2018 Fiscal Year Research-status Report
Information hiding in geometric patterns and its application to fabric authentication
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17K00248
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
伊藤 浩 日本大学, 生産工学部, 教授 (10514151)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ペンローズ模様 / 情報源符号化 / 情報秘匿 / 真性性証明 / 織布 / 幾何学模様 / 繊維 / 著作権保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題１である幾何学模様で伝達できる情報量に関して、ペンローズ模様について検討を行った。この模様は、ダートとカイトと呼ばれる２つのタイルを並べてできる平面模様である。既に、この模様の持つインフレーション（拡張）という性質を用いれば、情報が付与できると予想していたが、今年度は、これについて詳細な検証を行い、このことが実際に可能であることを確認した。さらに、情報を付与するための具体的な方法を与えた。この方法によれば、インフレーションの履歴を辿ることにより、ペンローズ模様の一つ一つのタイルに固有の番号を与えることができる。模様がｎ個のタイルで構成されていれば、１つのタイルを特定することにより、ｎ通りの情報(log_2 nビット)を模様に与えることができる。ｎ個のタイルの順列を与えられれば、ｎ！通りの情報を模様に与えられる。情報からペンローズ模様を生成するコンピュータプログラムを開発した。この検討結果について、２０１９年３月の電子情報通信学会の全国大会で公表した。
課題２である織布の認証については、任意のパターンを構成できる織機を購入し、これを用いて実際に織布を製作した。さらに、これをスキャナで取り込んで、糸の交差の上下関係を検出するプログラムを開発した。このプログラムは織り糸の規則性から織布の同期（位置あわせ）をとり、縦糸と横糸の全ての交差点を検出して、交差点ごとに縦糸が上か横糸が上かを検出することができる。このための方法として、縦糸と横糸の色の違いに基づく方法と、縦糸と横糸の繊維の方向に基づく方法の２つを開発した。後者の方法では、縦糸と横糸を同じ色にすることができる。平織りなど、糸の交差を規則的にした場合と、その一部の糸の交差を故意に不規則にした場合について、糸の交差を判定し、特徴が正しく検出されることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題１に関して、ペンローズ模様に情報を付与する方法を明らかにした。また、この方法によれば、タイルの数に応じて情報量を計算することができることは明らかである。したがって、課題１の「ペンローズ模様の情報量を計算する」という目標は達成したと言える。課題２に関して、織機を用いて実際に織布を製作し、この織布に対して、糸の交差パターンを検出する方法を開発した。さらに、実験により、その動作が確認できた。よって、課題２についてもその目標である「織布の試作と情報を検出する手法の開発」は達成されたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１について、これまでの研究成果から、こうもり曲線（および同じ原理からなるドラゴン曲線）とペンローズ模様に対して、情報を付与する方法を開発し、その情報量を明らかにしている。しかし、ペンローズ模様については、復号プログラムが完成していないため、復号が可能であることは厳密には確認されていない。最終年度においては、このことを確認した上で、可能ならばこうもり曲線とペンローズ模様に対する成果を統合し、幾何学模様への情報付与をテーマにした英文の論文にまとめたい。これにより、本研究の成果を広く公表することができる。課題２については、これまでの成果から、織布の糸の交差を検出する基本的な手法が明らかになった。しかし、以下の課題がある。１）検出精度の安定性が不十分である、２）情報の復号に至っていない。１）は縦糸と横糸の交差の検出が必ずしもすべての交差点で正しく行われないことがあるので、改善が必要である。特に、縦糸と横糸が同色の場合は繊維の方向に基づいて検出が行われ、結果が不安定になりやすい。今後は同色の場合についても同期と交差の検出が安定的に行えるように手法の改善を図る。また、これまでは、糸の交差を検出する手法を確立したが、特定のパターンを検出して織布の認証を行うまでには至ってない。今後は、検出結果から、織布に埋め込まれたパターンを検出し織布が正規に生成されたものであることを確認できる方法を開発する。
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| Causes of Carryover |
人件費の支払いに端数がでたため、繰り越しが生じた。次年度に研究補助の人件費として使用する。
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Research Products
(2 results)
