2021 Fiscal Year Research-status Report
暗号カメラと暗号画像認識によるセンサレベルビジュアルプライバシー保護
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20K20628
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香川 景一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30335484)
日浦 慎作 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (40314405)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | コンピュテーショナルフォトグラフィ / プライバシ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Society5.0社会実現が叫ばれる中、ビッグデータ活用はサイバースペースにとどまらず、実世界でのユーザの行動履歴をカメラなどで取得し、活用することが期待されている。現在、携帯電話やスマートスピーカなどの様々なIoT機器はカメラを搭載し、深層学習による画像認識の精度が向上したことから、このような実世界情報のセンシングや活用が現実味を帯びてきている。一方で、カメラで人を観測することでのプライバシー問題も社会問題化している。本研究ではセンサ(撮像素子)上の光学像そのものをスクランブルする暗号カメラを提案する。センサでのサンプリング前にシーンを第三者に理解できない形へ光学的にスクランブル化し，符号化読み出しを行うことで、画像がデジタル化される前のセンサレベルでのビジュアルプライバシー保護を実現する。また、暗号カメラで撮影された暗号画像から復元を介さず、直接認識する新たな画像認識フレームワーク「暗号画像認識」を提案し、そのモデルや学習手法についての研究をおこなう。これまでのカメラは、レンズにより像をセンサ面に集光し、ぼけのない画像輝度を均一な矩形配置の画素でサンプリングすることを前提に設計されてきた。本研究で提
案する暗号カメラは、レンズを用いず光学マスクによりスクランブルし、ランダムや加算読み出しをおこなうことから、従来のインパルスサンプリングやナイキストサンプリングとは全く異なる新たなセンシングアプローチの提案であると言える。さらには、従来の暗号化は、デジタル化されたものを前提としてきたが、光学系や電子回路を用いたアナログ的暗号化を行う点も斬新である。さらには、画像をデジタル化する前に暗号化するセンサレベルのプライバシー保護を提案している点が、これまでなかった画期的な点である。
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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
本年度は，マスクベースのレンズレスカメラを用いた個人認証の実証を行った。レンズレスカメラのマスクパターンをコンボリューショナルニューラルネット(CNN)でモデル化し、エンコーダーとして実装した。この成果を国際会議に投稿した。また、新たなプライバシー保護のためのセンサ設計についての議論を行い、試作センサと設計を検討した。プライバシー保護のための新たな光学系の提案とその試作を行い、その効果をラボ環境での計測で実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度それぞれ別々で行ったソフトウェア、光学、センサによる符号化を組み合わせる複合したマルチレイヤー符号化を実現する。行動認識を実装タスクとして、人に対するビジュアルプライバシーと認識率の両立を目指し、本研究の有用性を検証する。前年度までに検討したセンサによる符号化機能の議論をもとに、符号化センサの設計や試作を行う。
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| Causes of Carryover |
センサ試作予定が遅れ、次年度にずれ込んだため。また、コロナ禍により出張などが中止となったため。
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Research Products
(7 results)
