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2021 年度 実績報告書

エッジ連携と秘密計算の自律協調に基づく超高信頼IoTプラットフォームの提案

研究課題

研究課題/領域番号 19H04101
研究機関東邦大学

研究代表者

佐藤 文明  東邦大学, 理学部, 教授 (40273164)

研究分担者 金岡 晃  東邦大学, 理学部, 准教授 (00455924)
白鳥 則郎  中央大学, 研究開発機構, 機構教授 (60111316)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードエッジコンピューティング / IoTプラットフォーム / 秘密分散 / 負荷分散
研究実績の概要

本研究の目的は、エッジコンピューティングにおいて高い信頼性と安全性を提供することで、高信頼型IoTプラットフォームを形成することである。
令和3年度では、エッジとクラウドとの負荷分散を実現するシステムへの適用例として、車載カメラ画像の深層学習による交通流の認識と制御に関する研究を実施した。本研究において、車載カメラとしてのスマートフォン上において車両の前方、及び後方画像から二輪車および四輪車を検出し、交通流の状況を認識するとともに危険な走りをする二輪車を深層学習による物体検知を用いて特定するシステムを構築した。また、同じ前方画像や後方画像をクラウドに送信し、深層学習のセマンティックセグメンテーションによって、道路の幅や車線の領域抽出および画像上の消失点の推定を行った。道路領域の検知することで、画像内の消失点の位置を推定することができ、消失点の位置が決まると2次元の画面内の車両の位置から、道路上の位置を推定することができる。その結果、車両が道路上をどのように走行しているかが分かり、道路全体の交通流や個別の車両の危険な走行などを検知することができる。このセグメンテーションは計算負荷が大きいため、エッジ上で計算することはできず、クラウドで計算しているが、画像を送信することから高頻度で送信すると通信量が大きくなり遅延も発生する。従って、消失点の精度を考慮して、適切な頻度でクラウドへのアクセスを行う必要がある。本研究では、スマートフォン(エッジ端末)上の深層学習と、クラウド上の深層学習とを連携し、適切に負荷分散や機能分散を実現することで精度や応答性能の向上を図ることができた。この成果は、2022年の国際会議IEEE IV2022に採録され発表する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Visibility graph entropy based radiometric feature for physical layer identification2022

    • 著者名/発表者名
      Shuiguang Zeng and Yin Chen and Xufei Li and Jinxiao Zhu and Yulong Shen and Norio Shiratori
    • 雑誌名

      Ad Hoc Networks

      巻: 127 ページ: 102780

    • DOI

      10.1016/j.adhoc.2022.102780

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Secure and Energy-Efficient Precoding for MIMO Two-way Untrusted Relay Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Shuangrui Zhao, Jia Liu, Yulong Shen, Xiaohong Jiang, and Norio Shiratori
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics & Security

      巻: 16 ページ: 3371 - 3386

    • DOI

      10.1109/TIFS.2021.3080088

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Learning algorithms for vector quantization using vertically partitioned data with IoT2021

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Miyajima, Noritaka Shigei, Hiromi Miyajima, Norio Shiratori
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 26 ページ: 283-290

    • DOI

      10.1007/s10015-021-00683-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Stackelberg Game-based Secure Communication in SWIPT-enabled Relaying Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Xu, Jia Liu, Hiroki Takakura, Zhao Li, Yusheng Ji, Norio Shiratori
    • 学会等名
      IEEE ICC 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved Vanishing Point Accuracy by Integrating Vehicle Detection and Segmentation2022

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Sato, Takamasa Koshizen
    • 学会等名
      The 33rd IEEE Intelligent Vehicles (IEEE IV 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Augmented Triplet Network for Individual Organism and Unique Object Classification for Reliable Monitoring of Ezoshika Deer2021

    • 著者名/発表者名
      Yojiro Harie, Sangam Babu Neupane, Bishnu Prasad Gautam, Shiratori Norio
    • 学会等名
      2021 Ninth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of Novel Firewall Application and Mitigation of Flooding Attack on SDN Network2021

    • 著者名/発表者名
      Bishnu Prasad Gautam, Yubaraj Gautam, Kazuhiko Sato and Norio Shiratori
    • 学会等名
      2021 InternationalConference on Networking and Network Applications (NaNA 2021 )
    • 国際学会
  • [学会発表] Securely Distributed Computation with Divided Data for Particle Swarm Optimization2021

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Miyajima, Noritaka Shigei, Hiromi Miyajima, and Norio Shiratori
    • 学会等名
      The 28th International MultiConference of Engineers and Computer Scientists (IMECS 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Federated Learning with Divided Data for BP2021

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Miyajima, Noritaka Shigei, Hiromi Miyajima, and Norio Shiratori
    • 学会等名
      The 28th International MultiConference of Engineers and Computer Scientists (IMECS 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Division Impossibility in the Lightweight N-party Secure Function Evaluation for Cloud-Edge Computing Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Taki, Shigeru Fujita, Norio Shiratori
    • 学会等名
      International Workshop on Informatics (IWIN2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Digital-Ji-in2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Fujita, Yutaro Taki, Yotaro Miyanishi, Tokuyasu Kakuta, Masahiro Hiji, Kenji Sugawara, Norio Shiratori, Cloud Moulin and Thierry Digel
    • 学会等名
      The 2021 IEEE 24th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design (IEEE CSCWD 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting motorcycle riding behavior using vehicle density variation2021

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Koshizen, Fumiaki Sato, Ryoka Oishi, and Kazuhiko Yamakawa
    • 学会等名
      The 32nd IEEE Intelligent Vehicles Symposium Workshop
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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