| 研究課題/領域番号 |
16K00156
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
川村 正樹 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (60314796)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 著作権・コンテンツ保護 / 機械学習 / 情報ハイディング / 電子透かし / 誤り訂正符号 / 電子透かしコンテスト / IHC評価基準 |
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| 研究実績の概要 |
情報ハイディング(IH)技術は、情報セキュリティ技術や画像処理の技術などを応用し、コンテンツ保護に役立てる技術である。本研究は、画像への回転、拡大・縮小、切り出し、非可逆圧縮などの攻撃に対して、堅牢なIH技術を開発することである。回転や拡大・縮小、及び、切り出しされた画像から透かし情報を抽出するためには、埋め込み領域を検出する同期を取る必要がある。そのため、次の２つの手法を検討した。
１．同期符号（マーカ）を用いて、同期を行う手法
２．画像の特徴点を用いて同期を行う手法
１の手法では、透かし情報とは別に同期を取るためのマーカを埋め込む。圧縮等の攻撃により、誤りを多く含むので、PEGアルゴリズムを用いたLDPC符号を導入した。この符号を用いると、符号長を短くできるので、画質の向上につながる。この成果は、IEICEの論文誌に掲載された。また、符号長をより短くするために、多元LDPC符号を用いる手法も検討した。これはEMM研究会で発表を行った。さらに、印刷した画像をスキャンし、そこから透かしを取り出すために、マーカを離散フーリエ変換し、テンプレートとして埋め込む手法を検討した。この成果は、EMM研究会で発表した。
２の手法では、SIFT特徴点とKAZE特徴点を用いることを検討した。いずれも画像の拡大・縮小に堅牢な特徴抽出が行えた。SIFT特徴点は拡大率に比例したスケールが得られるのに対して、KAZEは比例せず、拡大率の推定に向かないことが分かった。これらの成果は、EMM研究会で研究発表している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
電子透かしの評価基準であるIHC評価基準は、世界的なコンテスト形式で技術評価を行なっている。2016年度に予定されていたコンテストは、延期され2017年度に開催されることとなった。本研究では、IHC Ver.5を達成することを目標に研究を進めている。
マーカとLDPC符号を用いた手法では、IHC Ver.4までは基準を達成できることが分かっている。Ver.5では攻撃パラメータが未知であるので、全探索を行うと計算時間が膨大になることが課題である。しかしながら、同期が行えた場合は、非常に高い誤り訂正能力があり、有望な手法であると言える。今後は同期の高速化に向けた研究を進めていく。
一方、特徴点を用いた手法では、SIFT特徴量を用いた同期により、拡大・縮小、回転、切り出しされた画像からも透かし領域を抽出することができた。多くの特徴点で同期が行えたが、得られるスケールが拡大率に一致していない場合があることや、特徴領域が大きくできず、よい誤り訂正符号を用いられないことが課題である。概ねVer.5の評価基準を達成できているが、複合攻撃の場合が未達成である。今後も誤り訂正能力の改善に取り組む予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
マーカとLDPC符号を用いた手法は、同期の問題があるが、高い誤り訂正能力がある。一方、特徴点を用いた手法では、特徴点により同期を行えるが、誤り訂正能力が十分ではない。これらの相互の利点を融合し、より良い手法に繋げたい。つまり、SIFT特徴点で同期を行い、高性能な誤り訂正の手法を組み合わせていく。次のIHCの国際コンテストに向けて準備を進める。
もう１つ、本課題では、学習を導入した手法の開発を行なっていく。本年度は、画像をブロックに分割し、その離散コサイン変換した係数をニューラルネットワーク(NN)に学習する手法を検討した。この手法では、画像のブロック同期の問題が残っている。そこで、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のような、画像全域を入力とする手法に拡張していきたい。CNNの入力層では画像の特徴点を抽出しているので、透かしの埋め込みに適した特徴の検討と、埋め込み手法の検討を行なっていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
IHC評価基準に基づくコンテストが2016年度内には開催されず、2017年度の国際会議で実施されることになったため、そのために使用予定の旅費が未使用となった。準備していた研究成果の一部はEMM研究会において研究発表を行なっている。
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| 次年度使用額の使用計画 |
2017年8月に開催される国際会議IIH-MSPの特別セッションにおいて、IHC評価基準に基づくコンテストが開催されることになったので、この国際会議において研究発表を行う予定である。参加登録料と旅費に使用する。
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