成大研發快訊 - 文摘 成大研發快訊 第十六卷 第五期 - 2010年十二月十日 [ http://research.ncku.edu.tw/re/articles/c/20101210/2.html ]
具錯覺繪畫方式與視覺化技術之研究
李同益
國立成功大學電機資訊學院資訊工程學系 [email protected] 國立成功大學 標竿計畫《B0008》自
2007年10月開始，我們開始進行此計畫，"具錯覺繪畫方式與視覺化技術 之研究"。現在是第三年計畫實行至今，已經歷經一半的時間。在上半年間 (2009/11~2010/05/30)，我們有不錯的研究成果，共有七篇傑出的論文發表(2 top-ranking ACM SIGGRAPH Asia conference papers、5 top-ranking ACM/IEEE Transactions papers)。在這篇期中報告中，我們簡潔扼要地介紹本計畫研究的其 中一項研究成果，稱之"浮現影像(emerging images)"[1]。浮現(Emergence)這種 現象是我們無法從零散的部位了解此影像所呈現意義，必須經由整體角度觀察 才能得知，因為分別由各個小區域圖片看起來是毫無意義、複雜並且像是隨機 產生的雜訊(noise)。然而，只要觀察整體時，隱藏於圖片裡的物體會浮現出來，讓人意識到其的存在。此 現象最初是由Gestalt school所推廣，而我們人類感知系統如何察覺有這樣物體存在，確切的過程仍未有較 佳的解釋。此研究目前是極具挑戰性，如果缺乏了解人類如何感知，是不可能或很難的做到自動識別。因 此，本研究我們提出利用浮現(emerging images)影像來當驗證碼(Captcha)，用來區分人類或者是藉由電腦 程式自動化輸入，也就是所謂的機器人(Bot)。常見的驗證碼(Captcha)是以文字為主體，並對文字扭曲(如圖 一)防止機器人(Bot)破解。 圖一：常見以文字為主體的驗證碼(Captcha)技術 圖二：這是一個典型浮現影像的例子。雖然左圖乍看之下，似乎毫無意義，但是我們將注意集中在圖片中 央，我們會發現有一隻大麥町狗的存在。 1 of 3成大研發快訊 - 文摘 圖三：系統流程圖 圖三為我們提出來的自動的演算法：首先給定一個三維幾何場景，計算分析出物體的重要資訊圖。我們方 法的靈感來自於由R.C. James所繪製的大麥町狗此張著名的影像，如圖二所示。此張圖片可能是最有著名 證明浮現影像的影響，一般人要在此張圖片發現狗的存在已經不太容易，對於機器人來說更是難上加難的 事情。我們提出一個自動的演算法，基於浮現影像辨識的原則，利用三維場景包含隱藏的主題，合成出類 似大麥町狗這樣效果的圖片。這個物件是由圖片重要性去改變材質的密度而產生，輪廓的區塊會被擾動會 刪除，這樣一來使得追蹤物件的輪廓變得非常困難。或者，為了增加與場景內容相關的線索，我們可利用 豐富材質貼圖來繪製剩餘的場景，最後，我們使用剪-擾動-貼上(cut-perturb-paste)方法增加亂度，將隱藏的 圖的位置藏起來。另外可在本計畫網址取得更多實驗結果與簡介影片 http://graphics.csie.ncku.edu.tw/EI/ 最後，我們很高興提及這項新穎的技術已經引起許多國際媒體高度關切並報導這項技術，包括(1) MIT Technology Review, 6 January 2010、(2) New Scientist, 03 November 2009、(3) Science et Vie Junior, 29 December 2009、(4) Science Daily, 31 December 2009、(5) Jeruselum Post, 22 January 2010。除此之外，這個 主題的研究開發者之一是我的博士班學生朱宏國，他也將在2010年暑假，邀請去參與雅虎研究中心驗證碼 系統團隊(Yahoo Research USA Captcha team)，研究相關技術。
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參考文獻：
[1] Niloy J. Mitra, Hung-Kuo Chu, Tong-Yee Lee, Lior Wolf, Hezy Yeshurun, Daniel Cohen-Or, “Emerging Images, ”ACM Transaction on Graphics (also in Proceedings of SIGGRAPH Asia 200), Vol. 28, No.5, Article: 163, Dec. 2009.
