AI機能搭載 飼育牛モニタリング機器・IoTシステム 本研究のソフトウェア設計の技術的考察（4）
生体モニタリングのビッグデータ解析

生体モニタリングのビッグデータ解析

目指したところ

純度の高い教師データをアルバイトでも作成できる、簡単操作のアノテーションアプリの開発。

開発にあたっての課題

機械学習・深層学習モデルの学習に用いる教師データを作成するアノテーションに多くの時間と労力がかかることが課題になっています。 現在のアノテーションの課題は次の通りです。

• ①正確な教師データを作成するために手作業でアノテーションを行うと、膨大な時間と労力が必要になる。
• ②複数のアプリを組み合わせる場合に、アプリの相性によっては時刻やデータフォーマットの整合に余計な時間がかかってしまう。
• ③教師データの質がアノテータの能力に強く依存する。
• ④多くのアノテータに依頼する場合にコミュニケーションの管理が困難な場合がある。

その解決方法

クラウド上でデータの整合性を取りながら一貫したデータ処理を実現し，かつ，監督者と複数のアノテータ間のコミュニケーションを一元化できるようにしました。
教師データの質を高めるために，まずは同じデータに対して3人以上のアノテータが付与したラベルを多数決で採用しました。
教師データ作成アプリはセキュリティの確保、工期短縮とユーザビリティの向上をねらい、クラウド上に構築しました。
セキュリティの確保の観点から、クラウドベンダ提供の認証APIを利用して、登録済みアカウントの限定アクセス、権限コントロールを実装しました。 工期短縮の観点からクラウドベンダ提供のWEBサーバーのひな型を用いて教師データ作成アプリをデプロイし、構想段階から概ね6か月でのサービス開始を実現しました。
ユーザビリティ向上の観点から、サーバーを24時間管理し続ける時に必要なリソースをクラウドベンダに転嫁し、オンデマンド環境を整えてユーザがアノテーションに参加する敷居を下げて効率よくデータを集約できるようにしました。 教師データ作成アプリの機能は次の通り。

・管理画面

アノテーション管理画面の例

・アノテーション画面

アノテーションユーザー画面の例

・マスタ登録画面

マスタ登録画面

・データ登録画面

データ登録画面

利用方法はまず監督者が管理画面でウシ動画を切り出し、アノテータに担当させるラベルを割り振り、URLを通知する。アノテータはWEBブラウザでURLにアクセスしてアノテーション作業を行う。
アノテーション画面はマウス操作/キーボード操作どちらにも対応し、アプリの自動保存機能で不意のデータ消失を防ぎます。 アノテータは必要に応じて、動画が不明瞭で自信がないなどのコメントを監督者に渡すことができます。
教師データ作成アプリはクラウドDBにアクセスし、データ更新処理するため、クラウドDBの整合を保つことが重要です。 不正データの登録リスク軽減のため、マスタ登録画面と不整合が起きないよう、データ登録専用のアプリも開発しました。