プライバシーバイザー：人間とデバイスの感度の違いを利用したプライバシー保護技術
越前 功
国立情報学研究所 コンテンツ科学研究系
研究背景
カメラ付き携帯端末の普及, SNSや画像検索技術の進展
・カメラの写り込みによるプライバシー侵害・Google Imagesなどの画像検索技術により，撮影者がいつ・どこにいたか暴露

顔認識による 画像検索
Google images
人物同定

位置情報送信SNS共有
被写体写り込み

・写真撮影に合意した匿名の被験者のうち1/3がFacebook 上の写真と比較
入力画像
することで人物を同定 （CMUによるFacebookの実験, 2011）
・Facebook，欧州で顔認識機能を無効に-規制当局の監査を受け(CNET Japan，2012.9.22)

lat ：緯度
long,：経度
geo,：測地系
x-acc：測位レベル

顔認識技術がプライバシー侵害につながる危険性

従来対策

目的と手段

・顔面への着色や髪形の変更により人物の顔検出を失敗させる手法

目的：

顔面への特殊パターンの着色や髪形を特殊な形状にする→ 顔認識の前処理である顔検出を失敗させ，人物の同定を防止

人対人のコミュニケーションに支障をきたすことなく，カメラの写りこみによるプライバシー侵害を被撮影者側から防止する方法の確立

・ 顔面を物理的に隠し人物のプライバシーを保護する手法

手段：
ウェアラブルデバイス（プライバシーバイザー）の顔面への装着により，人の視覚に影響を与えず，カメラの撮像デバイスのみに反応するノイズ（近赤外線）を顔面から照射し，顔検出を失敗させる

Wearable Privacy Shellと呼ばれる伸縮可能なShell状素材で覆う→ ユーザのプライバシーを物理的に保護

物理空間における人対人のコミュニケーションに支障をきたす

ノイズ光源をどのように配置すれば未検出となるか？

ノイズ光源の配置

プライバシーバイザー
プライバシーバイザーの仕様

代表的な顔検出法(Viola-Jones法)を解析- Haar-like 特徴による特徴抽出- 教師あり学習による判別器構成- マルチスケール検出アルゴリズム
学習後の判別器構成（Haar-like特徴）を解析
Haar-like特徴の例→ 顔面上の違和感少なく，特徴抽出を失敗させる箇所にノイズ光源を配置
青い部分: 暗い箇所 赤い部分：:明るい箇所

配置の特定
・ 学習後の Haar-like 特徴の重合せ
赤い矩形内の数値：+1
青い矩形内の数値：-1
として，検出領域上に足し合わせ→ 明るくすることで，特徴を破壊→ 暗くすることで，特徴を破壊

ゴーグル
電源
近赤外LED

近赤外LED

個数： 11個，ピーク波長：870 nm,放射強度：600mW/sr, 放射角：±１5°定格電流：1A, 定格消費電力：2.1W

ゴーグル

フレーム材料：プラスティック,
レンズ：ポリカーボネート,

電源

プライバシーバイザーの概観

リチウムイオン電池(3.7V×3),
2000 mA/h

市販ゴーグルに11個の近赤外LEDを取付け
顔検出を不能にするノイズ光源の配置に基く目の周辺 8個 (瞼両側：6個，瞳両側：2個）

解析結果

最内側2個：0 °, その内側2個：20°, 外側2個：30°

・赤領域：鼻の周囲・青領域：目の周辺および鼻筋

検出領域

鼻筋周辺 3個 (鼻両側：2個，眉間：1個）

プライバシーバイザーの装着イメージ

顔面上の違和感少なく，撮影時の顔検出を失敗させる

青領域（目の周辺および鼻筋周辺）にノイズ光源配置

評価実験
評価方法：

(ⅰ)プライバシーバイザー非装着の場合

被写体の条件(ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)

・ 評価者：10人
・ 撮影距離： 1 – 22 m
・ 撮影角度： 0°, 10°, 20°
・ 10人の評価者の検出人数の分布図より評価

プライバシーバイザー非装着
プライバシーバイザー装着(ノイズ無し）
プライバシーバイザー装着(ノイズ有り）

検知人数
9, 10人
7, 8人
5, 6人
3, 4人
1, 2人
0人

OpenCVによる顔検出：・ 全ての強判別器を通過した検出
M≧２：検出領域は“顔候補”となる・“顔候補”が含まれると判定された領域内に，その他の“顔候補”が含まれると判定された（近接するサイズの）検出領域の数M（個）がM≧2 →当該領域に顔があると判定し検出
M＜2 →当該領域に顔がないと判定し非検出

距離(ⅱ)プライバシーバイザー装着(ノイズ無し）の場合

M<2：非検出国立情報学研究所 連絡先：〒101-8430
National Institute of Infomation

角度(ⅲ)プライバシーバイザー装着(ノイズ有り）の場合全ての距離，角度において非検出

提案手法：顔検出によるプライバシー侵害を効果的に防止可能

東京都千代田区一ツ橋2-1-2
国立情報学研究所 コンテンツ科学研究系 越前研究室

TEL : 03-4212-2516 FAX : 03-3556-1916
Email : iechizen@nii.ac.jp

Privacy Visor: wearable device for preventing privacy
invasion through face recognition from camera images
Isao Echizen
Digital Content and Media Sciences Research Division, National Institute of Informatics

BackgroundSpread of cell phones with digital camera andAdvances in SNS and image search technology
had created invasion of privacy problems

Image search engine Share on SNSs
Identify someone by (e.g., Google images)
facial recognition

Increasing public self-disclosures through online social networks:
・Faces of Facebook: Privacy in the Age of Augmented Reality （BlackHat USA, Aug. 4, 2011）

Object
Unintentional
capture

Input
image

・Germany: Facebook must destroy facial recognition database （Artstechnica.com, Aug. 16, 2012）

Location
informationtransmissionlat, lon, geo, x-acc:

Invasion of privacy byunintentional capture of images of one’s facePrevious methods

Purpose and means

・Change coloring of face and hairstyle to prevent detection

Purpose:of human face・Physically hide face by wearing, for example,
a Wearable Privacy Shell

Establish a method that prevents identification of a person withoutcausing discomfort.

Means:

Equip person with a unit transmitting near-infrared rays as a noiselight source, which makes the face in captured images undetectable.

Near-infrared(www.toxel.com/tech/2011/08/20/
wearable-privacy-shells/)(venturebeat.com/2010/07/02/facialrecognition-camouflage/)

Hinder face-to-face communication

Glasses, Goggles

How should light source noise be arranged?

Privacy visor

Arrangement of light source noise

Specifications of privacy visor

Use of Viola-Jones Face Detector-Feature extraction with Haar-like features-Classification using boosting-Multi-scale detection algorithm

Goggles
PowerIR LEDs

Number： 11; Peak wavelength： 870
nm, Radiation intensity：600mW/sr;
Radiation angle： 15°, Rated current 1A;
Rated power consumption： 2.1W

Analyze effect of arrangement on extraction
Frame material: Plastic
Haar-like features
Goggles
Lens material: Polycarbonate
of Haar-like features of boosted classifiers
IR LED
Specification of arrangement Blue area: dark features Red area: bright features
Three lithium-ion batteries (12 V)
PowerOverview of privacy visor
 made bright, so made dark, so-Use of Haar-like features of features are obscured
features are obscured
Eleven near-infrared LEDs were implemented in commercial
boosted classifiers
goggles-Calculate sum over the detection area
・Around the eyes
+1: value ​in red rectangle
6 placed on both sides of eyelids;-1: value in blue rectangle
2 placed on both sides of pupils(30°: inside two; 20°: outside two;
Analysis result
0°: innermost two)
- Red area: Nose・Around the nose
- Blue area: Around eyes and around nose
2 placed on both sides of nose;
Effect of wearing privacy visor
Arrangement of light source noise:
1 placed between eyebrows.
Detection area

Prevents face detection with almost no facial discomfort

Around the eyes and around the nose

Evaluation experiment(i) Non-mounted privacy visor

Method：Angle

・ Evaluators：10
・Distance ： 1 – 22 m
・Angle： 0°, 10°, 20°
・Number of people detected:
0 – 10 people

Number ofpeople detectedM ≥ 2： Face detect M < 2： Face not detect

Detect face using Open CV algorithm:

9,10
7,85,63,41,200°

Distance(ii) Mounted privacy visor without noise・Detection areas which pass all the strong classifier become candidate(iii) Mounted privacy visor with noiseof a face
Faces at all distances and・In the area determined as the candidate of a face being contained,
angles could not be
detection area (different sizes) M determined as the candidate
detected
0°of other faces being contained is shown as below
M ≥ 2： Determined that there is a face → Face is detected
M < 2 : Determined that there is no face → Face is not detected
Privacy visor Effectively prevents invasion of privacy
Contact: Isao Echizen – Associate Professor of Digital Content and Media Sciences Research Division
TEL: +81-3-4212-2516

FAX: +81-3-4212-2120

Email: iechizen@nii.ac.jp

0°