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JP7613699B2 - Information processing device and information processing method - Google Patents
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Description

本発明は、情報処理装置及び情報処理方法に関する。 The present invention relates to an information processing device and an information processing method.

従来、分類対象となるデータを高精度に分類する分類モデルとして、深層学習モデルをはじめとする様々な機械学習モデルが知られている。また従来、分類モデルの分類精度を向上させるために、機械学習モデルのサイズ(以下、モデルサイズと記載する場合がある)を大きくする様々な技術が知られている。例えば、画像分類モデルとして用いられる畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の各層のチャネル数、層数および解像度を単一のパラメータを用いて複合的にスケールアップさせる技術が知られている。 Conventionally, various machine learning models, including deep learning models, are known as classification models that classify data to be classified with high accuracy. Conventionally, various techniques are known for increasing the size of a machine learning model (hereinafter, sometimes referred to as model size) in order to improve the classification accuracy of a classification model. For example, a technique is known in which the number of channels, the number of layers, and the resolution of each layer of a convolutional neural network (CNN) used as an image classification model are scaled up in a complex manner using a single parameter.

Mingxing Tan、Quoc V. Le、“EfficientNet: Rethinking Model Scaling for Convolutional Neural Networks”、[online]、May 2019、[令和5年4月17日検索]、インターネット<URL:https://arxiv.org/pdf/1905.11946.pdf>Mingxing Tan, Quoc V. Le, “EfficientNet: Rethinking Model Scaling for Convolutional Neural Networks”, [online], May 2019, [Retrieved April 17, 2020], Internet <URL: https://arxiv.org /pdf/1905.11946.pdf>

しかしながら、上記の従来技術では、画像分類モデルとして用いられる畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の各層のチャネル数、層数および解像度を単一のパラメータを用いて複合的にスケールアップさせるにすぎないため、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができるとは限らない。 However, in the above-mentioned conventional technology, the number of channels, the number of layers, and the resolution of each layer of a convolutional neural network (CNN) used as an image classification model are merely scaled up in a complex manner using a single parameter, and it is not necessarily possible to perform detailed classification using a compact classification model.

本願は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる情報処理装置及び情報処理方法を提供することを目的とする。 The present application aims to provide an information processing device and an information processing method that can perform detailed classification using a compact classification model.

本願に係る情報処理装置は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスを生成するクラス生成部と、分類対象となる分類対象データを、前記上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを前記上位クラスごとに生成するモデル生成部と、を備える。 The information processing device according to the present application includes a class generation unit that generates a higher class that is a higher class than the multiple different classes, the higher class being a class that corresponds to each of the hierarchical clusters based on the multiple class features that are hierarchically clustered based on the similarity of the multiple class features that are representative values of each of the multiple different classes, and a model generation unit that generates a classification model for each of the multiple higher classes, which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of multiple lower classes that belong to the higher class.

また、本願に係る情報処理装置は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類対象となる分類対象データを分類する機械学習モデルである分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する取得部と、最上位のクラスに対応する前記分類モデルから順番に選択される所定の上位クラスに対応する前記分類モデルである上位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第1下位クラスを推定し、前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記所定の上位クラスの下位に属する複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記第1下位クラスに対応する前記分類モデルである下位の分類モデルを選択し、選択された前記下位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第2下位クラスを推定する推定部と、を備える。 The information processing device according to the present application also includes an acquisition unit that acquires a classification model, which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of a plurality of lower classes that belong to a higher class that is a higher class than the plurality of different classes, and which is a feature related to data belonging to each of a plurality of different classes, based on the similarity of a plurality of class features that are representative values of each of the plurality of different classes, and which is a class that corresponds to each of the hierarchical clusters based on the plurality of class features that are hierarchically clustered based on the similarity of the plurality of class features that are representative values of each of the plurality of different classes, and the processing target data to be processed; and an estimation unit that estimates a first lower class into which the processing target data is classified using a higher classification model that is a classification model corresponding to a predetermined higher class selected in order from the classification model corresponding to the highest class, selects a lower classification model that is the classification model corresponding to the first lower class from the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes that belong to the lower class below the predetermined higher class based on the estimation result of the higher classification model, and estimates a second lower class into which the processing target data is classified using the selected lower classification model.

実施形態の一態様によれば、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to perform detailed classification using a compact classification model.

図1は、分類モデルのモデルサイズと分類クラス数との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the model size of a classification model and the number of classification classes. 図2は、実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る階層的なクラスの生成処理について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a hierarchical class generation process according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る階層的な分類モデルの生成処理について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the process of generating a hierarchical classification model according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る階層的な分類モデルの学習データセットについて説明するための図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a training data set of a hierarchical classification model according to the embodiment. 図6は、実施形態に係るクラスの推定処理について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the class estimation process according to the embodiment. 図7は、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となる場合について説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a case where the estimation result of a lower class becomes incorrect by adopting only one estimation result by a higher-level classification model. 図8は、上位の分類モデルによる複数の推定結果を採用することにより、下位クラスの推定結果が正解となる場合について説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a case where a prediction result of a lower class becomes the correct answer by adopting a plurality of prediction results of higher-level classification models. 図9は、通常の多クラス分類モデルと未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルについて説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a normal multi-class classification model and a multi-class classification model capable of detecting an unknown class. 図10は、変形例に係るクラスの推定処理について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a class estimation process according to a modified example. 図11は、変形例に係る推定処理を中止する場合の一例について説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a case where the estimation process according to the modified example is stopped. 図12は、情報処理装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。FIG. 12 is a hardware configuration diagram illustrating an example of a computer that realizes the functions of the information processing device.

以下に、本願に係る情報処理装置及び情報処理方法を実施するための形態(以下、「実施形態」と呼ぶ)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る情報処理装置及び情報処理方法が限定されるものではない。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Below, a detailed description will be given of a form for implementing the information processing device and information processing method according to the present application (hereinafter, referred to as an "embodiment") with reference to the drawings. Note that the information processing device and information processing method according to the present application are not limited to this embodiment. Furthermore, the same components in each of the following embodiments are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

(実施形態)
〔1.はじめに〕
従来、分類モデルによる分類クラス数が増加すると、分類モデルの学習に用いられる学習データセットの複雑さが増し、それらの特徴を学習した分類モデル(例えば、深層学習モデル)のモデルサイズは大きくなる傾向があることが知られている。例えば、映像に含まれる人物の行動の種類を認識する機械学習モデルである行動認識モデルの場合、「掴む」という動作一つをとっても、掴まれる対象の種類ごとに掴むという行動の種類(つまり、分類クラス)が異なる。例えば、行動認識モデルは、人の手を掴むという動作と、人の足を掴むという動作を異なる動作として分類するように学習される。このように、行動認識モデルは、例えば、「掴む」という動作のように、人と物との動作であれば、人の動作の対象となる物の種類ごとに行動を分類するように学習される。また、人の行動の種類は、人と物との動作に限られず、人と人との動作または人(単体)の動作など豊富な種類が存在する。そのため、一般的に、行動認識モデルのモデルサイズは非常に大きくなる傾向があることが知られている。
(Embodiment)
1. Introduction
Conventionally, it is known that as the number of classification classes by a classification model increases, the complexity of the learning data set used to learn the classification model increases, and the model size of the classification model (e.g., deep learning model) that has learned those features tends to become large. For example, in the case of a behavior recognition model, which is a machine learning model that recognizes the type of behavior of a person contained in a video, even for a single action of "grabbing", the type of the behavior (i.e., classification class) of the grab is different for each type of object being grabbed. For example, the behavior recognition model is trained to classify the action of grabbing a person's hand and the action of grabbing a person's foot as different actions. In this way, for example, if the action is between a person and an object, such as the action of "grabbing", the behavior recognition model is trained to classify the action by the type of object that is the target of the person's action. In addition, the types of human actions are not limited to actions between a person and an object, and there are a wide variety of types such as actions between people and people or actions of a person (single person). Therefore, it is generally known that the model size of the behavior recognition model tends to be very large.

図1を用いて、分類モデルのモデルサイズと分類クラス数との関係について説明する。図1は、分類モデルのモデルサイズと分類クラス数との関係を示す図である。図1に示すように、一般的に、分類モデルによる分類クラス数が増加すると、分類モデルのモデルサイズは急激に大きくなるという関係があることが知られている。また、分類モデルを実装する情報処理装置のマシンスペックの高さや計算機リソースの量の上限に応じて、モデルサイズの上限であるサイズ限界が決まる。また、サイズ限界が決まると、サイズ限界に応じて、分類モデルによって分類可能な分類クラス数の上限である分類可能限界が決まる。 Using Figure 1, the relationship between the model size of a classification model and the number of classification classes is explained. Figure 1 is a diagram showing the relationship between the model size of a classification model and the number of classification classes. As shown in Figure 1, it is generally known that as the number of classification classes in a classification model increases, the model size of the classification model increases rapidly. In addition, a size limit, which is the upper limit of the model size, is determined depending on the machine specifications of the information processing device that implements the classification model and the upper limit of the amount of computer resources. In addition, once the size limit is determined, a classifiable limit, which is the upper limit of the number of classification classes that can be classified by the classification model, is determined depending on the size limit.

図1で述べたように、分類モデルのモデルサイズが大きいほど、分類モデルによって分類可能な分類クラス数は多くなる。しかしながら、モデルサイズが大きい分類モデル(以下、「大型の分類モデル」と記載する場合がある。)を用いたデータの分類処理には、より高性能なマシンスペックやより豊富な計算機リソースを要する。そこで、例えば、オンプレミスの情報処理装置と比べると計算機リソースがより豊富なクラウドコンピューティング(以下、クラウドと記載する場合がある)に大型の分類モデルを実装し、データの分類を行うことが考えられる。 As described in Figure 1, the larger the model size of the classification model, the greater the number of classification classes that can be classified by the classification model. However, data classification processing using a classification model with a large model size (hereinafter sometimes referred to as a "large classification model") requires higher performance machine specifications and more abundant computer resources. Therefore, for example, it is conceivable to implement a large classification model in cloud computing (hereinafter sometimes referred to as the cloud), which has more abundant computer resources than on-premise information processing devices, and classify data.

しかしながら、分類対象となるデータの中には、プライバシーの観点からクラウドを利用することができないものが存在する。このようにクラウドを利用することができない場合、分類モデルをオンプレミスの情報処理装置に実装し、データの分類を行うことになる。しかしながら、オンプレミスの情報処理装置(特にエッジデバイス)のマシンスペックの高さや計算機リソースの量には上限が存在する。なお、クラウドを利用する場合であっても、一般的には、利用者の資力の問題等により、利用可能なマシンスペックの高さや計算機リソースの量には上限が存在する。 However, some data to be classified cannot be stored in the cloud due to privacy reasons. In such cases where the cloud cannot be used, the classification model is implemented in an on-premise information processing device and the data is classified. However, there is an upper limit to the machine specifications and amount of computer resources of on-premise information processing devices (particularly edge devices). Even when the cloud is used, there is generally an upper limit to the machine specifications and amount of computer resources that can be used due to the financial resources of the user, etc.

このように、一般的には、利用可能なマシンスペックの高さや計算機リソースの量には上限が存在する。したがって、より詳細な分類を可能とするために分類モデルを大型化する場合、利用可能な分類モデルのモデルサイズには上限(図1に示すサイズ限界)が存在する。また、利用可能な分類モデルのモデルサイズには上限が存在するため、分類モデルによって分類可能な分類クラス数にも上限(図1に示す分類可能限界)が存在する。したがって、大型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることは困難な場合があった。 As such, there is generally an upper limit to the level of machine specifications and the amount of computer resources that can be used. Therefore, when enlarging a classification model to enable more detailed classification, there is an upper limit to the model size of the usable classification model (the size limit shown in Figure 1). In addition, because there is an upper limit to the model size of the usable classification model, there is also an upper limit to the number of classification classes that can be classified by the classification model (the classification limit shown in Figure 1). Therefore, it has sometimes been difficult to enable detailed classification using a larger classification model.

これに対し、本実施形態に係る情報処理装置は、公知の技術により生成された大型の分類モデルから得られる複数の異なるクラスそれぞれに属するデータに対応する特徴量のクラスごとの平均値であるクラス特徴量に対する階層クラスタリングを実施する。また、情報処理装置は、階層クラスタリングにより階層的にクラスタリングされたクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、複数の異なるクラスよりも上位のクラスである複数の上位クラスを生成する。このようにして、情報処理装置は、複数の異なるクラスと、複数の異なるクラスよりも上位のクラスである複数の上位クラスとを含む階層的なクラスである階層クラスを生成する。なお、複数の異なるクラスは、階層クラスにおける最下位のクラスに対応する。また、情報処理装置は、階層クラスタリングにより階層的なクラスタを生成する過程を表現するグラフである樹形図を生成し、樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルを取得する。ここで、樹形図に含まれる分岐点の各々は、階層クラスに含まれる上位クラスの各々に対応する。また、情報処理装置は、分類対象となる分類対象データを、上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類するように学習された分類モデルを上位クラスごとに生成する。 In contrast, the information processing device according to the present embodiment performs hierarchical clustering on class features, which are average values for each class of features corresponding to data belonging to each of a plurality of different classes obtained from a large-scale classification model generated by a known technique. The information processing device also generates a plurality of upper classes, which are classes corresponding to each of the hierarchical clusters based on the class features hierarchically clustered by hierarchical clustering and are classes higher than the plurality of different classes. In this way, the information processing device generates a hierarchical class, which is a hierarchical class including a plurality of different classes and a plurality of upper classes that are classes higher than the plurality of different classes. Note that the plurality of different classes corresponds to the lowest class in the hierarchical class. The information processing device also generates a tree diagram, which is a graph that represents the process of generating hierarchical clusters by hierarchical clustering, and obtains a number of classification models corresponding to the number of branch points included in the tree diagram. Here, each of the branch points included in the tree diagram corresponds to each of the upper classes included in the hierarchical class. The information processing device also generates a classification model for each upper class that has been trained to classify the classification target data to be classified into one of a plurality of lower classes that belong to the lower class.

これにより、本実施形態に係る情報処理装置は、上位クラスごとに生成された複数の分類モデルそれぞれのモデルサイズは小さいまま、分類クラス数を大きくすることを可能とすることができる。したがって、情報処理装置は、詳細な分類を可能とする分類モデルの小型化を実現可能とすることができる。また、情報処理装置は、詳細な分類を可能とする分類モデルの小型化を実現可能とすることができるので、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。例えば、情報処理装置は、小型化された行動認識モデルを用いて詳細な行動の分類を行うことを可能とすることができる。 As a result, the information processing device according to this embodiment can increase the number of classification classes while keeping the model size of each of the multiple classification models generated for each higher class small. Therefore, the information processing device can realize a miniaturized classification model that enables detailed classification. Furthermore, since the information processing device can realize a miniaturized classification model that enables detailed classification, it can make it possible to perform detailed classification using a miniaturized classification model. For example, the information processing device can make it possible to perform detailed behavior classification using a miniaturized behavior recognition model.

また、本実施形態に係る情報処理装置は、上位クラスごとに生成された複数の分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する。続いて、情報処理装置は、複数の分類モデルの中から最上位のクラスに対応する最上位の分類モデルを選択する。続いて、情報処理装置は、選択された最上位の分類モデルを用いて、最上位のクラスの下位に属する複数の上位クラスのうち、処理対象データが分類される第1の上位クラス(以下、第1上位クラスと記載する場合がある。)を推定する。続いて、情報処理装置は、最上位の分類モデルの推定結果に基づいて、最上位のクラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第1上位クラスに対応する第1上位の分類モデルを選択する。続いて、情報処理装置は、選択された第1上位の分類モデルを用いて、第1上位クラスの下位に属する複数の上位クラスのうち、処理対象データが分類される第2の上位クラス(以下、第2上位クラスと記載する場合がある。)を推定する。続いて、情報処理装置は、第1上位の分類モデルの推定結果に基づいて、第1上位クラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第2上位クラスに対応する第2上位の分類モデルを選択する(以下、「選択処理」と記載する場合がある。)。続いて、情報処理装置は、選択された第2上位の分類モデルを用いて、第2上位クラスの下位に属する複数のクラスのうち、処理対象データが分類されるクラスを推定する(以下、「推定処理」と記載する場合がある。)。このように、情報処理装置は、処理対象データが分類されるクラスが最下位のクラスである複数の異なるクラスのいずれかと一致するまで、選択処理と推定処理を繰り返し実行する。 The information processing device according to this embodiment also acquires a plurality of classification models generated for each upper class and the processing target data to be processed. Next, the information processing device selects a top classification model corresponding to the top class from among the plurality of classification models. Next, the information processing device uses the selected top classification model to estimate a first top class (hereinafter, may be referred to as the first top class) in which the processing target data is classified from among the plurality of upper classes belonging to the lower level of the top class. Next, based on the estimation result of the top classification model, the information processing device selects a first top classification model corresponding to the first top class from among the classification models corresponding to each of the plurality of upper classes belonging to the lower level of the top class. Next, the information processing device uses the selected first top classification model to estimate a second top class (hereinafter, may be referred to as the second top class) in which the processing target data is classified from among the plurality of upper classes belonging to the lower level of the first top class. Next, the information processing device selects a second higher-level classification model corresponding to the second higher-level class from among the classification models corresponding to each of the multiple higher-level classes below the first higher-level class based on the estimation result of the first higher-level classification model (hereinafter, this may be referred to as a "selection process"). Next, the information processing device uses the selected second higher-level classification model to estimate a class into which the data to be processed is classified from among the multiple classes below the second higher-level class (hereinafter, this may be referred to as an "estimation process"). In this way, the information processing device repeatedly executes the selection process and the estimation process until the class into which the data to be processed is classified matches one of the multiple different classes that are the lowest class.

これにより、本実施形態に係る情報処理装置は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。例えば、情報処理装置は、小型化された行動認識モデルを用いて詳細な行動の分類を行うことを可能とすることができる。 As a result, the information processing device according to this embodiment can perform detailed classification using a compact classification model. For example, the information processing device can perform detailed classification of behaviors using a compact behavior recognition model.

なお、本明細書における上位クラスまたは下位クラスという表現は、階層クラスにおける相対的な関係を示すものである。例えば、本明細書における上位クラスとは、階層クラスに含まれる最下位のクラスである複数の異なるクラスよりも上位のクラスのことを指す。また、本明細書における下位クラスとは、階層クラスに含まれる所定の上位クラスの下位に属するクラスのことを指す。したがって、階層クラスに含まれる複数のクラスのうち、最上位のクラスおよび最下位のクラス(複数の異なるクラス)以外のクラスは、上位クラスとなる場合や下位クラスとなる場合がある。 Note that in this specification, the terms higher class and lower class indicate relative relationships in a hierarchical class. For example, a higher class in this specification refers to a class that is higher than multiple different classes that are the lowest class included in the hierarchical class. Also, a lower class in this specification refers to a class that is lower than a specific higher class included in the hierarchical class. Therefore, of the multiple classes included in the hierarchical class, classes other than the highest class and the lowest class (multiple different classes) may be higher classes or lower classes.

また、本明細書における分類モデルは、例えば、画像を分類する分類モデル(画像分類モデルともいう)、動画を分類する分類モデル(動画分類モデルともいう)、映像に含まれる人物の行動の種類を分類する分類モデル(行動認識モデルともいう)または文章を分類する分類モデル(文章分類モデルまたはテキスト分類モデルともいう)であってよい。 The classification model in this specification may be, for example, a classification model that classifies images (also referred to as an image classification model), a classification model that classifies videos (also referred to as a video classification model), a classification model that classifies the types of actions of people included in videos (also referred to as a behavior recognition model), or a classification model that classifies sentences (also referred to as a sentence classification model or text classification model).

〔2.情報処理装置の構成〕
図2を用いて、実施形態に係る情報処理装置100の構成例について説明する。図2は、実施形態に係る情報処理装置100の構成例を示す図である。情報処理装置100は、通信部110と、記憶部120と、制御部130とを有する。
2. Configuration of information processing device
An example of the configuration of the information processing device 100 according to the embodiment will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the information processing device 100 according to the embodiment. The information processing device 100 has a communication unit 110, a storage unit 120, and a control unit 130.

(通信部110)
通信部110は、NIC(Network Interface Card)やアンテナ等によって実現される。通信部110は、各種ネットワークと有線または無線で接続され、例えば、情報処理装置100以外の他の情報処理装置との間で情報の送受信を行う。
(Communication unit 110)
The communication unit 110 is realized by a network interface card (NIC), an antenna, etc. The communication unit 110 is connected to various networks via wired or wireless communication, and transmits and receives information to and from other information processing devices other than the information processing device 100, for example.

(記憶部120)
記憶部120は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。具体的には、記憶部120は、各種データを記憶する。例えば、記憶部120は、分類モデルの学習に用いられる学習データセットに関する情報を記憶する。また、記憶部120は、各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部120は、モデル生成部133によって上位クラスごとに生成された分類モデルに関する情報と上位クラスを識別可能な情報とを対応付けて記憶する。
(Memory unit 120)
The storage unit 120 is realized by, for example, a semiconductor memory element such as a random access memory (RAM) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk. Specifically, the storage unit 120 stores various data. For example, the storage unit 120 stores information about a learning data set used for learning a classification model. The storage unit 120 also stores various programs. For example, the storage unit 120 stores information about the classification model generated for each upper class by the model generation unit 133 and information capable of identifying the upper class in association with each other.

(制御部130)
制御部130は、コントローラ(controller)であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、情報処理装置100内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部130は、コントローラであり、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現される。
(Control unit 130)
The control unit 130 is a controller, and is realized, for example, by a central processing unit (CPU) or a micro processing unit (MPU) executing various programs stored in a storage device inside the information processing device 100 using a RAM as a working area. The control unit 130 is also a controller, and is realized, for example, by an integrated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).

制御部130は、取得部131と、クラス生成部132と、モデル生成部133と、推定部134を機能部として有し、以下に説明する情報処理の作用を実現または実行してよい。なお、制御部130の内部構成は、図2に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。また、各機能部は、制御部130の機能を示したものであり、必ずしも物理的に区別されるものでなくともよい。 The control unit 130 has an acquisition unit 131, a class generation unit 132, a model generation unit 133, and an estimation unit 134 as functional units, and may realize or execute the information processing actions described below. Note that the internal configuration of the control unit 130 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and may be other configurations that perform the information processing described below. Also, each functional unit indicates a function of the control unit 130, and does not necessarily have to be physically distinct.

(取得部131)
取得部131は、各種情報を取得してよい。具体的には、取得部131は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量を取得してよい。取得部131は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量として、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに対応する特徴量を取得してよい。例えば、取得部131は、通信部110を介して、公知の技術により生成された大型の分類モデルを実装する他の情報処理装置から、大型の分類モデルが備える特徴量抽出によって抽出された複数の異なるクラスそれぞれに属するデータに対応する特徴量を取得してよい。例えば、取得部131は、大型の分類モデルによって分類可能な全てクラスである複数の異なるクラス(以下、「複数の異なるクラス」と記載する場合がある。)それぞれに属するデータに対応する特徴量を取得してよい。なお、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータとは、言い換えると、大型の分類モデルを用いて複数の異なるクラスにそれぞれ分類されるデータである。
(Acquisition unit 131)
The acquisition unit 131 may acquire various information. Specifically, the acquisition unit 131 may acquire features related to data belonging to a plurality of different classes. The acquisition unit 131 may acquire features corresponding to data belonging to a plurality of different classes as features related to data belonging to a plurality of different classes. For example, the acquisition unit 131 may acquire features corresponding to data belonging to each of a plurality of different classes extracted by feature extraction provided in the large-scale classification model from another information processing device implementing a large-scale classification model generated by a known technology via the communication unit 110. For example, the acquisition unit 131 may acquire features corresponding to data belonging to each of a plurality of different classes (hereinafter, sometimes referred to as "multiple different classes") that are all classes that can be classified by the large-scale classification model. In other words, the data belonging to a plurality of different classes is data that is classified into a plurality of different classes using the large-scale classification model.

例えば、分類モデルが画像分類モデルである場合、公知の技術により生成された大型の分類モデルは、AlexNet(Krizhevsky et al., 2012)、ZFNet(Matthew et al., 2013)、VGGNet(Simonyan et al., 2014)、GoogLeNet(Szegedy et al., 2014)、ResNet(Residual Network)(Kaiming He et al., 2015)、DenseNet(Gao Huang et al., 2016)、MobileNet(Andrew G. Howard et al., 2017)、SENet(Squeeze-and-Excitation Networks)(Jie Hu et al., 2018)、EfficientNet(Tan et al., 2019)、またはEfficientNetV2(Tan et al., 2021)等であってよい。 For example, when the classification model is an image classification model, large classification models generated by known techniques include AlexNet (Krizhevsky et al., 2012), ZFNet (Matthew et al., 2013), VGGNet (Simonyan et al., 2014), GoogLeNet (Szegedy et al., 2014), ResNet (Residual Network) (Kaiming He et al., 2015), DenseNet (Gao Huang et al., 2016), MobileNet (Andrew G. Howard et al., 2017), SENet (Squeeze-and-Excitation Networks) (Jie Hu et al., 2018), EfficientNet (Tan et al., 2019), or EfficientNetV2 (Tan et al., 2020). al., 2021) etc.

(クラス生成部132)
クラス生成部132は、取得部131によって取得された複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに対応する特徴量の複数の異なるクラスそれぞれにおける平均値であるクラス特徴量を算出してよい。クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量のクラスごとの平均値であるクラス特徴量を算出してよい。ここで、クラス特徴量は、複数の異なるクラスそれぞれに属するデータの特徴量の代表値である。
(Class Generation Unit 132)
The class generation unit 132 may calculate class features that are average values, for each of the multiple different classes, of features corresponding to data belonging to each of the multiple different classes acquired by the acquisition unit 131. The class generation unit 132 may calculate class features that are average values for each of the multiple different classes of features of data belonging to each of the multiple different classes. Here, the class features are representative values of the features of data belonging to each of the multiple different classes.

図3を用いて、実施形態に係る階層的なクラスの生成処理について説明する。図3は、実施形態に係る階層的なクラスの生成処理について説明するための図である。図3の左端の図、左端から2番目の図および左端から3番目の図に示す横軸および縦軸は、クラス特徴量の特徴量空間を概略的に示す。また、図3の左端の図、左端から2番目の図および左端から3番目の図に示す丸印それぞれは、複数の異なるクラスそれぞれのクラス特徴量を示す。図3の左端の図、左端から2番目の図および左端から3番目の図では、クラス生成部132は、クラス特徴量の類似度に基づいて、クラス特徴量に対する階層クラスタリングを実施することにより、階層的なクラスタを生成する。図3の右端の図では、クラス生成部132は、階層的なクラスタを生成する過程を表現するグラフである樹形図を生成する。例えば、クラス生成部132は、2分木の木構造である樹形図を生成してよい。なお、図3では、簡単のため、12個のクラス特徴量しか図示されていないが、実際には13個以上のクラス特徴量が存在してよい。 A hierarchical class generation process according to the embodiment will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram for describing a hierarchical class generation process according to the embodiment. The horizontal and vertical axes shown in the leftmost, second and third leftmost diagrams of FIG. 3 roughly show the feature space of the class features. Also, the circles shown in the leftmost, second and third leftmost diagrams of FIG. 3 respectively show the class features of each of a plurality of different classes. In the leftmost, second and third leftmost diagrams of FIG. 3, the class generation unit 132 generates hierarchical clusters by performing hierarchical clustering on the class features based on the similarity of the class features. In the rightmost diagram of FIG. 3, the class generation unit 132 generates a tree diagram, which is a graph representing the process of generating hierarchical clusters. For example, the class generation unit 132 may generate a tree diagram, which is a tree structure of a binary tree. For simplicity, only 12 class features are shown in Figure 3, but in reality, 13 or more class features may exist.

図3の左端の図では、クラス生成部132は、複数のクラス特徴量の各々を要素とする複数のクラスタを生成する。以下では、複数のクラス特徴量の各々を要素とするクラスタのことを最下位クラスタと記載する場合がある。なお、図3の左端の図では、クラス特徴量と最下位クラスタを同一の丸印によって示す。また、クラス生成部132は、複数の最下位クラスタを生成した場合、複数の最下位クラスタの各々に対応するクラスである複数の最下位クラスを生成する。ここで、複数の最下位クラスの各々は、上述した複数の異なるクラスの各々に対応する。図3の右端の図では、樹形図GH1の最下層に示す複数の白い丸印の各々が複数の最下位クラスの各々を示す。なお、図3の右端の図では、簡単のため、12個の最下位クラスのうち、4個の最下位クラスの図示を省略し、8個の最下位クラスのみを図示する。また、実際には13個以上の最下位クラスが存在してよい。 In the leftmost diagram of FIG. 3, the class generation unit 132 generates multiple clusters having each of the multiple class features as an element. Hereinafter, a cluster having each of the multiple class features as an element may be referred to as a lowest-level cluster. In the leftmost diagram of FIG. 3, the class features and the lowest-level cluster are indicated by the same circle. In addition, when the class generation unit 132 generates multiple lowest-level clusters, it generates multiple lowest-level classes that are classes corresponding to each of the multiple lowest-level clusters. Here, each of the multiple lowest-level classes corresponds to each of the multiple different classes described above. In the rightmost diagram of FIG. 3, each of the multiple white circles shown at the bottom of the tree diagram GH1 indicates each of the multiple lowest-level classes. In addition, in the rightmost diagram of FIG. 3, for simplicity, the illustration of four lowest-level classes is omitted from the illustration of the 12 lowest-level classes, and only eight lowest-level classes are illustrated. In addition, in reality, 13 or more lowest-level classes may exist.

続いて、クラス生成部132は、あらゆるクラス特徴量のペアについて、クラス特徴量同士の類似度を算出する。例えば、クラス生成部132は、クラス特徴量同士の類似度を算出してよい。続いて、クラス生成部132は、クラス特徴量同士の類似度が最も高い2つのクラス特徴量をそれぞれ要素とする2つの最下位クラスタから順番に最下位クラスタ同士を結合する。例えば、クラス生成部132は、クラス特徴量同士の類似度が第1類似度を上回る2つのクラス特徴量をそれぞれ要素とする2つの最下位クラスタ同士を結合することにより、複数の第1上位クラスタC11~C16を生成する。第1上位クラスタは、クラス特徴量同士の類似度が第1類似度を上回る2つのクラス特徴量をそれぞれ要素とする2つの最下位クラスタの組を要素とするクラスタである。また、クラス生成部132は、複数の第1上位クラスタC11~C16を生成した場合、複数の第1上位クラスタC11~C16の各々に対応するクラスである複数の第1上位クラスL11~L16を生成する。図3の右端の図では、樹形図GH1の下から2番目の層に示す複数の丸印の各々が複数の第1上位クラスL11~L14の各々を示す。なお、図3の右端の図では、簡単のため、第1上位クラスL15およびL16の各々に対応する丸印の記載を省略する。また、実際には7個以上の第1上位クラスタおよび第1上位クラスが存在してよい。 Next, the class generation unit 132 calculates the similarity between the class features for every pair of class features. For example, the class generation unit 132 may calculate the similarity between the class features. Next, the class generation unit 132 combines the lowest-level clusters in order, starting from the two lowest-level clusters whose elements are the two class features with the highest similarity between the class features. For example, the class generation unit 132 generates a plurality of first top clusters C11 to C16 by combining two lowest-level clusters whose elements are two class features whose similarity between the class features exceeds the first similarity. The first top cluster is a cluster whose elements are a pair of two lowest-level clusters whose elements are two class features whose similarity between the class features exceeds the first similarity. Furthermore, when the class generation unit 132 generates a plurality of first higher-level clusters C11 to C16, it generates a plurality of first higher-level classes L11 to L16 that correspond to each of the first higher-level clusters C11 to C16. In the diagram at the right end of FIG. 3, each of the circles shown in the second layer from the bottom of the tree diagram GH1 represents each of the first higher-level classes L11 to L14. For simplicity, the circles corresponding to each of the first higher-level classes L15 and L16 are omitted in the diagram at the right end of FIG. 3. In reality, seven or more first higher-level clusters and first higher-level classes may exist.

なお、あらゆるクラス特徴量のペアについて、クラス特徴量同士の類似度を算出することは、あらゆる最下位クラスタのペアについて、最下位クラスタ同士の距離を算出することに対応する。クラス生成部132は、あらゆる最下位クラスタのペアについて、最下位クラスタ同士の距離を算出してよい。例えば、クラス生成部132は、最下位クラスタ同士のユークリッド距離またはマンハッタン距離を算出してよい。続いて、クラス生成部132は、最下位クラスタ同士の距離が第1距離を下回る2つの最下位クラスタ同士を結合することにより、複数の第1上位クラスタC11~C16を生成してよい。 Note that calculating the similarity between class features for every pair of class features corresponds to calculating the distance between every pair of lowest-level clusters. The class generation unit 132 may calculate the distance between every pair of lowest-level clusters. For example, the class generation unit 132 may calculate the Euclidean distance or Manhattan distance between the lowest-level clusters. Next, the class generation unit 132 may generate multiple first higher-level clusters C11 to C16 by combining two lowest-level clusters whose distance between the lowest-level clusters is less than the first distance.

図3の左端から2番目の図および図3の左端から3番目の図では、クラス生成部132は、あらゆる第1上位クラスタのペアについて、第1上位クラスタ同士の類似度を算出する。例えば、クラス生成部132は、第1上位クラスタに含まれる2つのクラス特徴量の平均値に基づいて、第1上位クラスタ同士の類似度を算出してよい。続いて、クラス生成部132は、第1上位クラスタ同士の類似度が第2閾値を上回る2つの第1上位クラスタ同士を結合することにより複数の第2上位クラスタC21~C23を生成する。第2上位クラスタは、第1上位クラスタ同士の類似度が第2閾値を上回る2つの第1上位クラスタの組を要素とするクラスタである。図3では、クラス生成部132は、第1上位クラスタC11およびC12の組を要素とする第2上位クラスタC21、第1上位クラスタC13およびC14の組を要素とする第2上位クラスタC22、および、第1上位クラスタC15およびC16の組を要素とする第2上位クラスタC23を生成する。また、クラス生成部132は、複数の第2上位クラスタC21~C23を生成した場合、複数の第2上位クラスタC21~C23の各々に対応するクラスである複数の第2上位クラスL21~L23を生成する。図3の右端の図では、樹形図GH1の下から3番目の層に示す複数の丸印の各々が複数の第2上位クラスL21~L22の各々を示す。なお、図3の右端の図では、簡単のため、第2上位クラスL23に対応する丸印の記載を省略する。また、実際には4個以上の第2上位クラスタおよび第2上位クラスが存在してよい。 In the second and third diagrams from the left in FIG. 3, the class generation unit 132 calculates the similarity between the first top clusters for every pair of first top clusters. For example, the class generation unit 132 may calculate the similarity between the first top clusters based on the average value of the two class features included in the first top clusters. Next, the class generation unit 132 generates multiple second top clusters C21 to C23 by combining two first top clusters whose similarity between the first top clusters exceeds a second threshold. The second top clusters are clusters whose elements are pairs of two first top clusters whose similarity between the first top clusters exceeds a second threshold. In FIG. 3, the class generation unit 132 generates a second higher-level cluster C21 having elements of the pair of first higher-level clusters C11 and C12, a second higher-level cluster C22 having elements of the pair of first higher-level clusters C13 and C14, and a second higher-level cluster C23 having elements of the pair of first higher-level clusters C15 and C16. When the class generation unit 132 generates a plurality of second higher-level clusters C21 to C23, the class generation unit 132 generates a plurality of second higher-level classes L21 to L23, which are classes corresponding to the plurality of second higher-level clusters C21 to C23. In the rightmost diagram of FIG. 3, each of the plurality of circles shown in the third layer from the bottom of the tree diagram GH1 represents each of the plurality of second higher-level classes L21 to L22. Note that, for simplicity, the circle corresponding to the second higher-level class L23 is omitted in the rightmost diagram of FIG. 3. In reality, four or more second higher-level clusters and classes may exist.

なお、あらゆる第1上位クラスタのペアについて、第1上位クラスタ同士の類似度を算出することは、あらゆる第1上位クラスタのペアについて、第1上位クラスタ同士の距離を算出することに対応する。クラス生成部132は、あらゆる第1上位クラスタのペアについて、第1上位クラスタ同士の距離を算出してよい。例えば、クラス生成部132は、第1上位クラスタ同士のユークリッド距離またはマンハッタン距離を算出してよい。続いて、クラス生成部132は、第1上位クラスタ同士の距離が第2距離を下回る2つの第1上位クラスタ同士を結合することにより、複数の第2上位クラスタC21~C23を生成してよい。 Note that calculating the similarity between the first top clusters for every pair of first top clusters corresponds to calculating the distance between the first top clusters for every pair of first top clusters. The class generation unit 132 may calculate the distance between the first top clusters for every pair of first top clusters. For example, the class generation unit 132 may calculate the Euclidean distance or Manhattan distance between the first top clusters. Next, the class generation unit 132 may generate multiple second top clusters C21 to C23 by combining two first top clusters whose distance between the first top clusters is less than the second distance.

上述したように、クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスを生成する。具体的には、クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量の平均値を代表値として、上位クラスを生成する。なお、クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量の中央値または最頻値を代表値として、上位クラスを生成してもよい。 As described above, the class generation unit 132 generates a higher class that is a class corresponding to each of the hierarchical clusters based on the hierarchically clustered class features and is a higher class than the multiple different classes, based on the similarity of the multiple class features that are features related to data belonging to each of the multiple different classes and are representative values of each of the multiple different classes. Specifically, the class generation unit 132 generates the higher class by using the average value of the features of the data belonging to each of the multiple different classes as the representative value. Note that the class generation unit 132 may generate the higher class by using the median or mode of the features of the data belonging to each of the multiple different classes as the representative value.

また、クラス生成部132は、複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、複数のクラス特徴量の各々を要素とするクラスタである複数の最下位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第1上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第1上位クラス、および、複数の第1上位クラスタの類似度に基づいて、複数の第1上位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第2上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第2上位クラスを生成することにより、上位クラスを生成する。 The class generation unit 132 also generates higher-level classes by generating a plurality of first higher-level classes that are classes corresponding to a plurality of first higher-level clusters, which are clusters generated by combining each of a plurality of lowest-level clusters, which are clusters having each of a plurality of class features as elements, based on the similarity of the plurality of class features, and a plurality of second higher-level classes that are classes corresponding to a plurality of second higher-level clusters, which are clusters generated by combining each of the plurality of first higher-level clusters, based on the similarity of the plurality of first higher-level clusters.

また、クラス生成部132は、新たに生成される上位クラスタの数が数個~10個以下となるまでクラス特徴量に対する階層クラスタリングを実施してよい。このように、クラス生成部132は、新たに生成される上位クラスタの数が所定の閾値を下回るまで複数のクラス特徴量を階層的にクラスタリングする。例えば、クラス生成部132は、新たに生成される上位クラスタの数が1個となるまでクラス特徴量に対する階層クラスタリングを実施してよい。クラス生成部132は、新たに生成される上位クラスタの数が1個となるまでクラス特徴量に対する階層クラスタリングを実施した場合、最後に生成されたクラスタに対応する上位クラスを最上位のクラスとしてよい。 The class generation unit 132 may perform hierarchical clustering on the class features until the number of newly generated top clusters is several to 10 or less. In this way, the class generation unit 132 hierarchically clusters multiple class features until the number of newly generated top clusters falls below a predetermined threshold. For example, the class generation unit 132 may perform hierarchical clustering on the class features until the number of newly generated top clusters is one. When the class generation unit 132 performs hierarchical clustering on the class features until the number of newly generated top clusters is one, the class generation unit 132 may set the top class corresponding to the last generated cluster as the top class.

(モデル生成部133)
モデル生成部133は、分類対象となる分類対象データを、上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。図4を用いて、実施形態に係る階層的な分類モデルの生成処理について説明する。図4は、実施形態に係る階層的な分類モデルの生成処理について説明するための図である。モデル生成部133は、クラス生成部132によって生成された樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルを生成する。具体的には、モデル生成部133は、クラス生成部132によって生成された樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルを取得してよい。例えば、モデル生成部133は、大型の分類モデルよりも小型の分類モデルを取得してよい。例えば、モデル生成部133は、MobileNet(Andrew G. Howard et al., 2017)やShuffleNet(Xiangyu Zhang et al., 2018)等の分類モデルを取得してよい。図4の左端の図では、モデル生成部133は、クラス生成部132によって生成された樹形図GH2に含まれる分岐点P11、P12(図示略)、P13およびP21それぞれに対応する分類モデルを取得してよい。例えば、モデル生成部133は、分類モデルに関する情報を記憶する記憶部120から、4つの分類モデルを取得してよい。なお、図4の左端の図は、クラス生成部132によって生成された樹形図GH2であって、最下層であるB層と、B層より一つ上の層であるA層からなる樹形図GH2を示す。なお、クラス生成部132によって生成される樹形図は、3層以上からなるものであってよい。
(Model Generation Unit 133)
The model generation unit 133 generates a classification model, which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of a plurality of lower classes that belong to a lower class below the upper class, for each upper class. A process for generating a hierarchical classification model according to an embodiment will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram for describing a process for generating a hierarchical classification model according to an embodiment. The model generation unit 133 generates classification models in a number corresponding to the number of branch points included in the tree diagram generated by the class generation unit 132. Specifically, the model generation unit 133 may acquire classification models in a number corresponding to the number of branch points included in the tree diagram generated by the class generation unit 132. For example, the model generation unit 133 may acquire a classification model that is smaller than a large classification model. For example, the model generation unit 133 may acquire classification models such as MobileNet (Andrew G. Howard et al., 2017) and ShuffleNet (Xiangyu Zhang et al., 2018). In the diagram at the left end of Fig. 4, the model generation unit 133 may acquire classification models corresponding to branch points P11, P12 (not shown), P13, and P21 included in the tree diagram GH2 generated by the class generation unit 132. For example, the model generation unit 133 may acquire four classification models from the storage unit 120 that stores information about classification models. Note that the diagram at the left end of Fig. 4 shows the tree diagram GH2 generated by the class generation unit 132, which is composed of layer B, which is the lowest layer, and layer A, which is the layer one layer above layer B. Note that the tree diagram generated by the class generation unit 132 may be composed of three or more layers.

また、上述したように、樹形図に含まれる分岐点の各々は、階層クラスに含まれる上位クラスの各々に対応する。図4では、分岐点P21が最上位のクラス、分岐点P11~P13の各々が3つの上位クラス1~3の各々に対応する。図4では、クラス生成部132によって生成された6つの最下位クラス4~9、3つの上位クラス1~3および1つの最上位のクラスを含む階層クラスを示す。なお、クラス生成部132によって生成される複数の最下位クラスの数は7個以上であってよい。また、クラス生成部132によって生成される複数の上位クラスの数は4個以上であってよい。 As described above, each of the branch points included in the tree diagram corresponds to each of the higher classes included in the hierarchical classes. In FIG. 4, branch point P21 corresponds to the top class, and each of branch points P11 to P13 corresponds to each of the three higher classes 1 to 3. FIG. 4 shows a hierarchical class including six lowest classes 4 to 9, three higher classes 1 to 3, and one highest class generated by the class generation unit 132. The number of the lowest classes generated by the class generation unit 132 may be seven or more. The number of the higher classes generated by the class generation unit 132 may be four or more.

また、モデル生成部133は、樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルを取得した場合、樹形図に含まれる分岐点の各々に対応する上位クラスの各々に対応する分類モデルを生成する。図4の中央の図では、モデル生成部133は、樹形図GH2に含まれる分岐点P21に対応する最上位のクラスに対応する分類モデルA_1と、樹形図GH2に含まれる分岐点P11~P13の各々に対応する上位クラス1~3の各々に対応する分類モデルB_1~B_3を生成してよい。 Furthermore, when the model generation unit 133 acquires a number of classification models corresponding to the number of branch points included in the tree diagram, the model generation unit 133 generates classification models corresponding to each of the higher-level classes corresponding to each of the branch points included in the tree diagram. In the central diagram in FIG. 4, the model generation unit 133 may generate classification model A_1 corresponding to the top class corresponding to branch point P21 included in the tree diagram GH2, and classification models B_1 to B_3 corresponding to each of higher-level classes 1 to 3 corresponding to branch points P11 to P13 included in the tree diagram GH2.

具体的には、モデル生成部133は、最上位のクラスの下位に属する3つの上位クラス1~3の各々からサンプリングされたデータと、3つの上位クラス1~3の各々に対応するラベルとの組である第1の学習データセットに基づいて学習させた分類モデルA_1を生成する。例えば、モデル生成部133は、第1の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルA_1に入力された場合、データに対応するラベルを出力情報として出力するように学習された分類モデルA_1を生成する。例えば、モデル生成部133は、第1の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルA_1に入力された場合、3つの上位クラス1~3の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大である上位クラスに対応するラベルを出力情報として出力するよう学習された分類モデルA_1を生成してよい。 Specifically, the model generation unit 133 generates a classification model A_1 trained based on a first learning data set that is a set of data sampled from each of the three top classes 1 to 3 that belong to the lower level of the highest class and a label corresponding to each of the three top classes 1 to 3. For example, when data included in the first learning data set is input to the classification model A_1 as input information, the model generation unit 133 generates a classification model A_1 trained to output a label corresponding to the data as output information. For example, when data included in the first learning data set is input to the classification model A_1 as input information, the model generation unit 133 may generate a classification model A_1 trained to estimate a probability value of the data being classified into each of the three top classes 1 to 3, and output a label corresponding to the top class with the largest estimated probability value as output information.

また、モデル生成部133は、上位クラス1の下位に属する2つの最下位クラス4および5の各々からサンプリングされたデータと、2つの最下位クラス4および5の各々に対応するラベルとの組である第2の学習データセットに基づいて学習させた分類モデルB_1を生成する。例えば、モデル生成部133は、第2の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_1に入力された場合、データに対応するラベルを出力情報として出力するように学習された分類モデルB_1を生成する。例えば、モデル生成部133は、第2の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_1に入力された場合、2つの最下位クラス4および5の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大である最下位クラスに対応するラベルを出力情報として出力するよう学習された分類モデルB_1を生成してよい。 The model generation unit 133 also generates a classification model B_1 trained based on a second learning data set, which is a set of data sampled from each of the two lowest classes 4 and 5 below the higher class 1 and labels corresponding to each of the two lowest classes 4 and 5. For example, when data included in the second learning data set is input to the classification model B_1 as input information, the model generation unit 133 generates a classification model B_1 trained to output a label corresponding to the data as output information. For example, when data included in the second learning data set is input to the classification model B_1 as input information, the model generation unit 133 may generate a classification model B_1 trained to estimate a probability value of data being classified into each of the two lowest classes 4 and 5, and output a label corresponding to the lowest class with the largest estimated probability value as output information.

また、モデル生成部133は、上位クラス2の下位に属する2つの最下位クラス6および7の各々からサンプリングされたデータと、2つの最下位クラス6および7の各々に対応するラベルとの組である第3の学習データセットに基づいて学習させた分類モデルB_2を生成する。例えば、モデル生成部133は、第3の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_2に入力された場合、データに対応するラベルを出力情報として出力するように学習された分類モデルB_2を生成する。例えば、モデル生成部133は、第3の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_2に入力された場合、2つの最下位クラス6および7の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大である最下位クラスに対応するラベルを出力情報として出力するよう学習された分類モデルB_2を生成してよい。 The model generation unit 133 also generates a classification model B_2 trained based on a third learning data set, which is a set of data sampled from each of the two lowest classes 6 and 7 that belong to the lower level of the higher class 2, and labels corresponding to each of the two lowest classes 6 and 7. For example, when data included in the third learning data set is input to the classification model B_2 as input information, the model generation unit 133 generates a classification model B_2 trained to output a label corresponding to the data as output information. For example, when data included in the third learning data set is input to the classification model B_2 as input information, the model generation unit 133 may generate a classification model B_2 trained to estimate a probability value of the data being classified into each of the two lowest classes 6 and 7, and output a label corresponding to the lowest class with the largest estimated probability value as output information.

また、モデル生成部133は、上位クラス3の下位に属する2つの最下位クラス8および9の各々からサンプリングされたデータと、2つの最下位クラス8および9の各々に対応するラベルとの組である第4の学習データセットに基づいて学習させた分類モデルB_3を生成する。例えば、モデル生成部133は、第4の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_3に入力された場合、データに対応するラベルを出力情報として出力するように学習された分類モデルB_3を生成する。例えば、モデル生成部133は、第4の学習データセットに含まれるデータが入力情報として分類モデルB_3に入力された場合、2つの最下位クラス8および9の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大である最下位クラスに対応するラベルを出力情報として出力するよう学習された分類モデルB_3を生成してよい。 The model generation unit 133 also generates a classification model B_3 trained based on a fourth learning data set, which is a set of data sampled from each of the two lowest classes 8 and 9 that belong to the lower level of the upper class 3, and labels corresponding to each of the two lowest classes 8 and 9. For example, when data included in the fourth learning data set is input to the classification model B_3 as input information, the model generation unit 133 generates a classification model B_3 trained to output a label corresponding to the data as output information. For example, when data included in the fourth learning data set is input to the classification model B_3 as input information, the model generation unit 133 may generate a classification model B_3 trained to estimate a probability value of the data being classified into each of the two lowest classes 8 and 9, and output a label corresponding to the lowest class with the largest estimated probability value as output information.

上述したように、モデル生成部133は、複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータが入力情報として機械学習モデルに入力された場合、データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルを出力情報として出力するよう学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。例えば、モデル生成部133は、複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータが入力情報として機械学習モデルに入力された場合、下位クラスの各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大である下位クラスに対応するラベルである下位ラベルを出力情報として出力するよう学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。このようにして、モデル生成部133は、階層クラスの階層構造に対応する階層性を有する複数の分類モデルの集合である第1の階層分類モデルを生成する。 As described above, when data sampled from each of a plurality of lower classes is input as input information to the machine learning model, the model generation unit 133 generates a classification model for each upper class, which is a machine learning model trained to output, as output information, a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs. For example, when data sampled from each of a plurality of lower classes is input as input information to the machine learning model, the model generation unit 133 generates, for each upper class, a classification model that is a machine learning model trained to estimate a probability value for classifying data into each of the lower classes and output, as output information, a lower label that is a label corresponding to the lower class with the largest estimated probability value. In this way, the model generation unit 133 generates a first hierarchical classification model that is a collection of multiple classification models having a hierarchy corresponding to the hierarchical structure of the hierarchical classes.

図5を用いて、実施形態に係る階層的な分類モデルの学習データセットについて説明する。図5は、実施形態に係る階層的な分類モデルの学習データセットについて説明するための図である。モデル生成部133は、複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。図5では、モデル生成部133は、図4で説明した上位クラス1に対応する分類モデルB_1の学習データセットとして、図4で説明した最下位クラス4および5の各々からサンプリングされるデータの数がなるべく均等になるように最下位クラス4および5の各々からサンプリングされたデータと、最下位クラス4および5の各々に対応する最下位ラベル4および5の各々との組である第2の学習データセットを生成する。 The learning data set of the hierarchical classification model according to the embodiment will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a diagram for describing the learning data set of the hierarchical classification model according to the embodiment. The model generation unit 133 generates a classification model for each upper class, which is a machine learning model trained based on a learning data set that is a pair of data sampled from each of a plurality of lower classes so that the number of data sampled from each of the plurality of lower classes is similar, and a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs. In FIG. 5, the model generation unit 133 generates a second learning data set that is a pair of data sampled from each of the lowest classes 4 and 5 described in FIG. 4 so that the number of data sampled from each of the lowest classes 4 and 5 described in FIG. 4 is as equal as possible, and each of the lowest labels 4 and 5 corresponding to each of the lowest classes 4 and 5.

(推定部134)
図6を用いて、実施形態に係るクラスの推定処理について説明する。図6は、実施形態に係るクラスの推定処理について説明するための図である。取得部131は、モデル生成部133によって生成された第1の階層分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する。図6では、取得部131は、モデル生成部133によって生成された第1の階層分類モデルに含まれる最上位の分類モデルA_1、最上位の分類モデルA_1の下位に属する第1上位の分類モデルB_1~B_3、第1上位の分類モデルB_1~B_3の下位に属する第2上位の分類モデルC_1~C_20、…、および、第(N―1)上位の分類モデル(図示略)の下位に属する第N(Nは3以上の自然数)上位の分類モデルX_1~X_100と、処理対象となる入力データとを取得する。
(Estimation unit 134)
A class estimation process according to the embodiment will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a diagram for describing a class estimation process according to the embodiment. The acquisition unit 131 acquires a first hierarchical classification model generated by the model generation unit 133 and processing target data to be processed. In FIG. 6, the acquisition unit 131 acquires the top classification model A_1 included in the first hierarchical classification model generated by the model generation unit 133, the first top classification models B_1 to B_3 belonging to the lower level of the top classification model A_1, the second top classification models C_1 to C_20 belonging to the lower level of the first top classification models B_1 to B_3, ..., and the Nth (N is a natural number of 3 or more) top classification models X_1 to X_100 belonging to the lower level of the (N-1)th top classification model (not shown), and input data to be processed.

推定部134は、取得部131によって取得された第1の階層分類モデルの中から最上位の分類モデルを選択する。図6では、推定部134は、取得部131によって取得された第1の階層分類モデルの中から最上位の分類モデルA_1を選択してよい。続いて、推定部134は、選択された最上位の分類モデルを用いて、最上位のクラスの下位に属する複数の上位クラスのうち、処理対象データが分類される第1の上位クラス(以下、第1上位クラスと記載する場合がある。)を推定する。図6では、推定部134は、選択された最上位の分類モデルA_1を用いて、最上位のクラスの下位に属する3つの上位クラスのうち、入力データが分類される第1上位クラスを推定してよい。例えば、推定部134は、入力データを最上位の分類モデルA_1に入力して、最上位の分類モデルA_1から出力されるラベルに対応する第1上位クラスを推定結果として得てよい。 The estimation unit 134 selects the top classification model from the first hierarchical classification models acquired by the acquisition unit 131. In FIG. 6, the estimation unit 134 may select the top classification model A_1 from the first hierarchical classification models acquired by the acquisition unit 131. Next, the estimation unit 134 uses the selected top classification model to estimate a first top class (hereinafter, may be referred to as the first top class) in which the data to be processed is classified among a plurality of top classes below the top class. In FIG. 6, the estimation unit 134 may use the selected top classification model A_1 to estimate a first top class in which the input data is classified among three top classes below the top class. For example, the estimation unit 134 may input the input data to the top classification model A_1 and obtain the first top class corresponding to the label output from the top classification model A_1 as the estimation result.

続いて、推定部134は、最上位の分類モデルの推定結果に基づいて、最上位のクラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第1上位クラスに対応する第1上位の分類モデルを選択する。図6では、推定部134は、最上位のクラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する第1上位の分類モデルB_1~B_3の中から、第1上位クラスに対応する第1上位の分類モデルB_3を選択してよい。 Then, based on the estimation result of the top-level classification model, the estimation unit 134 selects a first-level classification model corresponding to the first-level class from among the classification models corresponding to each of the multiple top-level classes subordinate to the top-level class. In FIG. 6, the estimation unit 134 may select the first-level classification model B_3 corresponding to the first-level class from among the first-level classification models B_1 to B_3 corresponding to each of the multiple top-level classes subordinate to the top-level class.

続いて、推定部134は、選択された第1上位の分類モデルを用いて、第1上位クラスの下位に属する複数の上位クラスのうち、処理対象データが分類される第2の上位クラス(以下、第2上位クラスと記載する場合がある。)を推定する。図6では、推定部134は、選択された第1上位の分類モデルB_3を用いて、第1上位クラスの下位に属する20個の上位クラスのうち、入力データ分類される第2上位クラスを推定してよい。例えば、推定部134は、入力データを第1上位の分類モデルB_3に入力して、第1上位の分類モデルB_3から出力されるラベルに対応する第2上位クラスを推定結果として得てよい。 Next, the estimation unit 134 uses the selected first higher-level classification model to estimate a second higher-level class (hereinafter, may be referred to as a second higher-level class) into which the data to be processed is classified, among the multiple higher-level classes that belong to the lower level of the first higher-level class. In FIG. 6, the estimation unit 134 may use the selected first higher-level classification model B_3 to estimate a second higher-level class into which the input data is classified, among the 20 higher-level classes that belong to the lower level of the first higher-level class. For example, the estimation unit 134 may input the input data to the first higher-level classification model B_3, and obtain the second higher-level class corresponding to the label output from the first higher-level classification model B_3 as the estimation result.

続いて、推定部134は、第1上位の分類モデルの推定結果に基づいて、第1上位クラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第2上位クラスに対応する第2上位の分類モデルを選択する。図6では、推定部134は、第1上位クラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する第2上位の分類モデルC_1~C_20の中から、第2上位クラスに対応する第2上位の分類モデルC_11を選択してよい。 Then, based on the estimation result of the first higher-level classification model, the estimation unit 134 selects a second higher-level classification model corresponding to the second higher-level class from among the classification models corresponding to each of the multiple higher-level classes subordinate to the first higher-level class. In FIG. 6, the estimation unit 134 may select the second higher-level classification model C_11 corresponding to the second higher-level class from among the second higher-level classification models C_1 to C_20 corresponding to each of the multiple higher-level classes subordinate to the first higher-level class.

また、推定部134は、第(N―1)上位の分類モデルの推定結果に基づいて、第(N―1)上位クラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第N上位クラスに対応する第N上位の分類モデルを選択する。図6では、推定部134は、第(N―1)上位クラスの下位に属する複数の上位クラスの各々に対応する第N上位の分類モデルX_1~X_100の中から、第N上位クラスに対応する第N上位の分類モデルX_50を選択してよい。 The estimation unit 134 also selects an Nth higher classification model corresponding to the Nth higher class from among the classification models corresponding to each of the multiple higher classes subordinate to the (N-1)th higher class, based on the estimation result of the (N-1)th higher classification model. In FIG. 6, the estimation unit 134 may select the Nth higher classification model X_50 corresponding to the Nth higher class from among the Nth higher classification models X_1 to X_100 corresponding to each of the multiple higher classes subordinate to the (N-1)th higher class.

続いて、推定部134は、選択された第N上位の分類モデルを用いて、第N上位クラスの下位に属する複数の最下位クラスのうち、処理対象データが分類される最下位クラスを推定する。図6では、推定部134は、選択された第N上位の分類モデルX_50を用いて、第N上位クラスの下位に属する200個の最下位クラスのうち、処理対象データが分類される最下位クラスを推定してよい。例えば、推定部134は、入力データを第N上位の分類モデルX_50に入力して、第N上位の分類モデルX_50から出力されるラベル(図6に示す出力データに相当)に対応する最下位クラスを推定結果として得てよい。このように、推定部134は、処理対象データが分類されるクラスが最下位のクラスである複数の異なるクラスのいずれかと一致するまで、選択処理と推定処理を繰り返し実行する。 Then, the estimation unit 134 uses the selected Nth highest classification model to estimate the lowest class in which the data to be processed is classified, among the multiple lowest classes that belong to the lower level of the Nth highest class. In FIG. 6, the estimation unit 134 may use the selected Nth highest classification model X_50 to estimate the lowest class in which the data to be processed is classified, among the 200 lowest classes that belong to the lower level of the Nth highest class. For example, the estimation unit 134 may input the input data to the Nth highest classification model X_50 and obtain the lowest class corresponding to the label output from the Nth highest classification model X_50 (corresponding to the output data shown in FIG. 6) as the estimation result. In this way, the estimation unit 134 repeatedly executes the selection process and the estimation process until the class in which the data to be processed is classified matches one of the multiple different classes that are the lowest class.

上述したように、推定部134は、最上位のクラスに対応する分類モデルから順番に選択される所定の上位クラスに対応する分類モデルである上位の分類モデルを用いて、処理対象データが分類される第1下位クラスを推定し、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、所定の上位クラスの下位に属する複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第1下位クラスに対応する分類モデルである下位の分類モデルを選択し、選択された下位の分類モデルを用いて、処理対象データが分類される第2下位クラスを推定する。また、推定部134は、処理対象データが複数の異なるクラスのいずれかに分類されるまで、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、下位の分類モデルを選択し、選択された下位の分類モデルを用いて第2下位クラスを推定する処理を繰り返し実行する。 As described above, the estimation unit 134 estimates a first lower class into which the data to be processed is classified using a higher-level classification model that is a classification model corresponding to a predetermined higher class selected in order from the classification model corresponding to the highest-level class, and selects a lower-level classification model that is a classification model corresponding to the first lower class from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes that belong to the lower level of the predetermined higher class based on the estimation result of the higher-level classification model, and estimates a second lower class into which the data to be processed is classified using the selected lower-level classification model. Furthermore, the estimation unit 134 repeatedly executes the process of selecting a lower-level classification model from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes based on the estimation result of the higher-level classification model, and estimating the second lower class using the selected lower-level classification model, until the data to be processed is classified into one of multiple different classes.

〔3.変形例〕
上述した実施形態に係る処理は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。
3. Modifications
The processing according to the above-described embodiment may be implemented in various different forms other than the above embodiment.

上述した実施形態では、モデル生成部133が、処理対象データを2以上のクラスに分類する分類モデル(以下、「通常の多クラス分類モデルと」と記載する場合がある。)の集合である第1の階層分類モデルを生成する場合について説明した。これに対し、変形例では、モデル生成部133が、2クラス分類モデルの代わりに、処理対象データを未知のクラスを含む3以上のクラスに分類する分類モデル(以下、「未知クラスを検出可能な多クラス分類モデル」と記載する場合がある。)の集合である第2の階層分類モデルを生成する場合について説明する。 In the above-described embodiment, a case has been described in which the model generation unit 133 generates a first hierarchical classification model that is a collection of classification models that classify data to be processed into two or more classes (hereinafter, these may be referred to as "normal multi-class classification models"). In contrast, in the modified example, a case will be described in which the model generation unit 133 generates a second hierarchical classification model that is a collection of classification models that classify data to be processed into three or more classes including an unknown class (hereinafter, these may be referred to as "multi-class classification models capable of detecting unknown classes") instead of a two-class classification model.

また、上述した実施形態では、推定部134が、処理対象データが複数の最下位クラスのいずれかに分類されるまで、上位の分類モデルによる1つの推定結果のみを採用し、1つの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から1つの分類モデルを選択し、選択された1つの分類モデルを用いて下位クラスを推定する処理を繰り返し実行する場合について説明した。これに対し、変形例では、推定部134が、処理対象データが複数の最下位クラスのいずれかに分類されるまで、上位の分類モデルによる2以上の推定結果を採用し、2以上の推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から2以上の分類モデルを選択し、選択された2以上の分類モデルそれぞれを用いて下位クラスをそれぞれ推定する処理を繰り返し実行する。また、変形例では、推定部134が、選択された2以上の分類モデルそれぞれの推定結果が所定の条件を満たす場合、分類モデルを選択する処理以後の処理を中止することを決定する場合について説明する。 In the above embodiment, the estimation unit 134 adopts only one estimation result from a higher-level classification model until the data to be processed is classified into one of the multiple lowest classes, selects one classification model from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes based on the one estimation result, and repeatedly executes the process of estimating the lower class using the selected one classification model. In contrast, in the modified example, the estimation unit 134 adopts two or more estimation results from a higher-level classification model until the data to be processed is classified into one of the multiple lowest classes, selects two or more classification models from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes based on the two or more estimation results, and repeatedly executes the process of estimating each of the lower classes using each of the selected two or more classification models. In the modified example, the estimation unit 134 determines to stop the process after the process of selecting the classification model when the estimation results of each of the selected two or more classification models satisfy a predetermined condition.

まず、図7を用いて、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となる場合について説明する。図7は、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となる場合について説明するための図である。図7では、分類モデルに入力される入力データの正解の分類先は最下位クラス9である。このとき、推定部134は、入力データを最上位の分類モデルA_1に入力すると、上位クラス1~3の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大(図7では0.5)である上位クラス1に対応するラベルを出力情報として出力する。続いて、推定部134は、入力データを上位クラス1に対応する分類モデルB_1に入力すると、最下位クラス4または5の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大(図7では0.6)である最下位クラス5に対応するラベルを出力情報として出力する。このように、図7では、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となる。 First, a case where the estimation result of the lower class is incorrect by adopting only one estimation result by a higher-level classification model will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram for describing a case where the estimation result of the lower class is incorrect by adopting only one estimation result by a higher-level classification model. In FIG. 7, the correct classification destination of the input data input to the classification model is the lowest class 9. At this time, when the input data is input to the highest-level classification model A_1, the estimation unit 134 estimates the probability value of the data being classified into each of the higher classes 1 to 3, and outputs the label corresponding to the higher class 1, which has the maximum estimated probability value (0.5 in FIG. 7), as output information. Next, when the input data is input to the classification model B_1 corresponding to the higher class 1, the estimation unit 134 estimates the probability value of the data being classified into each of the lowest classes 4 or 5, and outputs the label corresponding to the lowest class 5, which has the maximum estimated probability value (0.6 in FIG. 7), as output information. Thus, in Figure 7, by adopting only one estimation result from a higher-level classification model, the estimation result for the lower class becomes incorrect.

次に、図8を用いて、上位の分類モデルによる複数の推定結果を採用することにより、下位クラスの推定結果が正解となる場合について説明する。図8は、上位の分類モデルによる複数の推定結果を採用することにより、下位クラスの推定結果が正解となる場合について説明するための図である。図8では、図7と同様、分類モデルに入力される入力データの正解の分類先は最下位クラス9である。このとき、推定部134は、入力データを最上位の分類モデルA_1に入力すると、上位クラス1~3の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が高い方から順に2つの上位クラス1および3の各々に対応する分類モデルB_1および分類モデルB_3を選択する。続いて、推定部134は、選択された2つの分類モデルB_1およびB_3を用いて、選択された2つの分類モデルB_1およびB_3の各々に対応する上位クラス1および3の各々の下位に属する最下位クラスの各々に入力データが分類される確率値を推定する。例えば、推定部134は、分類モデルB_1に入力データを入力すると、最下位クラス4または5の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大(図8では0.6)である最下位クラス5に対応するラベルを出力情報として出力する。また、推定部134は、分類モデルB_3に入力データを入力すると、最下位クラス8または9の各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値が最大(図8では0.9)である最下位クラス9に対応するラベルを出力情報として出力する。 Next, a case where the estimation result of the lower class becomes the correct answer by adopting multiple estimation results by the higher-level classification model will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a diagram for explaining a case where the estimation result of the lower class becomes the correct answer by adopting multiple estimation results by the higher-level classification model. In FIG. 8, as in FIG. 7, the correct classification destination of the input data input to the classification model is the lowest class 9. At this time, when the input data is input to the highest-level classification model A_1, the estimation unit 134 estimates the probability value that the data is classified into each of the higher-level classes 1 to 3, and selects the classification model B_1 and the classification model B_3 corresponding to the two higher-level classes 1 and 3 in descending order of the estimated probability value. Next, the estimation unit 134 uses the two selected classification models B_1 and B_3 to estimate the probability value that the input data is classified into each of the lowest classes belonging to the lower levels of the higher-level classes 1 and 3 corresponding to the two selected classification models B_1 and B_3. For example, when input data is input to classification model B_1, the estimation unit 134 estimates the probability value that the data will be classified into the lowest classes 4 and 5, respectively, and outputs the label corresponding to the lowest class 5, which has the largest estimated probability value (0.6 in FIG. 8), as output information. When input data is input to classification model B_3, the estimation unit 134 estimates the probability value that the data will be classified into the lowest classes 8 and 9, respectively, and outputs the label corresponding to the lowest class 9, which has the largest estimated probability value (0.9 in FIG. 8), as output information.

上述したように、推定部134は、上位の分類モデルを用いて、処理対象データが複数の下位クラスの各々に分類される確率値を推定し、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択し、選択された複数の分類モデルを用いて、選択された複数の分類モデルの各々に対応する下位クラスのさらに下位のクラスの各々に処理対象データが分類される確率値を推定する。これにより、情報処理装置100は、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 As described above, the estimation unit 134 uses a higher-level classification model to estimate a probability value that the data to be processed will be classified into each of a plurality of lower classes, and selects a plurality of classification models corresponding to each of a predetermined number of two or more lower classes in descending order of probability value from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes based on the estimation result of the higher-level classification model, and estimates a probability value that the data to be processed will be classified into each of the classes further below the lower classes corresponding to each of the selected plurality of classification models, using the selected classification models. In this way, the information processing device 100 can prevent the estimation result of the lower classes from being incorrect by adopting only one estimation result from the higher-level classification model.

また、図8では、推定部134は、入力データが最上位のクラスから2つの最下位クラス5および9に分類されるまでの分類経路(1)および(2)における各クラスに分類される確率値の積の値を算出してよい。例えば、推定部134は、分類経路(1)に対応する2つの確率値0.5と0.6の積の値である0.5×0.6=0.3を算出してよい。また、推定部134は、分類経路(2)に対応する2つの確率値0.4と0.9の積の値である0.4×0.9=0.36を算出してよい。続いて、推定部134は、分類経路(1)および(2)の各々における確率値の積の値である0.3と0.36との比較に基づいて、確率値の積の値が最大である0.36の分類経路(2)を採用し、入力データが最下位クラス9に分類されると推定してよい。このように、図8では、上位の分類モデルによる複数の推定結果を採用することにより、下位クラスの推定結果が正解となる。 In FIG. 8, the estimation unit 134 may calculate the product of the probability values of the input data being classified into each class in the classification paths (1) and (2) from the highest class to the two lowest classes 5 and 9. For example, the estimation unit 134 may calculate 0.5×0.6=0.3, which is the product of the two probability values 0.5 and 0.6 corresponding to the classification path (1). The estimation unit 134 may also calculate 0.4×0.9=0.36, which is the product of the two probability values 0.4 and 0.9 corresponding to the classification path (2). Next, the estimation unit 134 may adopt the classification path (2) with the largest value of the product of the probability values of 0.36 based on a comparison between 0.3 and 0.36, which are the product values of the probability values in each of the classification paths (1) and (2), and estimate that the input data will be classified into the lowest class 9. In this way, in Figure 8, by adopting multiple estimation results from higher-level classification models, the estimation result for the lower class becomes the correct answer.

上述したように、推定部134は、処理対象データが複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスに分類される場合、処理対象データが最上位のクラスから複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値の比較に基づいて、処理対象データが確率値の積の値が最大である分類経路に対応するクラスに分類されると推定する。 As described above, when the data to be processed is classified into two or more of a plurality of different classes, the estimation unit 134 estimates that the data to be processed will be classified into the class corresponding to the classification path in which the product of the probability values is the largest, based on a comparison of the values of the product of the probability values for classification into each class in the classification path from the highest class to the class corresponding to each of the two or more classes among the plurality of different classes.

次に、図9を用いて、通常の多クラス分類モデルと未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルについて説明する。図9は、通常の多クラス分類モデルと未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルについて説明するための図である。図9の左側は、通常の多クラス分類モデルを示す。通常の多クラス分類モデルは、入力データが何であろうと、あらかじめ学習した複数のクラスの各々に入力データが分類される確率値を推定する。図9の左側に示す通常の多クラス分類モデル(以下、「第1多クラス分類モデル」と記載する。)は、分類対象データを犬のクラスまたは猫のクラスのうちいずれかに分類するよう学習された分類モデルである。このとき、本来は鳥のクラスに分類されるべき入力データを第1多クラス分類モデルに入力した場合、第1多クラス分類モデルは、入力データが犬のクラスに分類される確率を70%、猫のクラスに分類される確率を30%と推定する。 Next, a normal multi-class classification model and a multi-class classification model capable of detecting unknown classes will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a diagram for explaining a normal multi-class classification model and a multi-class classification model capable of detecting unknown classes. The left side of FIG. 9 shows a normal multi-class classification model. The normal multi-class classification model estimates a probability value that input data is classified into each of a plurality of classes previously learned, regardless of the type of input data. The normal multi-class classification model shown on the left side of FIG. 9 (hereinafter, referred to as the "first multi-class classification model") is a classification model that has been trained to classify data to be classified into either a dog class or a cat class. In this case, when input data that should originally be classified into a bird class is input to the first multi-class classification model, the first multi-class classification model estimates the probability that the input data is classified into the dog class to be 70% and the probability that the input data is classified into the cat class to be 30%.

図9の右側は、未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルを示す。未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルは、あらかじめ学習した複数のクラスに分類されない入力データを未知のクラスに分類することができる。図9の右側に示す未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデル(以下、「第2多クラス分類モデル」と記載する。)は、分類対象データを犬のクラス、猫のクラスまたは未知のクラスのうちいずれかに分類するよう学習された分類モデルである。このとき、鳥のクラスに分類されるべき入力データを第2多クラス分類モデルに入力した場合、第2多クラス分類モデルは、入力データが犬のクラスに分類される確率を10%、猫のクラスに分類される確率を15%、未知のクラスに分類される確率を75%と推定する。このように、未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルは、あらかじめ学習した複数のクラス以外のクラスに分類されるべき処理対象データを未知のクラスに分類することを可能とすることができる。 The right side of FIG. 9 shows a multi-class classification model capable of detecting an unknown class. The multi-class classification model capable of detecting an unknown class can classify input data that is not classified into multiple classes previously learned into an unknown class. The multi-class classification model capable of detecting an unknown class shown on the right side of FIG. 9 (hereinafter referred to as the "second multi-class classification model") is a classification model trained to classify data to be classified into one of a dog class, a cat class, or an unknown class. In this case, when input data to be classified into a bird class is input to the second multi-class classification model, the second multi-class classification model estimates that the probability that the input data will be classified into a dog class is 10%, the probability that the input data will be classified into a cat class is 15%, and the probability that the input data will be classified into an unknown class is 75%. In this way, the multi-class classification model capable of detecting an unknown class can classify data to be processed that should be classified into a class other than the multiple classes previously learned into an unknown class.

そこで、変形例では、モデル生成部133は、分類対象データを複数の下位クラスまたは複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。モデル生成部133は、分類対象データを複数の下位クラスまたは複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する機械学習モデルである分類モデルであって、上位クラスごとに生成された分類モデルを生成する。例えば、モデル生成部133は、クラス生成部132によって生成された樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルとして、未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルを取得してよい。続いて、モデル生成部133は、図4および図5で説明したのと同様にして、分類モデルを生成してよい。例えば、モデル生成部133は、複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータが入力情報として機械学習モデルに入力された場合、複数の下位クラスの各々にデータが分類される確率値をそれぞれ推定し、推定された確率値を出力情報として出力するよう学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。このようにして、モデル生成部133は、階層クラスの階層構造に対応する階層性を有する複数の分類モデルの集合である第2の階層分類モデルを生成する。また、モデル生成部133は、未知のクラスを検知可能な多クラス分類モデルの集合である第2の階層分類モデルを生成する。これにより、情報処理装置100は、例えば、上位の分類モデルによって処理対象データが未知のクラスに分類された場合、処理を中止することができるので、上位の分類モデルの推定結果の誤りにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 In the modified example, the model generation unit 133 generates a classification model, which is a machine learning model that classifies the data to be classified into a plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes, for each upper class. The model generation unit 133 generates a classification model, which is a machine learning model that classifies the data to be classified into a plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes, for each upper class. For example, the model generation unit 133 may obtain a multi-class classification model capable of detecting unknown classes as a number of classification models corresponding to the number of branch points included in the tree diagram generated by the class generation unit 132. Then, the model generation unit 133 may generate a classification model in the same manner as described in FIG. 4 and FIG. 5. For example, when data sampled from each of the plurality of lower classes is input to the machine learning model as input information, the model generation unit 133 generates a classification model, which is a machine learning model that has been trained to estimate a probability value at which the data is classified into each of the plurality of lower classes, and output the estimated probability value as output information, for each upper class. In this way, the model generation unit 133 generates a second hierarchical classification model that is a collection of multiple classification models having a hierarchy corresponding to the hierarchical structure of the hierarchical classes. The model generation unit 133 also generates a second hierarchical classification model that is a collection of multi-class classification models capable of detecting unknown classes. This allows the information processing device 100 to stop processing when, for example, the data to be processed is classified into an unknown class by a higher-level classification model, thereby preventing the estimation result of a lower-level class from being incorrect due to an error in the estimation result of the higher-level classification model.

次に、図10を用いて、変形例に係るクラスの推定処理について説明する。図10は、変形例に係るクラスの推定処理について説明するための図である。図10では、図6と重複する内容については、記載を省略する。取得部131は、分類対象データを複数の下位クラスまたは複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する機械学習モデルである分類モデルであって、上位クラスごとに生成された分類モデルと、処理対象データとを取得する。図10では、取得部131は、モデル生成部133によって生成された第2の階層分類モデルと、処理対象データとを取得する。図10では、取得部131は、モデル生成部133によって生成された第2の階層分類モデルに含まれる最上位の分類モデルA_1、最上位の分類モデルA_1の下位に属する第1上位の分類モデルB_1~B_3、第1上位の分類モデルB_1~B_3の下位に属する第2上位の分類モデルC_1~C_20、…、および、第(N―1)上位の分類モデル(図示略)の下位に属する第N(Nは3以上の自然数)上位の分類モデルX_1~X_100と、処理対象となる入力データとを取得する。 Next, the class estimation process according to the modified example will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a diagram for explaining the class estimation process according to the modified example. In FIG. 10, the description of the contents overlapping with FIG. 6 will be omitted. The acquisition unit 131 is a classification model that is a machine learning model that classifies data to be classified into a plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes, and acquires a classification model generated for each upper class and data to be processed. In FIG. 10, the acquisition unit 131 acquires a second hierarchical classification model generated by the model generation unit 133 and data to be processed. In FIG. 10, the acquisition unit 131 acquires the top classification model A_1 included in the second hierarchical classification model generated by the model generation unit 133, the first top classification models B_1 to B_3 subordinate to the top classification model A_1, the second top classification models C_1 to C_20 subordinate to the first top classification models B_1 to B_3, ..., and the Nth (N is a natural number equal to or greater than 3) top classification models X_1 to X_100 subordinate to the (N-1)th top classification model (not shown), as well as the input data to be processed.

また、図10では、推定部134は、選択された最上位の分類モデルA_1を用いて、最上位のクラスの下位に属する3つの上位クラスおよび未知のクラスの各々に入力データが分類される確率値をそれぞれ推定してよい。また、推定部134は、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する処理以後の処理を中止するか否かを判定する。ここで、2以上の所定数は、複数の下位クラスの数よりも小さい数であってよい。以下では、処理を中止するか否かを判定する処理のことを処理継続判定または継続判定処理と記載する場合がある。例えば、推定部134は、分類対象データが未知のクラスに分類された場合、処理対象データが複数の下位クラスまたは未知のクラスの各々に分類される確率値の差が第1閾値を超えた場合、または、処理対象データが最上位のクラスから複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値が第2閾値を下回った場合、所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する処理以後の処理を中止することを決定する。図10では、推定部134は、処理継続判定の結果、処理を継続することを決定する。 In FIG. 10, the estimation unit 134 may use the selected top-level classification model A_1 to estimate the probability values of the input data being classified into three upper classes and an unknown class that are subordinate to the top-level class. Based on the estimation result of the top-level classification model, the estimation unit 134 determines whether to stop the process after the process of selecting a plurality of classification models corresponding to each of a predetermined number of lower classes, from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes, in order from the one with the highest probability value. Here, the predetermined number of two or more may be a number smaller than the number of the plurality of lower classes. Hereinafter, the process of determining whether to stop the process may be referred to as a process continuation determination or a continuation determination process. For example, when the classification target data is classified into an unknown class, when the difference in the probability values of the processing target data being classified into each of the plurality of lower classes or the unknown class exceeds a first threshold value, or when the value of the product of the probability values of the processing target data being classified into each class in the classification path from the top-level class to the class corresponding to each of two or more classes among the plurality of different classes falls below a second threshold value, the estimation unit 134 determines to stop the process after the process of selecting a plurality of classification models corresponding to each of the predetermined number of lower classes. In FIG. 10, the estimation unit 134 determines to continue processing based on the result of the processing continuation determination.

また、推定部134は、処理を継続することを決定した場合、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する。以下では、複数の分類モデルを選択する処理のことを複数選択処理と記載する場合がある。図10では、推定部134は、最上位の分類モデルの推定結果に基づいて、最上位のクラスの下位に属する複数の第1上位クラスの各々に対応する第1上位の分類モデルB_1~B_3の中から、確率値が高い方から順に2つの第1上位クラスの各々に対応する2つの第1上位の分類モデルB_2およびB_3を選択してよい。続いて、推定部134は、選択された2つの第1上位の分類モデルB_2およびB_3をそれぞれ用いて、2つの第1上位クラスの各々の下位に属する複数の上位クラスおよび未知のクラスの各々に入力データが分類される確率値をそれぞれ推定してよい。推定部134は、処理対象データが分類されるクラスが最下位のクラスである複数の異なるクラスのいずれかと一致するまで、継続判定処理と複数選択処理と推定処理を繰り返し実行する。 When the estimation unit 134 decides to continue the process, it selects multiple classification models corresponding to each of two or more predetermined lower classes in descending order of probability value from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes based on the estimation result of the higher classification model. Hereinafter, the process of selecting multiple classification models may be referred to as a multiple selection process. In FIG. 10, the estimation unit 134 may select two first higher classification models B_2 and B_3 corresponding to each of the two first higher classes in descending order of probability value from among the first higher classification models B_1 to B_3 corresponding to each of the multiple first higher classes belonging to the lower class of the highest class based on the estimation result of the highest classification model. Next, the estimation unit 134 may estimate the probability value of the input data being classified into each of the multiple higher classes and the unknown class belonging to the lower class of each of the two first higher classes using the two selected first higher classification models B_2 and B_3, respectively. The estimation unit 134 repeatedly executes the continuation determination process, the multiple selection process, and the estimation process until the class into which the processing target data is classified matches one of multiple different classes that is the lowest class.

次に、図11を用いて、変形例に係る推定処理を中止する場合の一例について説明する。図11は、変形例に係る推定処理を中止する場合の一例について説明するための図である。図11では、推定部134は、処理対象データが複数の下位クラスまたは未知のクラスの各々に分類される確率値の差が第1閾値を超えたため、所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する処理以後の処理を中止することを決定する。なお、推定部134は、処理対象データが分類されるクラスが最下位のクラスである複数の異なるクラスのいずれかと一致する前に処理を中止することを決定した場合、継続判定処理の条件を緩和し、処理を最初から再度実行してよい。例えば、推定部134は、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する際の所定数を増加させてよい。また、推定部134は、分類対象データが未知のクラスに分類された場合、処理対象データが複数の下位クラスまたは未知のクラスの各々に分類される確率値の差が第1閾値を超えた場合に処理を中止する際の第1閾値を大きくしてよい。また、推定部134は、処理対象データが最上位のクラスから複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値が第2閾値を下回った場合に処理を中止する際の第2閾値を小さくしてよい。 Next, an example of a case where the estimation process according to the modified example is stopped will be described with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a diagram for describing an example of a case where the estimation process according to the modified example is stopped. In FIG. 11, the estimation unit 134 determines to stop the process after the process of selecting the classification models corresponding to each of the predetermined number of lower classes because the difference in the probability value of the data to be processed being classified into each of the plurality of lower classes or the unknown class exceeds the first threshold. In addition, when the estimation unit 134 determines to stop the process before the class into which the data to be processed is classified matches any one of the plurality of different classes that is the lowest class, the condition of the continuation determination process may be relaxed and the process may be executed again from the beginning. For example, the estimation unit 134 may increase the predetermined number when selecting the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes in order from the one with the highest probability value from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes. In addition, when the classification target data is classified into an unknown class, the estimation unit 134 may increase the first threshold when stopping the process when the difference in the probability value of the data to be processed being classified into each of the plurality of lower classes or the unknown class exceeds the first threshold. Furthermore, the estimation unit 134 may reduce the second threshold value used to stop processing if the product of the probability values of classification into each class along the classification path from the highest class to the class corresponding to each of two or more of the multiple different classes falls below the second threshold value.

〔4.効果〕
上述したように、実施形態に係る情報処理装置100は、クラス生成部132とモデル生成部133を備える。クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスを生成する。モデル生成部133は、分類対象となる分類対象データを、上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。
[4. Effects]
As described above, the information processing device 100 according to the embodiment includes a class generation unit 132 and a model generation unit 133. The class generation unit 132 generates upper classes that are classes higher than the multiple different classes and correspond to each of the hierarchical clusters based on the multiple class features that are hierarchically clustered based on the similarity of the multiple class features that are feature amounts related to data respectively belonging to multiple different classes and are representative values of each of the multiple different classes. The model generation unit 133 generates a classification model, which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of multiple lower classes that belong to the upper class, for each upper class.

これにより、情報処理装置100は、上位クラスごとに生成された複数の分類モデルそれぞれのモデルサイズは小さいまま、分類クラス数を大きくすることを可能とすることができる。したがって、情報処理装置100は、詳細な分類を可能とする分類モデルの小型化を実現可能とすることができる。また、情報処理装置100は、詳細な分類を可能とする分類モデルの小型化を実現可能とすることができるので、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。例えば、情報処理装置100は、小型化された行動認識モデルを用いて詳細な行動の分類を行うことを可能とすることができる。また、情報処理装置100は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができるので、持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。 This allows the information processing device 100 to increase the number of classification classes while keeping the model size of each of the multiple classification models generated for each higher class small. Therefore, the information processing device 100 can realize a miniaturized classification model that enables detailed classification. Furthermore, since the information processing device 100 can realize a miniaturized classification model that enables detailed classification, it is possible to perform detailed classification using a miniaturized classification model. For example, the information processing device 100 can perform detailed classification of behavior using a miniaturized behavior recognition model. Furthermore, since the information processing device 100 can perform detailed classification using a miniaturized classification model, it can contribute to the achievement of Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs), "Build resilience, innovate and innovate."

また、クラス生成部132は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量の平均値を代表値として、上位クラスを生成する。 In addition, the class generation unit 132 generates a higher class by using the average feature values of the data belonging to each of the multiple different classes as a representative value.

これにより、情報処理装置100は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量の平均値に基づいて、適切に上位クラスを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to appropriately generate a higher class based on the average value of the features of data belonging to multiple different classes.

また、クラス生成部132は、新たに生成されるクラスタの数が所定の閾値を下回るまで複数のクラス特徴量を階層的にクラスタリングする。 The class generation unit 132 also hierarchically clusters multiple class features until the number of newly generated clusters falls below a predetermined threshold.

これにより、情報処理装置100は、所望の数の上位クラスを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to generate the desired number of higher-level classes.

また、クラス生成部132は、複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、複数のクラス特徴量の各々を要素とするクラスタである複数の最下位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第1上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第1上位クラス、および、複数の第1上位クラスタの類似度に基づいて、複数の第1上位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第2上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第2上位クラスを生成することにより、上位クラスを生成する。 The class generation unit 132 also generates higher-level classes by generating a plurality of first higher-level classes that are classes corresponding to a plurality of first higher-level clusters, which are clusters generated by combining each of a plurality of lowest-level clusters, which are clusters having each of a plurality of class features as elements, based on the similarity of the plurality of class features, and a plurality of second higher-level classes that are classes corresponding to a plurality of second higher-level clusters, which are clusters generated by combining each of the plurality of first higher-level clusters, based on the similarity of the plurality of first higher-level clusters.

これにより、情報処理装置100は、クラス特徴量の類似度に基づいて、適切に第1上位クラスを生成することができる。また、情報処理装置100は、第1上位クラスタの類似度に基づいて、適切に第2上位クラスを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to appropriately generate a first higher class based on the similarity of the class features. Also, the information processing device 100 can appropriately generate a second higher class based on the similarity of the first higher cluster.

また、クラス生成部132は、階層的なクラスタを生成する過程を表現するグラフである樹形図を生成する。モデル生成部133は、樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の分類モデルを生成する。 The class generation unit 132 also generates a tree diagram, which is a graph that represents the process of generating hierarchical clusters. The model generation unit 133 generates classification models whose number corresponds to the number of branch points included in the tree diagram.

これにより、情報処理装置100は、生成された上位クラスの数に対応する分類モデルを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to generate a classification model that corresponds to the number of generated higher classes.

また、モデル生成部133は、複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。 The model generation unit 133 also generates a classification model for each higher-level class, which is a machine learning model trained based on a learning dataset that is a set of data sampled from each of the multiple lower-level classes such that the number of data sampled from each of the multiple lower-level classes is similar, and a lower-level label that is a label corresponding to the lower-level class to which the data belongs.

これにより、情報処理装置100は、学習データセットに含まれる下位クラスのデータに偏りがないようにすることができるため、精度の高い分類モデルを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to avoid bias in the lower class data included in the training dataset, thereby generating a highly accurate classification model.

また、モデル生成部133は、データが入力情報として機械学習モデルに入力された場合、下位ラベルを出力情報として出力するよう学習された機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。 In addition, when data is input as input information to the machine learning model, the model generation unit 133 generates a classification model for each upper class, which is a machine learning model trained to output lower labels as output information.

これにより、情報処理装置100は、適切に分類モデルを生成することができる。 This allows the information processing device 100 to appropriately generate a classification model.

また、モデル生成部133は、分類対象データを複数の下位クラスまたは複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを上位クラスごとに生成する。 In addition, the model generation unit 133 generates a classification model for each higher-level class, which is a machine learning model that classifies the data to be classified into one of multiple lower classes or an unknown class that is not one of the multiple lower classes.

これにより、情報処理装置100は、例えば、上位の分類モデルによって処理対象データが未知のクラスに分類された場合、処理を中止することができるので、上位の分類モデルの推定結果の誤りにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 As a result, the information processing device 100 can stop processing if, for example, the data to be processed is classified into an unknown class by a higher-level classification model, thereby preventing the estimation result of a lower class from being incorrect due to an error in the estimation result of the higher-level classification model.

また、情報処理装置100は、取得部131と推定部134を備える。取得部131は、複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類対象となる分類対象データを分類する機械学習モデルである分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する。推定部134は、最上位のクラスに対応する分類モデルから順番に選択される所定の上位クラスに対応する分類モデルである上位の分類モデルを用いて、処理対象データが分類される第1下位クラスを推定し、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、所定の上位クラスの下位に属する複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、第1下位クラスに対応する分類モデルである下位の分類モデルを選択し、選択された下位の分類モデルを用いて、処理対象データが分類される第2下位クラスを推定する。 The information processing device 100 also includes an acquisition unit 131 and an estimation unit 134. The acquisition unit 131 acquires a classification model, which is a machine learning model that classifies the classification target data to be classified into one of a plurality of lower classes belonging to a higher class that is a higher class than the plurality of different classes, and which corresponds to each of the hierarchical clusters based on a plurality of class features that are hierarchically clustered based on the similarity of the plurality of class features that are representative values of each of the plurality of different classes, and the processing target data to be processed. The estimation unit 134 estimates a first lower class in which the processing target data is classified using a higher classification model that is a classification model corresponding to a predetermined higher class selected in order from the classification model corresponding to the highest class, and selects a lower classification model that is a classification model corresponding to the first lower class from the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes belonging to the lower class based on the estimation result of the higher classification model, and estimates a second lower class in which the processing target data is classified using the selected lower classification model.

これにより、情報処理装置100は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。例えば、情報処理装置100は、小型化された行動認識モデルを用いて詳細な行動の分類を行うことを可能とすることができる。また、情報処理装置100は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができるので、持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。 This enables the information processing device 100 to perform detailed classification using a miniaturized classification model. For example, the information processing device 100 can perform detailed classification of behavior using a miniaturized behavior recognition model. Furthermore, since the information processing device 100 can perform detailed classification using a miniaturized classification model, it can contribute to the achievement of Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs), "Build resilient infrastructure and promote inclusive and sustainable industrialization."

また、推定部134は、処理対象データが複数の異なるクラスのいずれかに分類されるまで、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、下位の分類モデルを選択し、選択された下位の分類モデルを用いて第2下位クラスを推定する処理を繰り返し実行する。 The estimation unit 134 also repeatedly executes the process of selecting a lower classification model from among the classification models corresponding to each of the multiple lower classes based on the estimation result of the higher-level classification model, and estimating a second lower class using the selected lower-level classification model, until the data to be processed is classified into one of multiple different classes.

これにより、情報処理装置100は、小型化された分類モデルを用いて詳細な分類を行うことを可能とすることができる。 This enables the information processing device 100 to perform detailed classification using a compact classification model.

また、推定部134は、上位の分類モデルを用いて、処理対象データが複数の下位クラスの各々に分類される確率値を推定し、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択し、選択された複数の分類モデルを用いて、選択された複数の分類モデルの各々に対応する下位クラスのさらに下位のクラスの各々に処理対象データが分類される確率値を推定する。 The estimation unit 134 also uses the higher-level classification model to estimate a probability value that the data to be processed will be classified into each of a plurality of lower classes, and based on the estimation result of the higher-level classification model, selects a plurality of classification models corresponding to each of two or more predetermined number of lower classes in descending order of probability value from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes, and uses the selected plurality of classification models to estimate a probability value that the data to be processed will be classified into each of the classes further below the lower classes corresponding to each of the selected plurality of classification models.

これにより、情報処理装置100は、上位の分類モデルによる一の推定結果のみを採用することにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 In this way, the information processing device 100 can prevent the estimation result of a lower class from being incorrect by adopting only one estimation result from a higher-level classification model.

また、推定部134は、処理対象データが複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスに分類される場合、処理対象データが最上位のクラスから複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値の比較に基づいて、処理対象データが確率値の積の値が最大である分類経路に対応するクラスに分類されると推定する。 In addition, when the data to be processed is classified into two or more of a plurality of different classes, the estimation unit 134 estimates that the data to be processed will be classified into the class corresponding to the classification path in which the product of the probability values is maximum, based on a comparison of the values of the product of the probability values for classification into each class in the classification path from the highest class to the class corresponding to each of the two or more classes among the plurality of different classes.

これにより、情報処理装置100は、複数の分類モデルによる推定結果を採用した場合であっても、適切な分類結果を得ることができる。 This allows the information processing device 100 to obtain appropriate classification results even when using estimation results from multiple classification models.

また、取得部131は、分類対象データを複数の下位クラスまたは複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する機械学習モデルである分類モデルであって、上位クラスごとに生成された分類モデルと、処理対象データとを取得する。推定部134は、上位の分類モデルの推定結果に基づいて、複数の下位クラスの各々に対応する分類モデルの中から、所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する処理以後の処理を中止するか否かを判定する。 The acquisition unit 131 acquires the classification model, which is a machine learning model that classifies the data to be classified into a plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes, generated for each upper class, and the data to be processed. The estimation unit 134 determines whether to discontinue processing subsequent to the processing of selecting, from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes, a plurality of classification models corresponding to each of a predetermined number of lower classes, based on the estimation result of the upper classification model.

これにより、情報処理装置100は、例えば、処理対象データが未知のクラスに分類された場合、処理を中止することができるので、上位の分類モデルの推定結果の誤りにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 As a result, the information processing device 100 can stop processing if, for example, the data to be processed is classified into an unknown class, thereby preventing the estimation result of a lower class from being incorrect due to an error in the estimation result of a higher-level classification model.

また、推定部134は、分類対象データが未知のクラスに分類された場合、処理対象データが複数の下位クラスまたは未知のクラスの各々に分類される確率値の差が第1閾値を超えた場合、または、処理対象データが最上位のクラスから複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値が第2閾値を下回った場合、所定数の下位クラスの各々に対応する複数の分類モデルを選択する処理以後の処理を中止することを決定する。 In addition, the estimation unit 134 determines to discontinue processing after the process of selecting multiple classification models corresponding to each of a predetermined number of lower classes when the data to be classified is classified into an unknown class, when the difference in the probability values for the data to be processed being classified into each of multiple lower classes or an unknown class exceeds a first threshold value, or when the product of the probability values for the data to be processed being classified into each class along the classification path from the highest class to a class corresponding to each of two or more of the multiple different classes falls below a second threshold value.

これにより、情報処理装置100は、上位の分類モデルの推定結果の誤りが生じそうな場合には、処理を中止することができるので、上位の分類モデルの推定結果の誤りにより、下位クラスの推定結果が不正解となることを防ぐことができる。 As a result, the information processing device 100 can stop processing if an error in the estimation result of a higher-level classification model is likely to occur, thereby preventing the estimation result of a lower class from being incorrect due to an error in the estimation result of a higher-level classification model.

〔5.ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る情報処理装置100は、例えば図12に示すような構成のコンピュータ1000によって実現される。図12は、情報処理装置100の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ1000は、CPU1100、RAM1200、ROM1300、HDD1400、通信インターフェイス(I/F)1500、入出力インターフェイス(I/F)1600、及びメディアインターフェイス(I/F)1700を備える。
5. Hardware Configuration
Moreover, the information processing device 100 according to the embodiment described above is realized by a computer 1000 having a configuration as shown in Fig. 12, for example. Fig. 12 is a hardware configuration diagram showing an example of a computer that realizes the functions of the information processing device 100. The computer 1000 includes a CPU 1100, a RAM 1200, a ROM 1300, a HDD 1400, a communication interface (I/F) 1500, an input/output interface (I/F) 1600, and a media interface (I/F) 1700.

CPU1100は、ROM1300またはHDD1400に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM1300は、コンピュータ1000の起動時にCPU1100によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ1000のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。 The CPU 1100 operates based on a program stored in the ROM 1300 or the HDD 1400, and controls each component. The ROM 1300 stores a boot program executed by the CPU 1100 when the computer 1000 is started, and programs that depend on the hardware of the computer 1000, etc.

HDD1400は、CPU1100によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス1500は、所定の通信網を介して他の機器からデータを受信してCPU1100へ送り、CPU1100が生成したデータを所定の通信網を介して他の機器へ送信する。 HDD 1400 stores programs executed by CPU 1100 and data used by such programs. Communication interface 1500 receives data from other devices via a specified communication network and sends it to CPU 1100, and transmits data generated by CPU 1100 to other devices via the specified communication network.

CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、及び、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、入力装置からデータを取得する。また、CPU1100は、生成したデータを入出力インターフェイス1600を介して出力装置へ出力する。 The CPU 1100 controls output devices such as a display and a printer, and input devices such as a keyboard and a mouse, via the input/output interface 1600. The CPU 1100 acquires data from the input devices via the input/output interface 1600. The CPU 1100 also outputs generated data to the output devices via the input/output interface 1600.

メディアインターフェイス1700は、記録媒体1800に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAM1200を介してCPU1100に提供する。CPU1100は、かかるプログラムを、メディアインターフェイス1700を介して記録媒体1800からRAM1200上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体1800は、例えばDVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。 The media interface 1700 reads a program or data stored in the recording medium 1800 and provides it to the CPU 1100 via the RAM 1200. The CPU 1100 loads the program from the recording medium 1800 onto the RAM 1200 via the media interface 1700 and executes the loaded program. The recording medium 1800 is, for example, an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a PD (Phase change rewritable Disc), a magneto-optical recording medium such as an MO (Magneto-Optical disk), a tape medium, a magnetic recording medium, or a semiconductor memory.

例えば、コンピュータ1000が実施形態に係る情報処理装置100として機能する場合、コンピュータ1000のCPU1100は、RAM1200上にロードされたプログラムを実行することにより、制御部130の機能を実現する。コンピュータ1000のCPU1100は、これらのプログラムを記録媒体1800から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から所定の通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。 For example, when the computer 1000 functions as the information processing device 100 according to the embodiment, the CPU 1100 of the computer 1000 executes programs loaded onto the RAM 1200 to realize the functions of the control unit 130. The CPU 1100 of the computer 1000 reads and executes these programs from the recording medium 1800, but as another example, the CPU 1100 may obtain these programs from another device via a specified communication network.

以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。 Although several embodiments of the present application have been described in detail above with reference to the drawings, these are merely examples, and the present invention can be embodied in other forms that incorporate various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the forms described in the disclosure section of the invention.

〔6.その他〕
また、上記実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
[6. Other]
Furthermore, among the processes described in the above embodiments and modifications, all or part of the processes described as being performed automatically can be performed manually, or all or part of the processes described as being performed manually can be performed automatically by a known method. In addition, the information including the processing procedures, specific names, various data and parameters shown in the above documents and drawings can be changed arbitrarily unless otherwise specified. For example, the various information shown in each drawing is not limited to the illustrated information.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 In addition, each component of each device shown in the figure is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in any unit depending on various loads, usage conditions, etc.

例えば、上述した実施形態では、情報処理装置100が、取得部131と、クラス生成部132と、モデル生成部133と、推定部134を機能部として有する場合について説明したが、各部はそれぞれ別々の装置に分散して構成することができる。例えば、情報処理装置100は、処理対象データが分類されるクラスを推定する情報処理装置として、取得部131と、推定部134を機能部として有することができる。また、情報処理装置100以外の情報処理装置(以下、「生成装置」と記載する)は、分類モデルを生成する情報処理装置として、取得部131と、クラス生成部132と、モデル生成部133を機能部として有することができる。このとき、情報処理装置100と生成装置とは、各種ネットワークと有線または無線で接続され、相互に情報の送受信を行ってよい。例えば、情報処理装置100は、生成装置によって生成された分類モデルに関する情報を生成装置から受信してよい。また、情報処理装置100は、生成装置から受信した分類モデルを用いて、処理対象データが分類されるクラスを推定してよい。 For example, in the above embodiment, the information processing device 100 has the acquisition unit 131, the class generation unit 132, the model generation unit 133, and the estimation unit 134 as functional units, but each unit can be distributed and configured in a separate device. For example, the information processing device 100 can have the acquisition unit 131 and the estimation unit 134 as functional units as an information processing device that estimates the class into which the processing target data is classified. In addition, an information processing device other than the information processing device 100 (hereinafter referred to as a "generation device") can have the acquisition unit 131, the class generation unit 132, and the model generation unit 133 as functional units as an information processing device that generates a classification model. At this time, the information processing device 100 and the generation device may be connected to various networks by wire or wirelessly and may transmit and receive information to each other. For example, the information processing device 100 may receive information about the classification model generated by the generation device from the generation device. In addition, the information processing device 100 may estimate the class into which the processing target data is classified using the classification model received from the generation device.

また、上述してきた実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 The above-described embodiments and variations can be combined as appropriate to the extent that they do not cause inconsistencies in the processing content.

100 情報処理装置
110 通信部
120 記憶部
130 制御部
131 取得部
132 クラス生成部
133 モデル生成部
134 推定部
REFERENCE SIGNS LIST 100 Information processing device 110 Communication unit 120 Storage unit 130 Control unit 131 Acquisition unit 132 Class generation unit 133 Model generation unit 134 Estimation unit

Claims (15)

複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスを生成するクラス生成部と、
分類対象となる分類対象データを、前記上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを前記上位クラスごとに生成するモデル生成部と、
を備え
前記モデル生成部は、
前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、前記データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された前記機械学習モデルである前記分類モデルを前記上位クラスごとに生成する、
情報処理装置。
a class generation unit that generates a higher class that is a higher class than the plurality of different classes, the higher class corresponding to each of the hierarchical clusters based on the plurality of class features hierarchically clustered based on a similarity between the plurality of class features relating to data respectively belonging to a plurality of different classes and being representative values of the plurality of different classes;
a model generation unit that generates a classification model, which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of a plurality of lower classes that are lower than the upper class, for each of the upper classes;
Equipped with
The model generation unit
generating, for each of the upper classes, the classification model, which is the machine learning model trained based on a training data set that is a set of data sampled from each of the plurality of lower classes such that the number of data sampled from each of the plurality of lower classes is similar, and a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs;
Information processing device.
前記クラス生成部は、
前記複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータの特徴量の平均値を前記代表値として、前記上位クラスを生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。
The class generation unit
generating the higher class by using an average value of the feature amounts of the data belonging to each of the plurality of different classes as the representative value;
The information processing device according to claim 1 .
前記クラス生成部は、
新たに生成されるクラスタの数が所定の閾値を下回るまで前記複数のクラス特徴量を階層的にクラスタリングする、
請求項1に記載の情報処理装置。
The class generation unit
hierarchically clustering the plurality of class features until the number of newly generated clusters falls below a predetermined threshold.
The information processing device according to claim 1 .
前記クラス生成部は、
前記複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、前記複数のクラス特徴量の各々を要素とするクラスタである複数の最下位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第1上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第1上位クラス、および、前記複数の第1上位クラスタの類似度に基づいて、前記複数の第1上位クラスタの各々を結合することにより生成されるクラスタである複数の第2上位クラスタの各々に対応するクラスである複数の第2上位クラスを生成することにより、前記上位クラスを生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。
The class generation unit
generating a plurality of first higher order classes which are classes corresponding to a plurality of first higher order clusters which are clusters generated by combining each of a plurality of lowest-level clusters which are clusters having each of the plurality of class features as elements based on the similarities of the plurality of class features, and a plurality of second higher order classes which are classes corresponding to a plurality of second higher order clusters which are clusters generated by combining each of the plurality of first higher order clusters based on the similarities of the plurality of first higher order clusters, thereby generating the higher order classes;
The information processing device according to claim 1 .
前記クラス生成部は、
前記階層的なクラスタを生成する過程を表現するグラフである樹形図を生成し、
前記モデル生成部は、
前記樹形図に含まれる分岐点の数に対応する数の前記分類モデルを生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。
The class generation unit
generating a tree diagram, which is a graph representing the process of generating the hierarchical clusters;
The model generation unit
generating the classification models in a number corresponding to the number of branch points included in the tree diagram;
The information processing device according to claim 1 .
前記モデル生成部は、
前記データが入力情報として前記機械学習モデルに入力された場合、前記下位ラベルを出力情報として出力するよう学習された前記機械学習モデルである前記分類モデルを前記上位クラスごとに生成する、
請求項に記載の情報処理装置。
The model generation unit
generating, for each of the upper classes, the classification model, which is the machine learning model trained to output the lower label as output information when the data is input as input information to the machine learning model;
The information processing device according to claim 1 .
前記モデル生成部は、
前記分類対象データを前記複数の下位クラスまたは前記複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する前記機械学習モデルである前記分類モデルを前記上位クラスごとに生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。
The model generation unit
generating, for each of the upper classes, the classification model, which is the machine learning model that classifies the data to be classified into one of the plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes;
The information processing device according to claim 1 .
複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類対象となる分類対象データを分類する機械学習モデルである分類モデルであって、前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、前記データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された前記機械学習モデルであって、前記上位クラスごとに生成された前記機械学習モデルである前記分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する取得部と、
最上位のクラスに対応する前記分類モデルから順番に選択される所定の上位クラスに対応する前記分類モデルである上位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第1下位クラスを推定し、前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記所定の上位クラスの下位に属する複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記第1下位クラスに対応する前記分類モデルである下位の分類モデルを選択し、選択された前記下位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第2下位クラスを推定する推定部と、
を備える情報処理装置。
a classification model which is a machine learning model that classifies data to be classified into a lower class among a plurality of lower classes that belong to a higher class that is a higher class than the plurality of different classes, the lower class being a class corresponding to each of the hierarchical clusters based on a plurality of class features hierarchically clustered based on a similarity between the plurality of class features that are representative values of the plurality of different classes, the classification model being a machine learning model that classifies data to be classified into a lower class among a plurality of lower classes that belong to a lower class that is a higher class than the plurality of different classes, the classification model being trained based on a learning dataset that is a set of data sampled from each of the plurality of lower classes such that the number of data sampled from each of the plurality of lower classes is similar, and a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs, and an acquisition unit that acquires the classification model which is the machine learning model generated for each of the higher classes , and processing target data to be processed;
an estimation unit that estimates a first lower class into which the data to be processed is classified using a higher-level classification model, which is the classification model corresponding to a predetermined higher class selected in order from the classification model corresponding to the highest-level class, selects a lower-level classification model, which is the classification model corresponding to the first lower class, from among the classification models corresponding to each of a plurality of lower classes below the predetermined higher-level class based on a result of the estimation of the higher-level classification model, and estimates a second lower class into which the data to be processed is classified using the selected lower-level classification model;
An information processing device comprising:
前記推定部は、
前記処理対象データが前記複数の異なるクラスのいずれかに分類されるまで、前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記下位の分類モデルを選択し、選択された前記下位の分類モデルを用いて前記第2下位クラスを推定する処理を繰り返し実行する、
請求項に記載の情報処理装置。
The estimation unit is
repeatedly performing a process of selecting the lower classification model from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes based on an estimation result of the higher classification model, and estimating the second lower class using the selected lower classification model, until the processing target data is classified into one of the plurality of different classes.
The information processing device according to claim 8 .
前記推定部は、
前記上位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが前記複数の下位クラスの各々に分類される確率値を推定し、前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記確率値が高い方から順に2以上の所定数の下位クラスの各々に対応する複数の前記分類モデルを選択し、選択された複数の前記分類モデルを用いて、選択された複数の前記分類モデルの各々に対応する下位クラスのさらに下位のクラスの各々に前記処理対象データが分類される確率値を推定する、
請求項に記載の情報処理装置。
The estimation unit is
using the higher-level classification model, estimating a probability value that the data to be processed will be classified into each of the plurality of lower classes; selecting a plurality of the classification models corresponding to each of two or more predetermined number of lower classes in descending order of probability value from among the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes based on an estimation result of the higher-level classification model; and estimating a probability value that the data to be processed will be classified into each of classes further below the lower classes corresponding to each of the selected plurality of classification models.
The information processing device according to claim 8 .
前記推定部は、
前記処理対象データが前記複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスに分類される場合、前記処理対象データが前記最上位のクラスから前記複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値の比較に基づいて、前記処理対象データが前記確率値の積の値が最大である前記分類経路に対応するクラスに分類されると推定する、
請求項10に記載の情報処理装置。
The estimation unit is
When the data to be processed is classified into two or more of the plurality of different classes, it is estimated that the data to be processed will be classified into the class corresponding to the classification path having the largest value of the product of the probability values based on a comparison of the product of the probability values of the data to be classified into each class in a classification path from the highest class to a class corresponding to each of the two or more classes among the plurality of different classes.
The information processing device according to claim 10 .
前記取得部は、
前記分類対象データを前記複数の下位クラスまたは前記複数の下位クラスのいずれでもない未知のクラスのうちいずれかのクラスに分類する前記機械学習モデルである前記分類モデルであって、前記上位クラスごとに生成された前記分類モデルと、前記処理対象データとを取得し、
前記推定部は、
前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記所定数の下位クラスの各々に対応する複数の前記分類モデルを選択する処理以後の処理を中止するか否かを判定する、
請求項10に記載の情報処理装置。
The acquisition unit is
The classification model is a machine learning model that classifies the data to be classified into one of the plurality of lower classes or an unknown class that is not one of the plurality of lower classes, and the classification model generated for each of the upper classes and the data to be processed are acquired;
The estimation unit is
determining whether to discontinue processing subsequent to a processing of selecting a plurality of the classification models corresponding to each of the predetermined number of lower classes from the classification models corresponding to each of the plurality of lower classes based on an estimation result of the higher-level classification model;
The information processing device according to claim 10 .
前記推定部は、
前記分類対象データが前記未知のクラスに分類された場合、前記処理対象データが前記複数の下位クラスまたは前記未知のクラスの各々に分類される確率値の差が第1閾値を超えた場合、または、前記処理対象データが前記最上位のクラスから前記複数の異なるクラスのうちの2以上のクラスの各々に対応するクラスに分類されるまでの分類経路における各クラスに分類される確率値の積の値が第2閾値を下回った場合、前記所定数の下位クラスの各々に対応する複数の前記分類モデルを選択する処理以後の処理を中止することを決定する、
請求項12に記載の情報処理装置。
The estimation unit is
when the classification target data is classified into the unknown class, when a difference in probability values for the processing target data being classified into each of the plurality of lower classes or the unknown class exceeds a first threshold value, or when a value of a product of probability values for the processing target data being classified into each class in a classification path from the highest class to a class corresponding to each of two or more classes among the plurality of different classes falls below a second threshold value, determining to discontinue processing subsequent to the processing of selecting a plurality of the classification models corresponding to each of the predetermined number of lower classes.
The information processing device according to claim 12 .
情報処理装置が実行するプログラムにより実現される情報処理方法であって、
複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスを生成するクラス生成工程と、
分類対象となる分類対象データを、前記上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類する機械学習モデルである分類モデルを前記上位クラスごとに生成するモデル生成工程と、
を含み、
前記モデル生成工程は、
前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、前記データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された前記機械学習モデルである前記分類モデルを前記上位クラスごとに生成する、
情報処理方法。
An information processing method implemented by a program executed by an information processing device, comprising:
a class generating step of generating higher classes that are higher than the plurality of different classes, the higher classes corresponding to the hierarchical clusters based on the plurality of class features hierarchically clustered based on a similarity between the plurality of class features relating to data respectively belonging to a plurality of different classes and that are representative values of the plurality of different classes;
a model generation step of generating, for each upper class, a classification model which is a machine learning model that classifies data to be classified into one of a plurality of lower classes that belong to the lower class;
Including,
The model generation step includes:
generating, for each of the upper classes, the classification model, which is the machine learning model trained based on a training data set that is a set of data sampled from each of the plurality of lower classes such that the number of data sampled from each of the plurality of lower classes is similar, and a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs;
Information processing methods.
情報処理装置が実行するプログラムにより実現される情報処理方法であって、
複数の異なるクラスにそれぞれ属するデータに関する特徴量であって、前記複数の異なるクラスそれぞれの代表値である複数のクラス特徴量の類似度に基づいて、階層的にクラスタリングされた前記複数のクラス特徴量に基づく階層的なクラスタの各々に対応するクラスであって、前記複数の異なるクラスよりも上位のクラスである上位クラスの下位に属する複数の下位クラスのうちいずれかの下位クラスに分類対象となる分類対象データを分類する機械学習モデルである分類モデルであって、前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされるデータの数が類似するように前記複数の下位クラスの各々からサンプリングされたデータと、前記データが属する下位クラスに対応するラベルである下位ラベルとの組である学習データセットに基づいて学習された前記機械学習モデルであって、前記上位クラスごとに生成された前記機械学習モデルである前記分類モデルと、処理対象となる処理対象データとを取得する取得工程と、
最上位のクラスに対応する前記分類モデルから順番に選択される所定の上位クラスに対応する前記分類モデルである上位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第1下位クラスを推定し、前記上位の分類モデルの推定結果に基づいて、前記所定の上位クラスの下位に属する複数の下位クラスの各々に対応する前記分類モデルの中から、前記第1下位クラスに対応する前記分類モデルである下位の分類モデルを選択し、選択された前記下位の分類モデルを用いて、前記処理対象データが分類される第2の下位クラスを推定する推定工程と、
を含む情報処理方法。
An information processing method implemented by a program executed by an information processing device, comprising:
a classification model which is a machine learning model that classifies data to be classified into a lower class among a plurality of lower classes that belong to a higher class that is a higher class than the plurality of different classes, the lower class being a class corresponding to each of the hierarchical clusters based on a plurality of class features hierarchically clustered based on a similarity between the plurality of class features that are representative values of the plurality of different classes, the classification model being a machine learning model that classifies data to be classified into a lower class among a plurality of lower classes that belong to a lower class that is a higher class than the plurality of different classes, the classification model being trained based on a learning dataset that is a set of data sampled from each of the plurality of lower classes such that the number of data sampled from each of the plurality of lower classes is similar, and a lower label that is a label corresponding to the lower class to which the data belongs, and an acquisition step of acquiring the classification model which is the machine learning model generated for each of the higher classes , and the processing target data to be processed;
an estimation step of estimating a first lower class into which the data to be processed is classified using a higher-level classification model which is the classification model corresponding to a predetermined higher class selected in order from the classification model corresponding to the highest-level class, selecting a lower-level classification model which is the classification model corresponding to the first lower class from among the classification models corresponding to each of a plurality of lower classes below the predetermined higher-level class based on a result of the estimation of the higher-level classification model, and estimating a second lower class into which the data to be processed is classified using the selected lower-level classification model;
An information processing method comprising:
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