Kategoria: Tiede

Digitaalisten vesileimojen teknologiaa tutkivat Oulun yliopistossa  tohtorikoulutettava Anu Pramila, tekniikan tohtori Anja Keskinarkaus sekä  professori Tapio Seppänen. Tutkimusryhmä on julkaissut aiheesta tuoreen artikkelin, joka muodostaa osan Pramilan väitöskirjasta. Artikkelia oli tekemässä myös konenäön tutkimusryhmän tohtorikoulutettava Valtteri Takala.

Mutta mikä tarkalleen ottaen on vesileima? Sellaisia on saattanut nähdä valokuvissa ja kuulla musiikin keskellä joitakin vuosia sitten. Aiemmin vesileimoja on käytetty etenkin turvallisuuden takaamiseen, mutta nykyään niillä on myös muita sovelluksia, kuten hyödyllisen informaation jakaminen. Vesileimat ovat silmin ja korvin havaitsemattomia piilotietoja datassa. Se ei silti tarkoita, etteikö niitä ole olemassa.

”Esimerkiksi kuvakatalogiin voi olla piilotettuna informaatiota vesileiman avulla. Vesileima voi johdattaa vaikka verkkosivulle tai kertoa muuta tietoa tuotteesta”, Tapio Seppänen avaa.

Artikkelissa nelikko tutkii digitaalisten vesileimojen havaitsemista tulostetusta kuvasta. Vesileimoja määrittelee yleensä kolme asiaa: kestävyys, aistein havaitsemattomuus ja kapasiteetti. Pramila, Keskinarkaus, Takala ja Seppänen keskittyvät omassa tutkimuksessaan vesileiman kestävyyteen ja etenkin print-cam –menetelmän kestävyyteen. Ongelmana vesileimojen havaitsemisessa on usein liian epätarkka kuva, joka on otettu vielä huonosta kuvakulmasta. Tutkimus kohdistuukin siihen, millä tavoin epätarkasta kuvasta on mahdollista muodostaa laskennallisin keinoin tarpeeksi tarkka kuva niin, että kuvasta pystyy havaitsemaan siihen piilotetun vesileiman.

Vesileiman havaitsemisen apuna he käyttävät tavallista kameraa, jolla otetaan valokuvia tulostetusta kuvasta eri kuvakulmista sekä eri resoluutioita hyödyntämällä.  Tätä menetelmää kutsutaan print-cam –menetelmäksi. Tutkimusryhmän kehittämässä uudessa menetelmässä digitaalisella kameralla otetaan automaattisesti sarja eri etäisyyksille tarkennettuja kuvia, joista tietokoneohjelma muodostaa uuden kuvan kokoamalla tarkkoja kohtia yhteen. Vesileima saadaan sen jälkeen poimittua tarkasta kuvasta paremmalla luotettavuudella kuin alkuperäisistä kuvista. Menetelmä mahdollistaa tulosteiden kuvaamisen vapaalla kädellä ilman tarkkaa kameran kohdistamista ja tarkentamista. Vesileimoja pystyy poimimaan vaikkapa seinälle ripustetusta posterista ilman, että tähdätään tarkasti kohdetta kohtisuorassa asennossa. Myös kuvakatalogien kuvaaminen vapaalla kädellä ilman tarkkaa kameran asennon asettelua on mahdollista.

Artikkelin mukaan tutkijat ottivat kuvan, johon laittoivat näkymättömän vesileiman, tulostivat sen paperille ja siitä tuli noin 6×6 sentin kokoinen kuva. Kuva laitettiin seinälle, ja testaaminen aloitettiin niin, että kameralla kuvattiin aluksi kohtisuoraan valokuvaa, josta he muuttivat pikkuhiljaa kuvakulmaa aina 70 asteeseen saakka. Myös kuvan resoluutiota suurennettiin vähitellen. Tutkijoita ei yllättänyt, että vesileima on kestävämpi mitä vahvemmin sen upottaa painotuotteeseen.

”Jos ajatellaan, että kuva on seinällä ja siitä ottavat kuvan 150 senttinen ja  kaksimetrinen koripalloilija, kuvakulmat ovat täysin erit, mutta tällä menetelmällä sillä ei ole merkitystä, mistä kuvakulmasta kuvan ottaa. Vesileima on silti kuvasta havaittavissa kehitetyllä algoritmilla”, Pramila toteaa.

Pramila, Keskinarkaus ja Seppänen eivät näe syytä, miksei jokin yritys voisi ottaa jo tässä vaiheessa menetelmää käyttöön, ja helpottaa vesileiman havaitsemista.

”Tai miksei joku suunnittelisi kännykkään sovellusta, joka havaitsee vesileimat kuvatuista kohteista”, Seppänen pohtii.

Pramila, Keskinarkaus ja Seppänen ovat työstäneet jo jatkotutkimusta, joka lähtee tämän vuoden puolella vertaisarvioitavaksi. Työn sarkaa digitaalisten vesileimojen kanssa riittää varmasti vielä tulevaisuudessa.

Tutkimuksen julkaisi: Multimedia tools and applications.

Mitä tutkit väitöskirjassasi, aate- ja oppihistorian oppiaineen tohtorikoulutettava Katariina Parhi?

Tutkin psykopatiadiagnoosin historiaa Suomessa. Olen saanut tutkittavakseni potilastietoja sairaaloiden omista arkistoista. Nykykielellä puhuttaisiin persoonallisuushäiriöiden historiasta mutta oman tutkimukseni aineisto ulottuu noin vuodesta 1900 vuoteen 1968, ja tuohon aikaan psykiatrian alalla psykopatia-termin käyttö oli diagnooseissa yleistä. Psykopatiadiagnoosin saattoi saada epämääräisesti oirehtiva henkilö, jota pidettiin sairasmielisenä tai epänormaalina. Saatettiin ajatella myös, että psykopatia on synnynnäistä ja periytyvää. Mielenkiintoista on, kuinka virallisessa käytössä unohdettu diagnoosi on ollut niin kovin yleinen menneinä aikoina. Lääketieteellisessä käytössä psykopatialla on ollut tyystin erilainen merkitys, kuin mitä nykypopulaarikulttuuriin pesiytynyt psykopaatin kuva antaisi ymmärtää.

Miten päädyit tutkimaan tätä aihetta?

Kun päätös jatko-opiskelijaksi ryhtymisestä oli selkeytynyt, sain vihiä tästä aiheesta Oulun yliopiston aate- ja oppihistorian professori Petteri Pietikäiseltä. Hän on tutkinut hulluuden historiaa. Aiheen kiehtovuutta minulle lisää se, että tässä ollaan jatkuvasti määrittelemässä uudelleen ja pohtimassa sitä, mikä kulloinkin on ollut normaalia ja mikä puolestaan ei. Tietysti ajattelin myös, että juuri nämä ihmiskohtalot ovat arvokkaita ja tästä pitää siksi kertoa. Tieteellistä tutkimusta varten minun on täytynyt erikseen anoa lupaa päästä käsiksi arkistoituihin potilaskertomuksiin. Potilastietoja suojaa henkilötietolaki, joten hienovaraisuutta täytyy noudattaa.

Olet mukana aate- ja oppihistorian oppiaineen Men Soc -hankkeessa, jossa olet tutkinut muun muassa epäsosiaalista persoonallisuutta ja lasten itsemurhia. Eivätkö nämä aiheet käy raskaaksi?

Onhan se raskasta, on tullut huomattua se käytännössä. Kärsimys on keskeistä tässä tutkimuksessa. Lyhyesti sanottuna vaikkapa psykopatia on sitä, että joku kärsii. Jos ei yksilö itse, niin ihmiset siinä ympärillä. Yksittäiset ihmiskohtalot ovat kurjia, on rikollisuutta, väkivaltaa ja huono-osaisuutta. Mielestäni olen hyvin ajanut itseni sisään näihin raskaisiin aiheisiin, harvoin enää tulee vastaan mitään yllättävää. Silti toisinaan jotkut tarinat jäävät elämään omaa elämäänsä mielessäni. On pitänyt opetella keinoja tehdä tutkimusta siten, että samalla kehittyy oma kyky suhtautua ikäviin aiheisiin ja löytää purkukanavat mielipahalle.

Miten se tapahtuu?

Tutkimus haastaa tutkijan ja niin sen pitääkin olla. Paljon on tullut peilattua normaalin ja epänormaalin rajanvetoa omista lähtökohdista. Voisi sanoa, että elämä ei näytä enää niin mustavalkoiselta, niitä kuuluisia harmaan sävyjä erottuu entistä enemmän. Tahdon uskoa pragmaattiseen hyvään, sellaiseen toimintaan, jossa otetaan muut ihmiset ja ympäristö huomioon. Väitöskirjan puurtamisen toisella puolella on elämä, jossa saan olla riittävän hyvä sellaisena kuin olen.