2018 Fiscal Year Research-status Report
A Development of the Mobile Tiled Display on the Edge Computing Platform
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18K11266
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
近堂 徹 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (90437575)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | エッジコンピューティング / ストリーミング / タイルドディスプレイ / 属性ベース暗号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，複数の携帯デバイスを物理的かつ論理的に連携させたモバイルタイルドディスプレイの開発を行う。HD映像や4K映像などの高精細ストリームを対象とし，リアルタイムストリーム制御や携帯デバイス連携制御（セキュアグループの定義，再生同期）にエッジコンピューティングを応用する。本システムの開発と実験的評価を通して，通信遅延や帯域変動等の外的要因に対する提案手法の効果や利用者に対する利便性・操作性への影響について明らかにする。
2018年度は，「エッジサーバにおける属性ベース暗号を用いたデバイスグループ管理手法の提案」と「デバイスレイアウトを考慮した高精細映像ストリーム分割機能の実装」を行った。デバイスグループ管理は，エッジサーバ配下で許可したデバイスのみがオフロード処理可能となるような，適切な権限に基づくデバイスのグループ管理を検討した。具体的には，暗号文ポリシー属性ベース暗号を利用したセキュアかつ柔軟な構成管理を実現するための機構について検討し，代表者によるルームへのアクセス権付与時間とルームにアクセスする際の認可時間について計測した。さらに，ストリームアプリケーションの一例として仮想デスクトップを想定した共有・権限管理機構について実装を行った。また「ストリーム分割機能の実装」では，定義したグループ情報を利用してエッジサーバで動的にストリーム分割・配信する機能を実装した。
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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
当初の計画通り，「エッジサーバにおける属性ベース暗号を用いたデバイスグループ管理手法」に関しては，属性ベース暗号を用いた端末特性に基づく動的グルーピング手法を提案した。端末の解像度やサイズなどの端末特性や端末が接続するネットワーク状態（帯域や遅延など）をモバイルタイルドディスプレイの構成端末の属性と定義し，その組みあわせで表現される条件（アクセス権）を満たす端末のグループのみがタイルドディスプレイを構成できる。本年度は，デバイスグループ管理機能とインターネット上の指定された動画像ストリームを取得し分割可能なストリーム分割機能を実装し，プロトタイプシステムの基礎評価を行った。
プロトタイプシステムはストリーミングサーバ，エッジサーバ，任意の端末特性を取得可能なモバイル端末，モバイル端末から得られる端末特性に応じた鍵の発行/配布を行う鍵発行局によって構成される。
デバイスグループ管理機能の性能評価では，代表者によるルーム（モバイルタイルドディスプレイを構成する端末が参加する仮想領域）へのアクセス権付与時間とルームにアクセスする際の認可時間について計測した。実験結果より，代表者によるルームへのアクセス権付与は要素数やデバイス数が変化してもほぼ一定であることを示した。また，ルームアクセス時の認可時間で最も支配的な秘密鍵作成部分は使用したCP-ABEのライブラリに依存するため，現在の実装においては秘密鍵に付与する属性が増加すると該当処理時間も増加することを示した。ルームアクセスの認可時間はアクセス端末に依存しないせずに約4秒であった。このことからタイルドディスプレイを構築する端末数が増加した場合でもシステムの処理時間は大きくならないため，実用的に使用できる可能があることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，昨年度に引き続き，デバイスグループ機能について動的に参加・離脱する際のアルゴリズムについて検討を行う。また，エッジサーバによる複数デバイス間再生同期機能とインタラクティブ機能についての検討を行い，一部機能について実装および評価を行う予定である。具体的には，タイルドディスプレイを構成するデバイス間の再生同期，およびリサイズ（縮小・拡大）やクロップ（切り抜き）のインタラクティブ機能を，伝送遅延リスクを抑え，かつユーザビリティを確保した状態で実現することを目指す。
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| Causes of Carryover |
（次年度使用額が生じた理由）平成30年度は既存設備を利用して研究室内での開発および評価を行い，エッジコンピューティング環境の実装および実験で利用するサーバ装置の購入を次年度に行うこととしたため，次年度使用額が生じている。よって，研究計画に大きな変更が生じるものではない。
（使用計画）エッジコンピューティング環境の準備を行うため，平成30年度に未購入のサーバ装置と合わせてコンピューティング資源を調達する。研究計画の進捗によってはクラウドサービスの活用も視野に入れている。また，国内外の研究会等での情報収集および成果発表のための旅費を計上する。
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