画像と時空間情報を用いた生物生息情報分析システム

慶應義塾大学 政策・メディア研究科 修士課程1年
森 正彦
ログイン名:mmori


■研究概要
本研究では,マルチメディア分析を用いることにより実空間オブジェクトを対しクエリを生成し,サイバースペース上からユーザの適切な知識の獲得を可能とする”生物生息情報分析データベースシステム”を設計し,構築する.本研究の目的は,サイバースペース上に散在している膨大な知識情報資源からユーザの意図やユーザの持つ断片的な情報を基にクエリを作成し,そのクエリに関連する情報源を特定し,実空間に存在する事象・物体,特に自然環境に存在する生物に関する高度な知識獲得を可能とするシステムの実現を行うことである.
本システムを構築するために,①画像の色彩分布分析機能,②時空間による対象物特定機能,③大局的情報取得のための多元的地図可視化機能を実現する.本システムの特徴は,色彩分布分析及び時空間分析の統合的な利用及び可視化を使うことにより,従来使われていたキーワードベースの検索条件以外の表現方法により,ユーザの意図を幅広く表現した検索が可能となる.本研究の意義は,ユーザが撮影した生物生息情報を収集し,それらを時系列的にマッピングすることにより,生物生息情報の大局的に可視化・分析し,環境の変化の観測を可能とする点である.また,将来的には,センシング技術を利用し,生物生息情報の変化と同時期に発生した環境変化を分析し,環境の変化が与える生物生息への影響の分析が可能となる.

■活動・成果報告
①ユーザが,スムーズな生物と背景との分離を行うシステムの実装を行う.タブレットPCなど,触ることにより操作が可能なユーザインターフェースを利用することにより,ユーザの画像内の背景と生物の判別を行い,生物と背景の識別精度を向上させた.
②生物識別の実験をとり,精度を上げた次の段階として一般ユーザによって更新可能なデータベースシステムの作成を行った.ユーザが携帯電話のカメラによって撮影した画像に時空間情報を付加し,即時アップロード可能な入力システムの実装を行った.
③ユーザ撮影した生物画像に関し,生物識別マルチメディアDBシステムの分析をもとにユーザに識別結果を返すという一連の流れを実現するシステムを構築した.同時に,ユーザの撮影データをデータベースに蓄積するシステムの実装も行い,後に撮影されるデータとの関連を示すことを可能にした.
④ユーザが撮影した画像に関し,時空間情報などのメタデータを付加し地図上にマッピングすることを可能にした.このような可視化により,ユーザは,ユーザが獲得を想定している撮影画像に関する知識だけでなく,獲得を想定していない撮影生物及び撮影場所や撮影時間に関連する知識も獲得可能となった.
⑤生物の生息が時間による変化に関する知識獲得を可能にするために,季節的,歴史的な時間の変化による生物分布の変化を視覚化するシステムの実装を行った.


図1 マッピングによる生物情報可視化及び関連情報検索の実装結果

■学会発表等
今年度の計画通り,以下の学会において研究発表を行った.

IES 2011(インドネシア・スラバヤ 2011年10月)

○発表テーマ
A Semantically Related Information-Extraction System of Living Things by Spatial, Temporal and Color Analyzers
○論文・発表概要
This paper presents a semantically related informationextraction system of living things by the global analysis of spatial, temporal and color information of images. The progress of multimedia, mobile and GIS technology makes it possible to create and share various information resources globally. Various kinds of information resources on natural environments of the real world are also existing in a cyber space, and it is becoming possible to support users to acquire the valuable knowledge that bridge user’s fragmentary information about the real world and adequate information on the cyber space. This system realizes the functions for identifying unknown living things contained in a picture image input by a user, through the global analysis of temporal, spatial and color information of images within a user-selected domain. Given a picture image of a living thing with temporal and spatial information, this system evaluates it using temporal and spatial contexts to select the scope of possible candidates of living things. This system also analyzes color information by calculating correlations between the color distribution of an input image and corresponding sample image data. By these processes, users acquire detailed information such as the name, the habitant and the active period of the living things contained within the given images.