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| 講演名 | 2022-03-08 09:55 ［ポスター講演］量子化活性化関数で学習したJPEG圧縮耐性電子透かし法の検討 ○山内伸悟・川村正樹（山口大）  EMM2021-110 |
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| 抄録 | （和） | JPEG圧縮の量子化に対する堅牢性を獲得するために，量子化活性化関数を導入した電子透かし法を提案する。様々な攻撃に堅牢な電子透かし法として，ニューラルネットワークを用いた手法が提案されている。Zhuらは，JPEG圧縮やクリッピング，ガウス平滑化に堅牢な電子透かし法を提案した。彼らは，ステゴ画像の生成層と透かし情報の抽出層の間に，攻撃を模倣した層を加えることで攻撃への堅牢性を高めることが可能であることを示した。しかし，Zhuらの手法では，他の攻撃に比べてJPEG圧縮に対する十分な堅牢性が得られなかった。それは，彼らの手法がJPEG圧縮における量子化の機能を実装しなかったためだと考えられる。そこで，位置をずらした双曲線正接関数で構成された量子化活性化関数を提案する。本研究では，HamamotoとKawamuraが提案した電子透かし法に量子化活性化関数を導入して量子化の効果を評価する。彼らの手法は攻撃層を持たないため，量子化活性化関数を用いた攻撃層を導入することで，JPEG圧縮の堅牢性を評価することができる。JPEG圧縮の堅牢性の評価にはビット誤り率($mathrm{BER}$)を用い，画質の評価にはPSNRを用いた。その結果，量子化活性化関数の導入により画質は低下したが，JPEG圧縮においてQ値20以上では，BERが0.1以下で透かし情報を抽出することができた。したがって，量子化活性化関数を導入することで，JPEG圧縮への堅牢性が獲得できた。 |
| （英） | We propose a watermarking method that introduces a quantized activation function to acquire robustness against quantization for JPEG compression. Neural network-based methods have been proposed as watermarking methods that are robust against various types of attacks. Zhu et al. proposed a watermarking method that is robust against JPEG compression, clipping and Gaussian blurring. They showed that it was possible to increase the robustness by including an additional layer that simulated these attacks between the generation layer of the stego image and the extraction layer of the watermarks. However, the method of Zhu et al. did not provide sufficient robustness against JPEG compression compared to other attacks. This was because their method did not implement the quantization function in JPEG compression. Therefore, we propose a quantized activation function, which consists of shifted hyperbolic tangent functions. In this study, we introduce the quantized activation function to the watermarking method proposed by Hamamoto and Kawamura, and evaluate the effect of quantization. Their method has no attack layer, by introducing an attack layer with a quantized activation function, we can evaluate the JPEG compression robustness. The bit error rate (BER) was used to evaluate the robustness, and the PSNR was used for image quality. As a result, although the image quality decreased by introducing the quantized activation function, the watermarks could be extracted with the BER of less than 0.1 at the Q-value of 20 or higher in JPEG compression. Therefore, by introducing the quantized activation function, the compression robustness was achieved. | |
| キーワード | （和） | 電子透かし法 / オートエンコーダ / JPEG圧縮 / 活性化関数 / / / / |
| （英） | digital watermarking / autoencoder / JPEG compression / activation function / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 121, no. 417, EMM2021-110, pp. 95-100, 2022年3月. | |
| 資料番号 | EMM2021-110 | |
| 発行日 | 2022-02-28 (EMM) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | EMM2021-110 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | EMM |
| 開催期間 | 2022-03-07 - 2022-03-08 |
| 開催地（和） | 長崎大学 文教スカイホール |
| 開催地（英） | (Primary: Online, Secondary: On-site) |
| テーマ（和） | 画質・音質評価，知覚・認知メトリクス，人間視聴覚システム，一般 |
| テーマ（英） | Image and Sound Quality, Metrics for Perception and Recognition, Human Auditory and Visual System, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | EMM |
| 会議コード | 2022-03-EMM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 量子化活性化関数で学習したJPEG圧縮耐性電子透かし法の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Study on JPEG Compression Resistant Watermarking Method Trained with Quantized Activation Function |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 電子透かし法 / digital watermarking |
| キーワード(2)（和/英） | オートエンコーダ / autoencoder |
| キーワード(3)（和/英） | JPEG圧縮 / JPEG compression |
| キーワード(4)（和/英） | 活性化関数 / activation function |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山内 伸悟 / Shingo Yamauchi / ヤマウチ シンゴ |
| 第1著者 所属（和/英） | 山口大学 (略称： 山口大) Yamaguchi University (略称： Yamaguchi Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 川村 正樹 / Masaki Kawamura / カワムラ マサキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 山口大学 (略称： 山口大) Yamaguchi University (略称： Yamaguchi Univ.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2022-03-08 09:55:00 |
| 発表時間 | 15分 |
| 申込先研究会 | EMM |
| 資料番号 | EMM2021-110 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | no.417 |
| ページ範囲 | pp.95-100 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-02-28 (EMM) |
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