In this paper, we report one of the methods to distinguish patient's atelectasis condition from the normal condition based on the spectral analysis of the auscultation by the electric stethoscope. Atelectasis is a respiratory collapse defined as the lack of gas exchange within alveoli, and due to airway obstruction, or compression of the lung. This atelectasis condition is conventionally founded as the asymmetric sounds of the left lung area and right one by auscultation using air-conducted stethoscope. We aimed to this auscultation diagnose objectively. We assume that the cumulative sound powers of auscultation sound relate the air-flow volume of the respiratory, and show the power spectrums of auscultation sounds in several cases of respiratory types. The results show that the left-right symmetry of the sound’s powers decreases in the atelectasis cases.
etwork monitoring systems that detect and analyze malicious activities as well as respond against them, are becoming increasingly important. As malwares, such as worms, viruses, and bots, can inflict significant damages on both infrastructure and end user, technologies for identifying such propagating malwares are in great demand. In the large-scale darknet monitoring operation, we can see that malwares have various kinds of scan patterns that involves choosing destination IP addresses. Since many of those oscillations seemed to have a natural periodicity, as if they were signal waveforms, we considered to apply a spectrum analysis methodology so as to extract a feature of malware. With a focus on such scan patterns, this paper proposes a novel concept of malware feature extraction and a distinct analysis method named “SPectrum Analysis for Distinction and Extraction of malware features(SPADE)”. Through several evaluations using real scan traffic, we show that SPADE has the significant advantage of recognizing the similarities and dissimilarities between the same and different types of malwares.
In this paper, we propose an new approach for user authentication scheme usingdistinctive auditory characteristics. This scheme takes advantage that humanmight have the individual sensitivity to a certain kind of audio signal stimuluslike the individual biometrics. Auto-phonic production speech was adpted as suchan inducing stimulus in this paper.
Information hiding method for embedding messages into public-address audio signal is proposed. In order to utilize high robustness against the air transmission and availability to detect from moving sounds, messages are embedded as harmonic components coded by frequency-hopping spectrum spread scheme.
A specific user or group authentication scheme is proposed. This scheme requires the person to show his unique auditory characteristics. To induce the unique characteristics, we examine the auto-phonic production.
In this report, a new digital audio watermarking method is proposed. This method enables to adjust the temporal region spared for embedding watermarks due to the characteristic redundancy of the target cover signal by wavelet analysis and quantization index modulation (QIM). Wavelet analysis has the octave band like resolution over the time-frequency plane, and is able to analyze the harmonic characteristics of the sound efficiently. In our method, watermarks are, therefore, composed by quantizing the wavelet coefficients with the QIM theory to keep harmonic characteristics in view of the listening quality. Computer simulation showed enough robustness of our method against the several user-side signal procession including a malicious sample swapping attack. In the last, through the results of subjective test on audibility based on double-blind triple-stimulus with hidden reference, we clarify the requirements of the embedding parameters to keep watermarks inaudible.
結託攻撃への対処としては，主に結託者の特定を目標とすることが多いが，本論文では結託攻撃(Averaging)が行われた場合にはカバー信号の品質が破壊されるような電子透かし手法を提案し，先に提案した音響信号用CoFIP(Content FingerPrinting)に適用した．
気道や気管の閉塞によって肺換気機能が低下する無気肺の症状を，電子聴診器に よって収録される呼吸音信号から観察することを検討した．通常の聴診において 無気肺は，正常時に比べて呼吸音の音の大きさの低下や，左右の同一部位での音 の大きさの不均衡などから発見されるが，医師の主観的な判断に基くものである ため，呼吸流速計や血中酸素濃度計など客観的指標が用いられてきた．本報告で は，収録した呼吸音信号のパワースペクトルの時間累積値と肺換気量との関係を 求め，実際の無気肺患者での適用例を示す．
呼吸器疾患の病態変化は気管呼吸音・肺胞呼吸音のパワーバランスの崩れと 出現する周波数成分の高調・低調化によって評価できると考え，傾斜率を定義した． 本報告では，若干の被験者の聴診音に対して傾斜率変動を観察し，呼吸位相の同 定への適用，呼吸状態の改善効果の評価を検討した．聴取して明白に呼吸位相が 同定できる聴診音に対しては，傾斜率によっても位相同定が可能であったが，聴 取上判然としない聴診音に対しては，傾斜率での評価は困難に考えられる．今後 は外部雑音の混入や，収録条件に頑健な聴診音収録方法，さらに呼吸状態を的確 に捉える評価指標を検討する．
薗田光太郎, 滝澤修, 「自声聴取音による本人認証方式の検討」，(信学会)暗号と情報セキュリティシンポジウム 2008 (SCIS2008), pp. , 3B-2-3, Miyazaki, Japan, Jan. 22-25, 2008 (in oral presentation)
人間は自身の話す音声を、発声と同時に聴取している。 このときに本人に聴取される音信号(自声聴取音)は、本人以外に聴取される音信号と伝達経路が違うために異なる。 したがって、自声聴取音声に対する親密度の点で、本人と本人以外とで生来の非対称性があると考えられる。 そこで本報告では、自声聴取音を用いた本人認証システムの実現例について検討する。
薗田光太郎, 西村竜一, 鈴木誠史，「DWPT-QIM電子透かし」, (日本音響学会)2006年春季研究発表会, pp.621, 3月, 2007, 芝浦工業大学. (in poster presentation)
我々はこれまでに、ウェーブレット係数の特徴に対し、メッセージビットに対応した再量子化を施す電子透かし手法を提案し、種々の信号処理耐性と聴感の維持を確認している。本稿では更にウェーブレットパケット法を導入し、ピッチ伸縮に対する耐性強化を検討する。
薗田光太郎, 阿瀬見典昭, 中里純二, 吉岡克成, 井上大介, 滝澤修, 「聴覚の個人差に基づく認証方式の検討」，(信学会)暗号と情報セキュリティシンポジウム 2007 (SCIS2007), pp. , 2F-4-2, Sasebo, Japan, Jan. 23-26, 2007 (in oral presentation)
感覚能力の個人差に基づく本人認証システムを提案する。本提案方式では、鍵系列を覚える必要がなく、証明には本人の意思を陽に必要とする。また、感覚能力が鍵なので他人には認知不能と考えられる。本稿では特に自声聴取音を用いた聴覚個人差の利用を検討する。
薗田光太郎, 吉岡克成，滝澤修，中尾康二，「サンプル置換攻撃に対するWavelet-QIM音信号電子透かし手法の耐性評価」, (信学会)2006年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2006), pp.268(abstract), Jan.19, 2006, 広島プリンスホテル (広島県広島市元宇品). (in oral presentation)
薗田光太郎，吉岡克成，滝澤修，中尾康二，「ウェーブレット変換の特性を用いた音信号電子透かし」，(情処)コンピュータセキュリティシンポジウム2005(CSS2005)，pp.541--546, Oct.27, 2005, ISSN 1344-0640, メルパルク松山(愛媛県松山市道後温泉). (in oral presentation)
薗田光太郎，西村竜一，鈴木陽一，「周期的位相回転による音楽信号用電子透 かしのブラインド検出手法に関する検討」，音講論, Vol.I, pp.533-534, Mar, 2002 (in oral presentation)
- 本研究では，新しい個人(グループ)認証システムとして，個人(グループ)だけが持つ聴覚特性の個人差を証明手段に利用することを検討する．特に複数の音信号が混在する音環境下での特定の音の聴取抽出を行う困難性が個人によって異なることを利用する．
- 本研究で検討する認証方式は，個人の先天的/後天的な能力を本人証明手段とするため，パスワード認証のように複雑な文字列を記憶に留める必要もなく，バイオメトリクス認証のように計測が受動的でないため証明時に意思を示すことが可能である．
- 本研究の学術的意義として，新しい認証方式の提案とともに，人間の聴覚システムと聴覚心理の働きの解明への寄与が期待される．特にそれらに存在する個人差については殆ど未解明な研究領域と云える．
- 音信号利用における聴覚・信号処理の研究と，情報セキュリティとの横断的なテーマである．
これまで，画像や音響信号などのコンテンツに対する情報ハイディング技術に対して，明確な評価基準は存在しなかった．“情報ハイディングとその評価基準委員会” では，情報ハイディング技術の評価基準を定め，基準を超える技術を公募し評価するという，一連の過程を繰り返すことによって，技術をより高める取り組みを始めている．今回初めて定められた音響情報ハイディング技術の評価基準は，次のように要約される．商業音楽へ著作権保護情報を埋め込む強耐性透かし技術を対象として，音楽 CD フォーマットの WAV データである評価用ホスト信号を 20 種定める．6 bps のペイロードを埋め込んだステゴ信号に対する攻撃として，MP3 符号化 128kbps を経た後のエラー率を必須テスト項目とする．また，MPEG4 HE-AAC 64 kbps，ガウス雑音付加，バンドパスフィルタ，時間不変ピッチ変換，スピード変換，遅延音付加，MP3 128 kbps 2 回符号化のうちいずれか 2 種を選択してテストする．さらに，ステゴ信号の音質劣化について，PEAQ を用いて客観評価を行う．応募者は自前でこれらエラー率測定と客観劣化評価を行い，その結果および技術内容を論文に記述して応募し，その内容は査読によって比較評価される．選ばれた優秀技術は FIT2012 において表彰される予定である．その後，次の評価基準策定へと移るが，次の基準はさらに難度を高くすることを予定している．本論文では，評価基準の策定理由や背景について，詳しく述べている．
都市領域を観測した高解像度衛星画像を用いて建物の密集度評価法を検討し，密集市街地の領域を抽出した．解像度が高いがモノクロのパンクロマティック画像から細かい輪郭を持つ領域を抽出し(領域A)，解像度が低いがR,G,B,IR 4chを持つマルチスペクトル画像から，水・植生・道路の領域を教師付きパターン識別で同定し(領域B)，領域Aから領域Bを除外することで，密集市街地を抽出した．
我々は肺音の聴診を在宅医療などで手軽に行えるよ うに「肺音異常の自動識別装置」の研究を行っている．今 までの研究では，肺音の識別は正常・異常の2クラスに分類 することを目的としてきた．しかし実際に医師が診断す る場合には，正常もしくは異常と二分するわけではなく， 「異常の程度」を考慮し病状を診断している．そこで本研 究では肺音データに関して，この「異常の程度」を正しく 評価する方法を開発する．今回の報告では，異常度の「連 続性」と「周期性」に着目して異常肺音を評価した． その結果，捻髪音は連続数・相関係数共に 高い値に分布しており，水泡音は連続数が低く，相関係数 が比較的高い範囲に分布していることが分かった．
We can recognize the objects in the remotely sensed image by classifying the pixels into several categories. The pixels are usually classified based on spectral characteristics of objects on the land surface. The supervised method is often used for classification when objective categories are prescribed and adequate training data are available. However, it is often difficult to provide sufficient training data which are indispensable for accurate classification by the supervised method. This situation often causes considerable errors in classification results. We propose here a semi-supervised method in which the unsupervised clustering is employed to enhance the training data for the supervised classification. We extract several clusters out of the image considering both of the spectral and the spatial information. Then we extract additional training data from several clusters and use them for the supervised classification. The accuracy of classification was confirmed to be improved by using the semi-supervised method.
現在,計算機の性能の向上,装置の小型化などの技術革新によりPDA等の携帯型の計算機 が普及しつつある.このような文字入力の方法の一つとしてペンによる文字入力が多く使 われている。ペンによる文字入力はキーボードによる文字入力より,複雑な操作がいらず, 手軽に行えるという利点があるためである。しかし,誤認識に伴う訂正に手間がかかるた め快適とは言い難く,キーボードに比べ文字入力に時間がかかってしまう.さらに,出荷時 に添付される汎用辞書では認識の正解率が低い.そのため,快適なペン入力を実現するには 誤認識を極力少なくするような,認識精度の高い識別辞書が要求される.そこで本論文で は,外挿法により辞書パターンを変形した外挿パターンを識別辞書に追加して識別率を向 上させる方法を提案する。
聴診器は人の病気の存在を発見するのに有効な機材であり，安価かつ簡便に行える診察手 段として普及してきた．しかし，正確な診断を行うには多くの修練と経験が要求される． そこで我々は，在宅医療や訪問介護への利用を目指して，誰もが手軽に肺音を収録・解析 でき，一定の判断基準で肺音の診断を行える電子聴診器による異常音の自動検出装置の開 発を行ってきた． また，肺音の異常音の自動検出装置の実現には，識別処理にかかる時間を短縮することが 重要な課題である． 本論文では，従来のk-NN法を用いた識別処理の前に，代 表パターンを収録した分類辞書を用いて予め候補を絞り，絞られた候補についてのみk-NN 法による識別処理を行う． 実験では，肺音と正常音と異常音を識別する際，異常音を5つのクラスへ分け，分類処理 を経て識別を行う． 実験結果として従来のk-NN法より3.9倍の高速化を確認することができた．
聴診は簡便かつ安全に肺の健康状態を診断できる方法の 一つであるが、一般の人がその状態を知るのは困難である。 そのため、我々は聴診による肺の健康検査の自動化を目指し、 研究を行っている。
肺音から健常者からは聴取されない異常音（副雑音）が 検出されるか否かで、検査対象の肺音が健常者のものか 疾病患者のものかを判断することが出来る。 副雑音は、その種類によって呼吸周期中のどのタイミングで 発生するかが異なる。したがって、副雑音を精度良く検出するには、 肺音から呼吸周期を正確に検出することが重要となる。
本稿では、肺音からの呼吸周期検出法として、多重解像度解析を 利用した方法について検討した結果を報告する。
本研究では，電子聴診器を用いて肺音を聴診し，短区間フーリエ変換を用いた解析を 行い，異常肺音の検出を試みた．まず，聴診部位ごとに正常肺音のクラスと異常肺音 のクラスを作成し，それぞれのクラスの代表パターンと入力パターンとの周波数スペ クトルのパワー値の差を用い，肺音の異常らしさを数値化した．そして，数値化した 肺音の異常らしさの値が，予備実験により定めたしきい値を超えれば異常肺音，そう でなければ正常肺音とした．その結果，聴診部位によって検出結果の正解率が偏る傾 向が見られた．
We proposed the method of extracting dense urban area from high resolution QuickBird images. The method first extracts candidate areas of dense urban area from the panchromatic image and extracts vegetation areas and water areas from the multi-spectral image. Then the method finally extracts dense urban areas by combining the information. We verified that the method can extract the dens urban areas appropriately.
我々は、救急車等の緊急車両が発するサイレン音に走行位置や事象の内容等の情報を重畳して、特定の相手方に情報を伝達したり、詳細な注意情報を周囲に伝えたりするための電子透かし技術「PAIH」（Public Address Information Hiding）を開発している。PAIH はカバー音響の変質に対する許容度は大きい反面、音源の走行に伴うドップラー効果や環境騒音による影響に対して頑健である必要があるため、一般的な音信号電子透かしとは異なったテクニックが必要である。
We introduce "SPectrum Analysis for Distinction and Extraction of malware features (SPADE)".
マルウェアによって引き起こされるネットワークインシデントを抑制するためには，ネットワークモニタリングで得られたスキャントラフィックを分析し，原因となるマルウェアを特定することが有効である．筆者らはこれまでに，スペクトラム解析を用いたスキャントラフィックの特徴抽出および類似性検査手法(SPADE)を提案してきた．本研究では，既存の提案手法に対して，新たな特徴点の抽出手法を導入することで，より制度の高い類似性検査を行うことを目指す．また，提案手法の評価として，いくつかの特徴的なスキャントラフィックにSPADEアルゴリズムを適用し，同一のボットネットに屬したホスト間の相関性を高い割合で識別できることを示す．
In this paper we proposed a new method, called IH-LZSS, which controls the trade-off between the maximum embeddable data size and compression rate.
広域観測網において観測されるスキャン攻撃の宛先IP アドレスの遷移に着目し，この系列データに対してフーリエ変換を適用することで，マルウェアの特徴を抽出と相関分析を行うアルゴリズム，SPADE の提案と実装を行った．
Web2.0が抱える問題を検討し、解決するための仕組みについて述べる．
We formally define the above model of information hiding on lossless data compression and propose a new method, called IH-LZSS, that controls the trade-off between the maximum embeddable data size and compression rate.
我々は,LZ77符号化やハフマン符号化などの可逆データ圧縮においで情報を埋込む方法を既に提案している.本報告では,LZSS符号化における情報埋込方式を,データ圧縮ツールとして広く利用されているZIPに適用した,情報埋込機能付データ圧縮ツールIH-ZIPの実装と性能評価について報告する.評価の結果,圧縮率の観点からは,IH-ZIPはパラメータを調整することにより,スライド辞書法を忠実に実装したオリジナルのZIPに準ずる効率を達成できることがわかった.さらに処理速度の観点からは,高速化の工夫により,オリジナルZIPと同程度の速度を達成できた.
我々は,LZ77符号化やハフマン符号化などの可逆データ圧縮において情報を埋込む方法を既に提案している.本報告では,LZSS符号化における情報埋込方式を,データ圧縮ツールとして広く利用されているZIPに適用した,情報埋込機能付データ圧縮ツールIH-ZIPの実装と性能評価について報告する.評価の結果,圧縮率の観点からは,IH-ZIPはパラメータを調整することにより,スライド辞書法を忠実に実装したオリジナルのZIPに準ずる効率を達成できることがわかった.さらに処理速度の観点からは,高速化の工夫により,オリジナルZIPと同程度の速度を達成できた.
We propose Public-Address Information Hiding (PAIH in short), a novel application of audio information hiding in which a message is embedded into pubic address signals such as siren sounds. For example, in case of serious disasters, when secure communication channels are extremely limited, a secret message can be carried to only an authorized entity via steganographic channel within public address signals. PAIH is challenging in two points: it must be highly resistant to noise and interference from air transmission; and the sound source may be moving (e.g. ambulance, fire-fighting, or police vehicles), thus, Doppler's effect needs to be considered. On the other hand, our advantage is that relatively large range of degradation is accepted compared with other applications such as preotection of copyrighted music. We clarify the criteria of PAIH and propose two explicit data embedding methods for the sirens of Japanese ambulance vehicle. The computer simulation shows that the proposed methods can be a promising candidate for intended applications.
滝澤修, ジョン アヨアデ, 吉岡克成, 薗田光太郎, 中尾康二，「データセキュリティとロケーションプライバシを共に確保できるＲＦＩＤシステム」, (信学会)2006年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2006), pp.70(abstract), Jan.19, 2006, 広島プリンスホテル (広島県広島市元宇品). (in oral presentation)