではない。特に「事象情報」は例えば、ある地域において分布を示す社会的・経済的な事象に係る情報であって予測ニーズの高い情報、例えば各地区での犯罪発生率や、電気自動車充電ポイントの分布等に設定することができる。 Of course, the "areas" and "event information" according to the present invention are not limited to the (two-dimensional) regions and movement trajectory information described above. In particular, the "event information" can be set to information related to social and economic events that are distributed in a certain area and that are in high demand for prediction, such as the crime rate in each district or the distribution of electric vehicle charging points.
さらに、「領域」として、例えば現実の1次元空間や3次元空間、又は仮想的な(理論上の)1次元空間や2次元以上の空間を採用し、「事象情報」として、採用した空間において分布を示す事象に係る情報を採用することも可能である。例えば、菌の培養器における2次元又は3次元の培養域を「領域」として、菌の増殖「事象」に係る、培養域内での菌体濃度情報を「事象情報」とし、さらに、培養域内における栄養の分布情報や抗生物質の分布情報を「関連情報」としてもよい。また、時間軸のみを有する仮想的な1次元「領域」において、株の売買「事象」に係る株価の時間変化情報を「事象情報」とし、株価に影響を及ぼし得る様々な事件や現象に係る情報を「関連情報」とすることも可能である。 Furthermore, it is also possible to adopt, for example, a real one-dimensional or three-dimensional space, or a virtual (theoretical) one-dimensional or two-or-more-dimensional space as the "area," and adopt information related to events that show distribution in the adopted space as the "event information." For example, a two- or three-dimensional culture area in a bacterial incubator can be used as the "area," and bacterial cell concentration information within the culture area related to the bacterial growth "event" can be used as the "event information," and further information on the distribution of nutrients and antibiotics within the culture area can be used as the "related information." Also, in a virtual one-dimensional "area" that has only a time axis, it is also possible to use information on time changes in stock prices related to the "event" of buying and selling stocks as the "event information," and information related to various incidents and phenomena that may affect stock prices as the "related information."
さらに、時間軸と、ある道路上の位置についての軸とを有する仮想的な2次元「領域」において、自動車の走行事象に係る当該道路上における自動車分布の時間変化情報を「事象情報」とし、当該道路における事故や工事、さらには交通信号の状態といったような自動車の走行に影響し得る事象の発生・消滅に係る情報を「関連情報」とすることもできるのである。 Furthermore, in a virtual two-dimensional "area" having a time axis and an axis for position on a road, information on changes over time in the distribution of automobiles on that road related to automobile driving events can be regarded as "event information," and information on the occurrence and disappearance of events that may affect automobile driving, such as accidents, construction work, and even the status of traffic signals on that road, can be regarded as "related information."
[モデル構成]
以下、本発明による領域内情報推定モデルの一実施形態についてより詳細に説明を行う。なお、以下に示す実施形態では、領域、事象情報、及び関連情報がそれぞれ、所定地域、推定対象である対象人物の当該所定地域における移動軌跡情報、並びに当該所定地域における空間的情報及び意味的情報となっているが、上述したように本発明はこれらに限定されるものではない。
[Model configuration]
An embodiment of the region information estimation model according to the present invention will be described in more detail below. Note that in the embodiment shown below, the region, the event information, and the related information are respectively a predetermined region, movement trajectory information of a target person to be estimated in the predetermined region, and spatial information and semantic information in the predetermined region, but as described above, the present invention is not limited to these.
同じく図1によれば、本実施形態の領域内情報推定モデル1は、
(A)欠損生成部(変更生成部)11と、(B)生成器12と、(C)識別器13と
を備えている。このうち、生成器12及び識別器13は、それぞれGANのGenerator(生成器)及びDiscriminator(識別器)に相当するものであって、後に詳述するように、本実施形態ではいずれもCNN(Convolutional Neural Networks)を含むニューラルネットワーク・アルゴリズムを用いて構築されている。
Also according to FIG. 1, the region
The system includes (A) a defect generation unit (change generation unit) 11, (B) a
上述したように領域内情報推定モデル1は、移動軌跡情報と空間的情報及び意味的情報(関連情報)との組である「領域内事象・関連情報」を処理対象として、領域内情報推定処理を実施する。ここで、この「領域内事象・関連情報」について説明を行う。
As described above, the intra-area
図2は、本発明に係る領域内事象・関連情報の一実施形態を説明するための模式図である。 Figure 2 is a schematic diagram for explaining one embodiment of the area event and related information according to the present invention.
最初に図2(A)には、事象情報としての移動軌跡情報の表現例が示されている。具体的に図2(A)の移動軌跡情報においては、所定地域が(例えば250m×250mの矩形である)グリッドの群に分割され、各グリッドにおいて、対象人物の所定期間における所在位置が当該グリッド内に存在するならば当該グリッドの値を1とし、存在しないならば0として、対象人物の移動軌跡(所在位置の変遷)が表現されている。このように移動軌跡情報は、グリッドを画素と見立てると、画素値が0又は1であるバイナリ画像情報と捉えることが可能となっている。 First, FIG. 2(A) shows an example of how movement trajectory information is expressed as event information. Specifically, in the movement trajectory information in FIG. 2(A), a specific area is divided into a group of grids (e.g., a rectangle of 250m x 250m), and in each grid, the movement trajectory (changes in location) of a target person is expressed by setting the value of the grid to 1 if the target person's location during a specific period of time is within that grid, and 0 if not. In this way, if the grids are considered to be pixels, the movement trajectory information can be considered as binary image information in which the pixel values are 0 or 1.
ここで図2(A)の例では、値が1である互いに隣接したグリッド群において、一方の端をなすグリッドが、対象人物の出発地点を含む出発グリッドとなっており、また他方の端をなすグリッドが、対象人物の目的地点を含む目的グリッドとなっている。ただし、移動軌跡情報は、このような出発グリッド及び目的グリッドの一方又は両方が表現(設定)されていない情報とすることも可能である。 In the example of FIG. 2(A), in a group of adjacent grids with a value of 1, the grid at one end is a departure grid including the target person's departure point, and the grid at the other end is a destination grid including the target person's destination point. However, the movement trajectory information can also be information in which one or both of the departure grid and destination grid are not expressed (set).
ちなみに、対象人物の所在位置は、例えば対象人物の所持する通信端末の位置とすることができ、通信事業者ならば、当該位置に係る情報を取得可能となっている。具体的に、この通信端末の位置は、接続した基地局のカバーするエリア(の代表地点)としてもよく、基地局測位方式による測位結果や、通信端末に内蔵されたGPS(Global Positioning System)デバイスによる測位結果から決定することもできる。 The location of the target person can be, for example, the location of the communication terminal carried by the target person, and a telecommunications carrier can obtain information related to this location. Specifically, the location of this communication terminal can be (a representative point of) the area covered by the connected base station, and can also be determined from the results of positioning using a base station positioning method or a GPS (Global Positioning System) device built into the communication terminal.
次に図2(B)には、意味的情報(関連情報)としてのメッシュ人数情報の表現例が示されている。具体的に図2(B)のメッシュ人数情報においては、上記の移動軌跡情報と同じ所定地域が同じグリッド群に分割され、各グリッドにおいて、当該グリッド内に所在している人物(の所持する通信端末)の数における当該所定期間での平均値を当該グリッドの値として、(1グリッドを1メッシュとした場合の)メッシュ人数が表現されている。このようにメッシュ人数情報も、グリッドを画素と見立てると、多値の画素値をとる画像情報と捉えることができるのである。 Next, Figure 2 (B) shows an example of the expression of mesh number of people information as semantic information (related information). Specifically, in the mesh number of people information of Figure 2 (B), the same predetermined area as the above-mentioned movement trajectory information is divided into the same grid group, and in each grid, the mesh number of people (when 1 grid is 1 mesh) is expressed by taking the average number of people (held by communication devices) located within that grid during the predetermined period as the value of that grid. In this way, if the grids are considered to be pixels, the mesh number of people information can also be considered as image information that takes on multiple pixel values.
なお、当該所定地域を分割した結果としてのグリッドは上記とは異なるサイズや形状のものであってよい。また、移動軌跡情報(事象情報)のグリッドとメッシュ人数情報(関連情報)のグリッドとを、後の推定精度に影響する可能性もあるが、サイズや形状の互いに異なるものに設定することも可能である。 The grids resulting from dividing the specified area may be of different sizes and shapes than those described above. It is also possible to set the grids for the movement trajectory information (event information) and the grids for the mesh number of people information (related information) to different sizes and shapes, although this may affect the accuracy of subsequent estimation.
また以上説明したように事象情報を移動軌跡情報とした場合における関連情報は当然、上記のメッシュ人数情報に限定されるものではない。実際、移動軌跡情報に対し相関し得る又は因果関係を持ち得る情報であって、訓練データとして十分な量を入手可能な情報ならば、種々様々な情報を関連情報に採用することが可能となる。 As explained above, when the event information is movement trajectory information, the related information is not limited to the mesh number of people information described above. In fact, it is possible to use a wide variety of information as related information, so long as it is information that can be correlated or causally related to the movement trajectory information and is available in sufficient quantities as training data.
例えば、このような関連情報として、
<空間的情報>
(a)当該所定地域内に存在している道路、住宅、河川といったような人工物及び/又は自然物についてのグリッド群内での分布や配置、若しくはカテゴリに係る情報(グリッドの被覆情報)、
(b)当該所定地域内で設定された駅、レジャー・スポーツ施設や、店舗等といったようなPOI(Point of Interest)についてのグリッド群内での分布や配置、若しくはカテゴリに係る情報、及び
(c)当該所定地域内の所定の位置範囲間(例えば設定された2つのグリッド間)における最短経路を表す情報(例えば0又は1をとる各グリッド値からなる情報)や、
<意味的情報>
(a)当該所定地域内の各位置範囲(各グリッド)における人物や自動車といったような所定の対象の数に係る情報(例えば上記のメッシュ人数情報)、及び
(e)当該所定地域内の各位置範囲(各グリッド)における、SNS(Social Networking Service)やミニブログ(mini-blog)等のネットワーキングサービスの投稿の数若しくは当該投稿の分析結果(例えば頻出単語)に係る情報
のうちの少なくとも1つを関連情報とすることができるのである。ちなみに上述した情報(a)~(e)のいずれについても、図2(A)や図2(B)に示したような形の、グリッドを画素と見立てた画像情報と捉えることが可能となっている。
For example, such related information includes:
<Spatial information>
(a) information on the distribution, arrangement, or category of artificial and/or natural objects, such as roads, houses, and rivers, existing within the specified area, within a group of grids (grid coverage information);
(b) information on the distribution, arrangement, or category of POIs (Points of Interest) such as stations, leisure and sports facilities, and stores set in the specified area within the grid group, and (c) information representing the shortest route between a specified location range (e.g., between two set grids) within the specified area (e.g., information consisting of each grid value taking the value of 0 or 1),
<Semantic information>
The related information can be at least one of the following: (a) information on the number of predetermined objects such as people and cars in each location range (each grid) in the specified area (e.g., the mesh number information described above), and (e) information on the number of posts on networking services such as SNS (Social Networking Service) and mini-blogs in each location range (each grid) in the specified area, or analysis results of the posts (e.g., frequently occurring words). Incidentally, any of the above information (a) to (e) can be regarded as image information in which grids are regarded as pixels, as shown in Figures 2(A) and 2(B).
以上、領域内事象・関連情報の構成について説明したが、この領域内事象・関連情報は例えば、D個の互いに異なる関連情報が設けられていて、事象情報及びD個の関連情報の各々がH×W個のグリッドで仕切られている場合、H×W×(D+1)次元の(階数3の)テンソル量とみなすことも可能である。 The structure of the intra-domain events and related information has been explained above. For example, if D pieces of different related information are provided for this intra-domain event and related information, and the event information and each of the D pieces of related information are partitioned into H×W grids, it is possible to regard this intra-domain event and related information as an H×W×(D+1)-dimensional (rank 3) tensor quantity.
図1に戻って、欠損生成部11は、以上に説明した領域内事象・関連情報において、移動軌跡情報(事象情報)の一部、空間的情報(関連情報)の一部、及び/又は意味的情報(関連情報)の一部を欠損させた情報である変更事象・関連情報を生成する。
Returning to FIG. 1, the
具体的に欠損生成部11は、移動軌跡情報、空間的情報や、意味的情報においてランダムに(又は所定のルールの下で)選択されたいずれか1つ又は2つ以上のグリッド値(図2(A)や図2(B)に示したようなグリッド内に記載された数値)を、「欠損であることを指定する値」に置換することができる。例えば移動軌跡情報において、グリッド値が(移動軌跡を含むことを示す)1であるグリッドのうちの1つをランダムに選択し、選択したグリッドのグリッド値を、(欠損であることを指定する)2に置換してもよい。
Specifically, the
また変更態様として、欠損生成部11は変更生成部として機能し、移動軌跡情報、空間的情報や、意味的情報においてランダムに(又は所定のルールの下で)選択されたいずれか1つ又は2つ以上のグリッド値を、取り得る別のグリッド値に置換してもよい。例えば移動軌跡情報において、グリッド値が1であるグリッドのうちの1つをランダムに選択し、選択したグリッドのグリッド値を(移動軌跡を含まないことを示す)0に置換することもできる。さらに、あるグリッドにおいてPOIの数を1つ増やし、この分のPOIのカテゴリ(を指定する値)を1つ追加することも可能である。
As a modification, the
同じく図1において、生成器12は、欠損生成部(変更生成部)11で生成された変更事象・関連情報を入力として、出力としての生成事象・関連情報を生成し、ここで、この生成事象・関連情報が、入力された変更事象・関連情報の元情報である領域内事象・関連情報を復元したものとなるように訓練されることによって構築された機能構成部である。
Also in FIG. 1, the
具体的に生成部12は、上述したようにGANのGeneratorに相当し、このGeneratorを構成可能な種々の機械学習アルゴリズムを用いて構成することができる。ここで本実施形態の生成部12は、入力される変更事象・関連情報がD個の互いに異なる関連情報(空間的情報・意味的情報)を含むとして、
(12a)それぞれ変更事象・関連情報の移動軌跡情報及びD個の関連情報を入力とし、その特徴量を抽出して出力する、言い換えると移動軌跡情報及びD個の関連情報をそれぞれ特徴量化する(D+1)個のCNNと、
(12b)(D+1)個のCNNからの出力データを結合させる結合層と、
(12c)いずれも上記(12b)の結合層からの出力データを入力として、それぞれ生成事象・関連情報の移動軌跡情報及びD個の関連情報を出力する(D+1)個の逆CNNと
を含むオートエンコーダ(autoencoder)となっている。
Specifically, the
(12a) (D+1) CNNs that take the movement trajectory information of change events and related information and D related information as input, extract and output the features, in other words, feature the movement trajectory information and the D related information, respectively;
(12b) a combination layer that combines the output data from the (D+1) CNNs;
(12c) An autoencoder that uses the output data from the combined layer of (12b) above as input and includes (D+1) inverse CNNs that output the movement trajectory information of the generated event and related information, and D related information.
すなわち、生成部12は本実施形態において、入力された移動軌跡情報及びD個の関連情報をいずれも画像情報(画像データ)とみなし、それらの画像特徴量を抽出した上で、元の(欠損又は変更前の)移動軌跡情報及びD個の関連情報を復元する処理(欠損させたのであれば欠損補完処理)を一括して実施するものとなっている。これにより、例えば各ODペアに対し1つのDNNモデルを構築する非特許文献1に記載された軌道軌跡推定技術と比較すると、推定処理のための計算コストが相当に低減されることが分かる。
In other words, in this embodiment, the
ここで、オートエンコーダとしての生成部12の訓練について説明を行う。基本的に、生成部12は上述したように、
(a)出力する生成事象・関連情報と、
(b)入力された変更事象・関連情報の元情報である領域内事象・関連情報と
の差異(誤差)ができるだけ小さくなるように訓練される。具体的には、上記(a)の生成事象・関連情報のグリッドのグリッド値(画素値)と、上記(b)の領域内事象・関連情報における対応するグリッドのグリッド値(画素値)とについての平均二乗誤差(MSE)を関数値とする損失関数MSE_Lossを用いて、訓練処理を実施することができる。
Here, the training of the
(a) generated events and related information to be output;
(b) Training is performed so that the difference (error) between the input changed event/related information and the original information, that is, the domain event/related information, is as small as possible. Specifically, the training process can be performed using a loss function MSE_Loss, whose function value is the mean square error (MSE) between the grid values (pixel values) of the grid of the generated event/related information in (a) above and the grid values (pixel values) of the corresponding grid in the domain event/related information in (b) above.
なお、この損失関数MSE_Lossだけで生成器12の訓練を行う場合、この後説明する識別器13は不要となり、したがって領域内情報推定モデル1は、生成器12だけをもって領域内情報推定処理を実施することが可能となる。しかしながら本実施形態では、GAN本来の推定精度を確保するために識別器13からの出力も合わせて利用し、生成器12の訓練処理を実施するのである。
When training the
同じく図1において、識別器13は、
(a)ある変更事象・関連情報を入力とした生成器12によって生成された生成事象・関連情報と、
(b)上記(a)の変更事象・関連情報の元情報である領域内事象・関連情報と
を入力とし、これら2つの情報を判別するように訓練された機能構成部である。
Also in FIG. 1, the
(a) generated event and related information generated by a
(b) A functional component trained to input the domain event and related information, which is the source information of the change event and related information in (a) above, and to discriminate between these two pieces of information.
具体的に識別器13は、上述したようにGANのDiscriminatorに相当し、このDiscriminatorを構成可能な種々の機械学習アルゴリズムを用いて構成することができる。ここで本実施形態の識別器13は、入力される領域内事象・関連情報及び変更事象・関連情報がいずれもD個の互いに異なる関連情報(空間的情報・意味的情報)を含むとして、
(13a)それぞれ領域内事象・関連情報の移動軌跡情報及びD個の関連情報を入力とし、その特徴量を抽出して出力する(D+1)個のCNNと、
(13b)それぞれ生成事象・関連情報の移動軌跡情報及びD個の関連情報を入力とし、その特徴量を抽出して出力する(D+1)個のCNNと、
(13c)上記(13a)及び(13b)のCNNからの出力データを結合させる結合層と、
(13d)上記(13c)の結合層からの出力データに基づき、生成事象・関連情報と領域内事象・関連情報との判別に係る情報、例えば両者が同一の情報である(生成事象・関連情報が元の通りに復元された情報である)確率を出力する出力層と
を含むニューラルネットワークとなっている。
Specifically, the
(13a) (D+1) CNNs that each take the movement trajectory information of events and related information in the domain and D related information as input, extract and output the features;
(13b) (D+1) CNNs that respectively input the movement trajectory information of the generated event and related information and D related information, extract and output the feature amounts;
(13c) a combination layer that combines the output data from the CNNs of (13a) and (13b) above;
(13d) An output layer which outputs, based on the output data from the combination layer in (13c) above, information relating to distinguishing between the generated event/related information and the domain event/related information, for example, the probability that the two are the same information (i.e., the generated event/related information is information that has been restored to its original state).
また、この識別器13の訓練処理は例えば、二値分類モデル訓練用の損失関数として公知のBinary Cross Entropy Loss(二値交差エントロピー損失)を利用して、
・(上記(13a)のCNNへ入力する)領域内事象・関連情報と、この情報と同一の(上記(13b)のCNNへ入力する)領域内事象・関連情報との組であって、"同一情報"とのラベルが付与された組である多数の第1の訓練データ、及び
・(上記(13a)のCNNへ入力する)領域内事象・関連情報と、この情報から生成器12で生成された(上記(13b)のCNNへ入力する)生成事象・関連情報との組であって、"相違する情報"とのラベルが付与された組である多数の第2の訓練データ
を学習させることにより実施することができる。
In addition, the training process of the
This can be implemented by learning a large number of first training data which are pairs of intra-domain event/related information (input to the CNN in (13a) above) and intra-domain event/related information identical to this information (input to the CNN in (13b) above) labeled as “same information”, and a large number of second training data which are pairs of intra-domain event/related information (input to the CNN in (13a) above) and generated event/related information generated from this information by generator 12 (input to the CNN in (13b) above) labeled as “different information”.
ここで、識別器13における上記(13d)の出力層からの出力は、本実施形態において入力された生成事象・関連情報及び領域内事象・関連情報が同一の情報である確率pCとなっている。上述した生成器12は本実施形態において、この出力(確率pC)も用いて訓練されるのである。
Here, the output from the output layer (13d) of the
具体的に、生成器12の訓練処理は、例えば次式
(1) Loss=α・MSE_Loss+(1-α)・GAN_Loss
GAN_Loss=1-pC
で表される損失関数Lossを用いて実施することができる。ここで、αは所定値に設定される重み付けパラメータである。また、上式(1)のGAN_Loss(=1-pC)は、識別器13からの出力(確率pC)により決定される、生成事象・関連情報が別物である度合いを示す量として解釈されるものとなっている。したがって生成器12は、このようなGAN_Lossを含む損失関数を用いることによって、自ら生成した生成事象・関連情報が、識別器13によって判別されないように、すなわち、識別器13から見ても元の領域内事象・関連情報を復元したものとみなせるように訓練されることになるのである。
Specifically, the training process of the
GAN_Loss=1-p C
This can be implemented using a loss function Loss expressed by: where α is a weighting parameter set to a predetermined value. In addition, GAN_Loss (=1-p C ) in the above formula (1) is interpreted as a quantity indicating the degree to which the generated events and related information are different, determined by the output (probability p C ) from the
なお、損失関数Lossは当然ながら、上式(1)の形に限定されるものではない。いずれにしても生成器12を訓練するための損失関数Lossとしては、
(a)生成器12で生成された生成事象・関連情報と、元の領域内事象・関連情報との誤差(例えばグリッド毎の誤差の合計値)について単調増加を示し、また、
(b)識別器13からの出力により決定される、生成事象・関連情報が別物である度合いについても単調増加を示す
ものを採用することが好ましいのである。
It should be noted that the loss function Loss is not limited to the form of the above formula (1). In any case, the loss function Loss for training the
(a) The error (e.g., the sum of the errors for each grid) between the generated event and related information generated by the
(b) It is preferable to adopt a monotonically increasing degree of distinctness of generated events and related information, which is determined by the output from the
また変更態様として、生成器12の訓練処理を、GAN_Lossのみを用いて、又は上記(b)の「生成事象・関連情報が別物である度合いについて単調増加を示す」損失関数のみを用いて実施することも可能である。この場合、訓練処理において損失関数MSE_Lossの計算コストをかけずに済むことになる。
As a modification, the training process of the
同じく図1において、以上詳細に説明したような訓練処理を施された生成器12は、領域内情報推定処理として、
(a)前提情報としての事象情報及び/又は関連情報である「推定用前提情報」
を入力として、
(b)推定対象としての「事象情報及び/又は関連情報」に係る情報である「推定情報」
を出力する。
Similarly, in FIG. 1, the
(a) "Prerequisite information for estimation" which is event information and/or related information as premise information
With input,
(b) "Estimated information" is information related to "event information and/or related information" as the subject of estimation
Output.
具体的に生成器12は、本実施形態において、
(ア)「推定用前提情報」としての関連情報(空間的情報,意味的情報)を入力として、推定対象である移動軌跡情報に係る「推定情報」を出力する、又は、
(イ)「推定用前提情報」としての、移動軌跡情報及び推定対象ではない関連情報(空間的情報,意味的情報)を入力として、推定対象である関連情報(空間的情報,意味的情報)のうちの少なくとも1つに係る「推定情報」を出力するのである。
Specifically, in this embodiment, the generator 12:
(A) Inputting related information (spatial information, semantic information) as “prerequisite information for estimation” and outputting “estimated information” related to the trajectory information to be estimated, or
(i) As "prerequisite information for estimation," movement trajectory information and related information (spatial information, semantic information) that is not the subject of estimation are input, and "estimated information" relating to at least one of the related information (spatial information, semantic information) that is the subject of estimation is output.
図3は、生成器12における領域内情報推定処理の一実施形態を説明するための模式図である。
Figure 3 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the region information estimation process in the
図3に示した実施形態において、(後述する訓練部93において訓練された)訓練済みの生成器12は、
(a)出発地点及び目的地点をそれぞれ含む出発グリッド及び目的グリッドが指定されていて残りのグリッドは欠損状態にある移動軌跡情報と、
(b)推定の前提となる、例えば実際の関連情報(空間的情報,意味的情報)と
の組である推定用前提情報を入力として、
(c)上記(a)の出発グリッド及び目的グリッドをそれぞれ出発範囲及び目的範囲とした場合の推定される移動軌跡を表した(具体的には推定される所在位置群を含むグリッド群の各グリッド値を1とした)移動軌跡情報を含む、又は当該移動軌跡情報そのものである推定情報
を出力する。
In the embodiment shown in FIG. 3, the trained generator 12 (trained in a
(a) trajectory information in which a starting grid and a destination grid including a starting point and a destination point, respectively, are specified and the remaining grids are missing;
(b) Prerequisite information for estimation, which is a pair of actual related information (spatial information, semantic information), is input,
(c) Outputting estimated information including movement trajectory information representing an estimated movement trajectory when the departure grid and destination grid in (a) above are set as the departure range and destination range, respectively (specifically, each grid value of the grid group including the estimated location group is set to 1), or which is the movement trajectory information itself.
このように、訓練済みの生成器12によれば、例えば訓練データに係る地域とは異なる新たな地域における出発グリッド及び目的グリッドと、この新たな地域における実際の道路、住宅や河川の位置・分布や、実際のメッシュ人数等を表した関連情報とを指定して、例えば訓練データに係る人物と同一のある人物の当該地域における移動軌跡を推定することが可能となる。
In this way, the trained
例えば、ある人物が引っ越し前に住んでいた地域に係る訓練データで訓練された生成器12を用い、当該人物の引っ越し先の新たな地域における新居の位置を含む出発グリッド、及び新たな通勤先となる職場の位置を含む目的グリッドを指定し、さらに引っ越し先の新たな地域における関連情報も合わせて指定することによって、当該人物の新たな地域における新たな通勤ルートを生成・推定することもできるのである。
For example, by using a
ここで関連情報として、例えば各メッシュにおける所在人数の時間平均値(メッシュ人数)や、道路沿いにある所定以上の高さの建築物の数等を採用することによって、例えば当該人物の「人通りの多い道路を好む」傾向や「景色の良い道を好む」傾向等が反映された、当該人物についてより尤もらしい移動軌跡(通勤ルート)を推定することも可能となるのである。 Here, by using relevant information such as the time average number of people in each mesh (mesh number of people) or the number of buildings along a road that are above a certain height, it becomes possible to estimate a more plausible movement trajectory (commuting route) for the person that reflects, for example, the person's tendency to "prefer roads with a lot of people" or "prefer roads with good scenery."
なお、以上に説明した例では、生成器12は、訓練データに係る特定の人物専用の推定器となっており、上述したように、推定結果に当該人物の(経路選択における)嗜好や傾向を反映させることも可能となっている。しかしながら変更態様として、生成器12を、所定の組織・集団に属する若しくは所定の属性を有する人物群に係る訓練データをもって訓練し、この訓練済みの生成器12を用いて、上記に該当する人物の移動軌跡を推定してもよい。また、不特定の人物群に係る訓練データをもって訓練された生成器12を用いて、任意の人物の移動軌跡を推定することも可能である。
In the example described above, the
またさらに、例えば、ある地域の移動軌跡情報として、多数の人物(の所持する通信端末群)の所在位置群、すなわち人物群(群衆)の移動軌跡群を表した移動軌跡情報を採用し、訓練データに係る当該地域とは異なる新たな地域における(当該地域の道路分布とは異なる)道路分布を推定用前提情報(関連情報)に含めて指定し、この新たな地域における群衆の移動軌跡情報(道路使用状況情報)を推定することも可能である。この場合、非特許文献1に記載された移動軌跡推定技術のように短距離(6km以内)の移動軌跡推定に限定されることなく、実際の群衆の移動に即した軌跡に係る情報が推定可能となるのである。
Furthermore, for example, it is possible to adopt, as the movement trajectory information of a certain area, movement trajectory information representing the location group of a large number of people (communication terminals owned by the people), i.e., the movement trajectory group of a group of people (crowd), and specify as including in the estimation premise information (related information) the road distribution (different from the road distribution of the area) in a new area different from the area related to the training data, and estimate the movement trajectory information (road usage information) of the crowd in this new area. In this case, it becomes possible to estimate information related to the trajectory in accordance with the actual movement of the crowd, without being limited to the movement trajectory estimation of a short distance (within 6 km) as in the movement trajectory estimation technology described in
また、以上に説明した例では、訓練データに係る地域とは異なる別の地域における移動軌跡を推定しているが、当然、同じ地域における移動軌跡を推定することも可能である。例えば、訓練データには含まれていなかった新設のPOI(例えば、新しい商業施設)を含むPOIの配置・分布・カテゴリ情報である関連情報を指定して、当該同じ地域におけるPOIの新設が反映された移動軌跡、例えば通勤ルートを推定してもよい。このように、生成器12によれば、引越し、旅行や、新規出店、さらには工事や災害の発生等、推定対象の人物にとっての環境が変化した場合における新たな移動軌跡を推定することも可能となる。
In the above example, a movement trajectory in a different area from the area related to the training data is estimated, but it is of course possible to estimate a movement trajectory in the same area. For example, by specifying related information that is the arrangement, distribution, and category information of POIs including newly established POIs (e.g., new commercial facilities) that were not included in the training data, a movement trajectory that reflects the establishment of new POIs in the same area, such as a commuting route, may be estimated. In this way, the
さらに、領域内情報推定処理の他の実施形態として、移動軌跡情報を推定用前提情報に含めて、関連情報のうちの少なくとも1つを推定することもできる。例えば群衆の移動軌跡群を表した移動軌跡情報を固定し、一方で関連情報、例えば各グリッドに存在するPOIのカテゴリ情報や各グリッドの人数(メッシュ人数)情報の一部を欠損させた(又は変更した)変更事象・関連情報を、訓練データとして用いて生成器12を構築してもよい。この場合、この生成器12によって、ある地域における大量の移動軌跡情報から、各グリッドの人数(メッシュ人数)を推定したり、各グリッドのPOIのカテゴリを推定したりすることができる。
Furthermore, as another embodiment of the intra-area information estimation process, movement trajectory information can be included in the estimation premise information to estimate at least one of the related information. For example, the movement trajectory information representing the group of movement trajectories of a crowd can be fixed, while the
またさらに、推定用前提情報に含める移動軌跡情報の一部を(未知情報若しくは確認したい情報として)欠損させておき、メッシュ人数やPOIのカテゴリを推定するのに並行して、移動軌跡情報のこの欠損部分の復元・推定を行うことも可能である。 Furthermore, it is possible to leave out a portion of the movement trajectory information included in the premise information for estimation (as unknown information or information to be confirmed), and restore and estimate this missing portion of the movement trajectory information in parallel with estimating the mesh number of people and POI categories.
いずれにしても、これらの実施形態の領域内情報推定モデル1は、意図して生成した変更事象・関連情報に対し、GANによる元情報の復元機能を適用して、事象・関連情報(推定用前提情報)における未知の若しくは確認したい情報部分を復元し、推定することを可能とするのである。また、事象・関連情報(推定用前提情報)における事象情報や関連情報として、構築に必要な訓練データを準備可能な種々様々な情報を選んで採用することができる。その結果、事象情報や関連情報を適切に選択・調整することを通して、所望の領域内情報をより高い精度で推定することも可能となっているのである。
In any case, the domain
[領域内情報推定装置、プログラム及び方法]
以下、図1に戻って、以上詳細に説明したような領域内情報推定モデル1を搭載しており、この領域内情報推定モデル1を用いて、推定対象である事象情報及び/又は関連情報に係る推定情報(例えば、移動経路情報や、各グリッドに存在するPOIのカテゴリ情報等)を、推定結果として出力可能とする領域内情報推定装置9について説明する。
[Area information estimation device, program, and method]
Returning to Figure 1, we will now explain the regional
図1に示したように、領域内情報推定装置9は、入力部91と、事象・関連情報生成部92と、訓練部93と、領域内情報推定部94と、出力部95とを備えている。このうち、事象・関連情報生成部92、訓練部93及び領域内情報推定部94は、本発明による領域内情報推定方法の一実施形態を実施する主要部であり、また、本発明による領域内情報推定プログラムの一実施形態を保存したプロセッサ・メモリの機能と捉えることもできる。
As shown in FIG. 1, the intra-area
またこのことから、領域内情報推定装置9は、領域内情報推定の専用装置であってもよいが、本発明による領域内情報推定プログラムを搭載した、例えばクラウドサーバ、非クラウドのサーバ装置、パーソナル・コンピュータ(PC)、ノート型若しくはタブレット型コンピュータ、又はスマートフォン等とすることも可能である。
For this reason, the area
同じく図1において、領域内情報推定装置9の入力部91は、通信機能を備えていて、領域内事象・関連情報を生成するための情報を受信し取得する。例えば所定のAPI(Application Programming Interface)を用いて、外部に設置された通信事業者の例えば通信管理サーバから、通信端末(を所持した人物)の所在位置に係る時系列情報を取得したり、所定の業者の例えば地図情報管理サーバから、対象となる地域における道路、住宅や、河川、さらには建築物や各種施設等であるPOIに関する情報を含む地図情報を取得したり、ネットワーキングサービス事業者の例えば投稿管理サーバから、各エリアにおける投稿の数に係る時系列情報や投稿の分析結果(例えば頻出単語)に係る情報を取得してもよい。
Also in FIG. 1, the
事象・関連情報生成部92は、入力部91で取得された、対象となる地域についての上述したような各種情報から、予め設定された当該地域を分割するグリッド群におけるグリッド毎の情報を決定し、これにより当該地域における領域内事象・関連情報を生成する。
The event and related information generation unit 92 determines information for each grid in a group of grids that divides the target area, which has been set in advance, from the various information about the target area acquired by the
訓練部93は、生成された多数の領域内事象・関連情報から多数の変更事象・関連情報を生成し、生成した変更事象・関連情報とその元の(欠損又は変更前の)情報である領域内事象・関連情報との組を訓練(学習)データとして、領域内情報推定モデル1を構築する。また、例えば最新の訓練データによって、構築された領域内情報推定モデル1を更新してもよい。
The
領域内情報推定部94は、装置ユーザによって(入力部91を介し)指示された、推定すべき領域内情報に合わせて(例えば図3に示したような出発グリッド及び目的グリッドを指定した)推定用前提情報を生成し、この推定用前提情報を、構築・更新された領域内情報推定モデル1へ入力し、この領域内情報推定モデル1からの出力として、(例えば図3に示したような出発グリッドと目的グリッドとを結ぶ移動軌跡を補完・推定した)推定情報を取得する。
The area information estimation unit 94 generates prerequisite information for estimation (e.g., specifying the starting grid and destination grid as shown in FIG. 3) according to the area information to be estimated as instructed by the device user (via the input unit 91), inputs this prerequisite information for estimation into the constructed and updated area
出力部95は、領域内情報推定部94から受け取った推定情報を、通信機能を備えている場合に外部の情報処理装置へ送信したり、ディスプレイを備えている場合に当該ディスプレイに表示させたりする。例えば、当該地域の地図画像上に、推定した移動軌跡を強調して表示させたり、推定したPOIのカテゴリを、例えば当該POIの位置からの吹き出しの形で提示させたり、推定したメッシュ人数を、地図画像上の濃淡で表現させたりしてもよい。
The
以上詳細に説明したように、本発明によれば、領域内事象・関連情報における情報部分を推定するに当たり、生成した変更事象・関連情報に対し、GANにおける少なくともGenerator(生成器)による元情報の復元機能を適用することによって、高い精度で当該情報部分を推定することができる。また、モデル構築に必要な訓練(学習)データを準備可能であるような種々の情報を、この推定に反映させることもできるのである。 As described above in detail, according to the present invention, when estimating information portions of events and related information within a domain, the original information restoration function of at least a Generator in the GAN is applied to the generated changed events and related information, making it possible to estimate the information portions with high accuracy. In addition, various information that makes it possible to prepare training (learning) data necessary for model construction can also be reflected in this estimation.
さらに例えば、本発明に係る事象情報として人物群や自動車群の移動軌跡情報を採用することによって、都市部でのイベント発生時、災害時や、緊急事態発令時における人流や自動車等のトラヒックを予測し、この予測結果に基づき適切な人流制御やトラヒック制御を実施することも可能となる。このように本発明は、現在話題となっているスマートシティにおける種々の事象の定常変動要因を推定する場面においても、大いに活用されるものとなっているのである。 Furthermore, for example, by adopting the movement trajectory information of groups of people or vehicles as the event information of the present invention, it is possible to predict the flow of people and traffic of vehicles when an event occurs in an urban area, when a disaster occurs, or when a state of emergency is declared, and to implement appropriate control of the flow of people and traffic based on the prediction results. In this way, the present invention is also widely used in situations where the steady-state fluctuation factors of various events in smart cities, which are currently a hot topic, are to be estimated.
また本発明によれば、例えば、住民がアクセスし易いような、又はアクセスする住民の渋滞が発生しないような(交通機関を含む)社会インフラや商業施設の配置・分布を決定したり、さらに、電力の適切な受け入れ・供給体制を実現すべく、コジェネやソーラパネル等の電力供給源や各種の電力消費主体の適切な配置・分布を決定したりすることも可能となる。すなわち本発明によれば、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標11「都市を包摂的、安全、レジリエントかつ持続可能にする」に貢献することも可能となるのである。
The present invention also makes it possible to determine the layout and distribution of social infrastructure (including transportation) and commercial facilities that are easy for residents to access and that do not cause congestion for residents who access them, and to determine the appropriate layout and distribution of power supply sources such as cogeneration and solar panels and various power consumers to realize an appropriate power intake and supply system. In other words, the present invention makes it possible to contribute to
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 With respect to the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications, and omissions within the scope of the technical ideas and viewpoints of the present invention can be easily made by a person skilled in the art. The above description is merely an example and is not intended to be restrictive in any way. The present invention is limited only by the scope of the claims and their equivalents.
1 領域内情報推定モデル
11 欠損生成部(変更生成部)
12 生成器
13 識別器
9 領域内情報推定装置
91 入力部
92 事象・関連情報生成部
93 訓練部
94 領域内情報推定部
95 出力部
1 Region
12
Claims (9)
前記生成器は、推定の前提情報となる当該事象情報及び/又は当該関連情報を入力として、推定対象である当該事象情報及び/又は当該関連情報に係る情報である推定情報を出力する
ことを特徴とする領域内情報推定モデル。 a generator that receives input of event information, which is information related to events distributed within a certain domain, and at least one piece of related information, which is information distributed within the domain and may be correlated or have a causal relationship with the event information, and generates generated event/related information as output, the generator being trained so that the generated event/related information is a restoration of the original event/related information within the domain;
The generator receives the event information and/or related information that serve as premise information for the estimation as input, and outputs estimated information that is information related to the event information and/or related information that are the subject of estimation.
前記生成器は、自ら生成した当該生成事象・関連情報が、前記識別器によって判別されないように訓練されている
ことを特徴とする請求項1に記載の領域内情報推定モデル。 The computer is further made to function as a classifier trained to distinguish between the generated event/related information generated by the generator using the change event/related information as input and the event/related information in the domain that is the source information of the change event/related information;
2. The domain information estimation model according to claim 1, wherein the generator is trained so that the generated event and related information generated by the generator itself cannot be discriminated by the classifier.
当該前提情報としての当該空間的・意味的情報を入力として、推定対象である当該移動軌跡情報に係る当該推定情報を出力する、又は、
当該前提情報としての、当該移動軌跡情報及び推定対象ではない当該空間的・意味的情報を入力として、推定対象である当該空間的・意味的情報のうちの少なくとも1つに係る当該推定情報を出力する
ことを特徴とする請求項6に記載の領域内情報推定モデル。 The generator includes:
Using the spatial and semantic information as the premise information as an input, outputting the estimated information related to the trajectory information to be estimated; or
The intra-area information estimation model according to claim 6, characterized in that the movement trajectory information and the spatial/semantic information that is not the target of estimation are input as the premise information, and the estimation information related to at least one of the spatial/semantic information that is the target of estimation is output.
訓練を行った前記生成器に対し、推定の前提情報となる当該事象情報及び/又は当該関連情報を入力して、推定対象である当該事象情報及び/又は当該関連情報に係る情報である推定情報を出力させるステップと
を有することを特徴とする、コンピュータにおける領域内情報推定方法。 a step of training a generator that uses modified event/related information, which is information obtained by modifying a part of event information and/or related information, as input to generate generated event/related information in intra-domain event/related information, which is a set of event information, which is information related to events distributed within a certain domain, and at least one related information, which is information distributed within the domain and may be correlated or causally related to the event information, so that the generated event/related information is a restoration of the original intra-domain event/related information;
and inputting the event information and/or related information that are premise information for estimation to the trained generator, and outputting estimated information that is information related to the event information and/or related information that are the subject of estimation.
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Non-Patent Citations (1)
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| 折橋 翔太 外3名,「敵対的生成ネットワークを用いた動画像の欠損領域補間技術の検討」,電子情報通信学会2019年総合大会講演論文集 情報・システム2,一般社団法人電子情報通信学会,2019年03月05日,p.8 |
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