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Self-adaptive Coevolutionary Algorithm Enabling Cross-disciplinary Optimization and its Application to Coded Aperture Design for Watermark Extraction

Research Project

Project/Area Number 15H02758
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Soft computing
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Ono Satoshi  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90363605)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川崎 洋  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80361393)
長原 一  大阪大学, データビリティフロンティア機構, 教授 (80362648)
Research Collaborator Tsujimura Seiichi  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywordsブラックボックス最適化 / メタヒューリスティクス / 進化計算 / コンピュータビジョン / コンピュテーショナルフォトグラフィ / 電子透かし / 符号化開口 / 画像処理 / 同時最適化 / 光学シミュレーション / 協調モデル / 最適化アルゴリズム / 共進化 / 共進化型最適化 / 代替モデル / 共進化型最適化アルゴリズム / ソフトコンピューティング / 人工知能 / 画像 / 多目的最適化 / 被写界深度
Outline of Final Research Achievements

This study has developed a technology to simultaneously optimize multiple problems in different fields but related to each other. The proposed method treats problems as independent subproblems and optimizes using existing methods and/or heuristics of the problems in the form of coevolution, rather than formulating them as one big problem. Unlike the conventional method, the proposed method avoids local optima. This study has also applied the above method to design of digital watermark for authentication of two-dimensional code. Simultaneously designing watermarking scheme and coded aperture pattern for watermark extraction, the depth of field of watermark extraction was successfully extended.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分野が異なるが互いに関連する複数の問題を同時に最適化することにより,従来は発見できなかった新たな解を発見することが可能となる.本研究では,上記の技術を利用できる具体的な実問題の一つとして電子透かしと符号化開口の同時設計を試みた.近年,電子決済の手段として広く使われている2次元コードは,不正に複製されることにより不適切な決済を引き起こす危険がある.このため,電子透かし技術を利用して真贋判定が行うことが重要となる.一方,スマートフォン等で撮影する際に焦点ズレなどが生じると電子透かしを適切に撮影できない.本研究により,2次元コードを認証できる奥行の範囲を約3倍に拡大することが可能となった.

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (53 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (40 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A Coded Aperture for Watermark Extraction from Defocused Images2019

    • Author(s)
      Hiroki Hamasaki, Shingo Takeshita, Kentaro Nakai, Toshiki Sonoda, Hiroshi Kawasaki, Hajime Nagahara, Satoshi Ono
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: -

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    • Author(s)
      Yudai Kuwahata, Jun-ichi Kushida,Satoshi Ono
    • Journal Title

      International Journal of Software Innovation

      Volume: Vol.6, No.4 Issue: 4 Pages: 59-72

    • DOI

      10.4018/ijsi.2018100105

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    • Author(s)
      竹下 真悟, 前原 武, 神薗 誠, 小野 智司
    • Journal Title

      情報処理 学会論文誌 数理モデル化と応用

      Volume: Vol.11, No.2 Pages: 75-86

    • NAID

      170000149659

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  • [Journal Article] 光学シミュレーションと進化型多目的最適化に基づく2次元コード真贋判定用電子透かしの設計2018

    • Author(s)
      竹下 真悟, 前原 武, 神薗 誠,小野 智司
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌 数理モデル化と応用

      Volume: 印刷中

    • NAID

      170000149659

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    • Author(s)
      Takeshita Shingo、Maehara Takeru、Ono Satoshi
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      Volume: 721 Pages: 201-214

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62048-0_14

    • ISBN
      9783319620473, 9783319620480
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      Volume: 46 Pages: 991-1007

    • DOI

      10.1016/j.asoc.2015.11.001

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      小野智司
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      Volume: 60 Pages: 284-291

    • NAID

      130005475632

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      Volume: 9569 Pages: 191-205

    • DOI

      10.1007/978-3-319-31960-5_16

    • ISBN
      9783319319599, 9783319319605
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      前原武, 中居謙太郎, 池田亮, 谷口康太郎, 小野智司
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      Volume: J98-D Pages: 835-846

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      Shota Eguchi, Yuki Matsugano, Hirokazu Sakaguchi, Satoshi Ono, Hisato Fukuda, Ryo Furukawa, and Hiroshi Kawasaki
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      Volume: 8994 Pages: 131-136

    • DOI

      10.1007/978-3-319-19084-6_12

    • ISBN
      9783319190839, 9783319190846
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  • [Presentation] Escher-like Tiling Design Using Estimation of distribution algorithm2019

    • Author(s)
      Asuka Hisatomi, Hitomi Koba, Kazunori Mizuno, Satoshi Ono
    • Organizer
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2019)
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  • [Presentation] A Coded Aperture for Watermark Extraction from Defocused Images2019

    • Author(s)
      Hiroki Hamasaki, Shingo Takeshita, Kentaro Nakai, Toshiki Sonoda, Hiroshi Kawasaki, Hajime Nagahara, Satoshi Ono
    • Organizer
      The 14th Asian Conference on Computer Vision (ACCV 2018)
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      小野 智司
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      竹下 真悟, 濱崎 弘樹, 前原 武, 中居 謙太郎, 園田 聡葵, 三鴨 道弘, 川崎 洋, 長原 一, 小野 智司
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      小野 智司
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  • [Presentation] 光学シミュレーションと進化型多目的最適化に基づく2次元コード真贋判定用電子透かしの設計2018

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      竹下 真悟, 前原 武, 小野 智司
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      情報処理学会火の国情報シンポジウム2016
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      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
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      松岡淳一, 小野智司
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      情報処理学会火の国情報シンポジウム2016
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      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
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  • [Presentation] 透かし評価を目的とするシミュレータを用いた電子透かし設計の基礎検討2017

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      竹下真悟, 前原武, 中居謙太郎, 小野智司
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      情報処理学会火の国情報シンポジウム2016
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      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
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      Asuka Hisatomi, Hitomi Koba, Makoto Kamizono, Kazunori Mizuno, Satoshi Ono
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      Yudai Kuwahata, Jun-ichi Kushida, Satoshi Ono
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      18th IEEE/ACIS International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD2017)
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  • [Presentation] 協調型共進化の性能評価を目的としたベンチマーク問題の設計2017

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      松岡 淳一, 中島 有貴, 小野 智司
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      中島 有貴, 松岡 淳一, 小野 智司
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      濵﨑 弘樹, 中居 謙太郎, 竹下 真悟, 前原 武, 園田 聡葵, 三鴨 道弘, 川崎 洋, 長原 一, 小野 智司
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      電子情報通信学会マルチメディア情報ハイディング・エンリッチメント研究会
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      竹下 真悟, 前原 武, 神薗 誠, 小野智司
    • Organizer
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      竹下 真悟, 前原 武, 松岡 淳一, 小野 智司
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      小野 智司
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      生命ソフトウェア&感性工房 合同シンポジウム2016
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      福岡工業大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-11-12
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    • Organizer
      第19回画像の認識・理解シンポジウム
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      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2016-08-01
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      芝 優希, 堀田 祐樹, 小野 智司, 古川 亮, 日浦 慎作, 川崎 洋
    • Organizer
      第19回画像の認識・理解シンポジウム
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2016-08-01
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      Makoto Kamizono, Kigo Shimomura, Masayuki Tajiri, Satoshi Ono
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      Denver (USA)
    • Year and Date
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      松岡淳一, 小野智司
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      山口健康作りセンター(山口県山口市)
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      2015-11-18
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      2015-11-13
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  • [Presentation] Digital Video Watermark Optimization for Detecting Replicated Two-Dimensional Barcodes2015

    • Author(s)
      Takeru Maehara, Ryo Ikeda, Satoshi Ono
    • Organizer
      The 14th International Workshop on Digital-forensics and Watermarking (IWDW)
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2015-10-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 解候補の評価時間に差があるような部分問題を含む問題を対象とした疎同期型共進化の提案2015

    • Author(s)
      松岡淳一, 小野智司
    • Organizer
      第9回進化計算学会研究会
    • Place of Presentation
      理化学研究所(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 代替モデルを援用する進化計算のinexpensive optimization における比較検討2015

    • Author(s)
      桑畑雄大, 松岡淳一, 牛之濱宅哉, 川崎洋, 小野智司
    • Organizer
      第9回進化計算学会研究会
    • Place of Presentation
      理化学研究所(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A Fundamental Study on Coded Aperture Design for Depth from Projector Defocus based on Evolutionary Multi-Objective Optimization2015

    • Author(s)
      Yudai Mido, Yuki Horita, Kentaro Nakai, Taishi Megano, Satoshi Ono and Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      The 7-th International Conference on Intelligent Networking and Collaborative Systems (INCoS)
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2015-09-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スリット状符号化開口を備えたプロジェクタによる奥行き範囲の広いアクティブ3次元計測手法2015

    • Author(s)
      芝 優希, 堀田 祐樹, 小野 智司, 古川 亮, 日浦 慎作, 川崎 洋
    • Organizer
      第18回画像の認識・理解シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-07-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] タイリング図形生成システム、タイリング図形生成方法及びプログラム2015

    • Inventor(s)
      小野智司, 木場仁美, 牛之濱宅哉
    • Industrial Property Rights Holder
      鹿児島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-239057
    • Filing Date
      2015-12-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元計測システム、3次元計測方法及びプログラム2015

    • Inventor(s)
      川崎洋, 堀田祐樹, 小野智司
    • Industrial Property Rights Holder
      鹿児島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-103366
    • Filing Date
      2015-05-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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