いくつかの名門大学とAdobeは、このオープンソースアルゴリズムを使用して、300年以上前の手紙を「透視」しました。

この記事はLeiphone.comから転載したものです。転載する場合は、Leiphone.com公式サイトにアクセスして許可を申請してください。

歴史データは歴史研究に必要な重要な資料であり、将来の世代が歴史的過程の痕跡を理解し、説明し、再構築するのに役立ちます。

数ある歴史資料の中でも手紙は重要な資料の一つです。

現代の封筒が使われるようになる前は、人々は手紙を「レターロック」と呼ばれる複雑な方法で折り、ワックスで封印し、改ざん防止装置を取り付けていました。

この方法は、当時の世界的な通信セキュリティの基礎と考えられていました。

MIT の図書館員 Jana Dambrogio 氏はかつてこのアプローチを紹介しました。

「ロック文字」は何世紀にもわたって使用されており、有名人から一般の人々まで同様に使用されています。この「鍵のかかった手紙」は、バチカンの秘密文書庫で初めて発見され、その歴史は1494年にまで遡る。

ジャナ・ダンブロージオは、ロンドン大学キングス・カレッジの初期近代英語文学の講師であるダニエル・スターザ・スミスおよびUnlocking History研究グループと共同で、ロックされた手紙を研究分野として発展させてきました。

[[386290]]

一般的に言えば、「鍵手紙」方式で保存された手紙の場合、人々は手紙を切り開いて内容を読むことしかできませんが、歴史家にとって、そのような単純で粗雑な方法は間違いなく歴史資料の破壊です。

つい最近、ある技術が歴史家たちのこの問題を解決するのに役立ちました。科学者たちは封印された古代の手紙を、開封したり破壊したりすることなく初めて「読む」ことができたのです。

そうです、科学者は物事を透視する能力を獲得したのです！

初めて実現した「透けて見える」文字

2021年3月2日、ネイチャーの子会社であるネイチャーコミュニケーションズに「X線マイクロトモグラフィーで撮影した封印文書の自動仮想展開により歴史を解明」と題する関連研究成果が掲載されました。

論文の著者は、MIT（図書館、コンピューターサイエンスおよび人工知能研究所）、Adobe Research Center、キングス・カレッジ・ロンドン、ロンドン大学クイーン・メアリー校、ユトレヒト大学、ライデン大学、オランダのラドバウド大学の研究者です。

MITの公式ウェブサイトによると、この画期的な研究は、歴史文書保存家、歴史家、エンジニア、画像専門家、その他の学者による国境を越えた学際的な協力の結果である。

研究チームはルネッサンス時代のヨーロッパの手紙でこの技術を実証し、封印された手紙を開封したり破壊したりすることなく「読む」ことができた。

研究者らは、DB-1627 というラベルの付いた手紙を復元しました。この手紙は 1697 年 7 月 31 日に書かれ、ジャック・セナックという名のフランス人商人によって書かれました。手紙の中で、彼は従兄弟のピエール・ル・ペルスにダニエル・ル・ペルスの死亡通知のコピーを依頼した。

注目すべきは、計算分析を行う前、研究者たちは荷物の表面に書かれた受取人の名前しか知らなかったということだ。

「仮想展開」アルゴリズムがオープンソース化されました

研究チームは自動平坦化アルゴリズムを使用しました。

この論文では、計算による平坦化アルゴリズムが損傷した歴史的文書のX線マイクロトモグラフィーに適用されて成功したが、その対象はまだ1回か2回しか折りたたまれていない巻物、本、文書に限られていると紹介されている。

上記の状況と比較して、研究チームが解決しなければならない問題は、「ロック文字」方式で保存された文字の複雑な折り目と隙間を再構築することです。

研究チームのアイディアは、文字をリバースエンジニアリングすることであり、つまり、文字自体が歴史的な通信セキュリティ手法を研究するための重要なデータセットであるということです。

研究者らは、手紙に改ざん防止ロック機構が組み込まれていることを確認した。この機構は主に、盗聴者による不可逆的な破壊を防ぐもので、受信者はいわゆる「中間者」攻撃を検知できる。研究者らが手紙にセキュリティスコアを割り当てることができたのは、この機構のおかげである。

ただし、特殊な設計のため、手紙は目的の宛先でのみ開封できます。したがって、研究者は開封された手紙に基づいてシステムを設計し、推論を行う必要があります。

具体的には、研究チームは、1680年から1706年にかけて配達されなかった手紙が収められたヨーロッパの郵便局長の箱であるブリエンヌ・コレクションを研究した。箱の中には、開封済みの手紙、断片、その他の文書 2,571 通と未開封の郵便小包 577 通を含む、カタログに載っている品物 3,148 点が入っていた。

下の写真は、チームが主に研究した 4 つのメール パッケージを示しています。

彼らは、高コントラスト時間遅延積分X線マイクロトモグラフィー（XMT）によって生成された高解像度のボリュームスキャンを使用して、文字画像のボリュームスキャンを再構築し、仮想的に展開する完全に自動化された方法である「仮想展開」法を開発しました。

以下に示すように、封筒の折り目の形状に関する事前情報がなくても、この方法では次が生成されます。

1. 折り畳まれた手紙の3D再構成

2. 対応する平面状態の2次元再構成

3. 3D および 2D マッピング

4. 文字の下部の表面

5. 各封筒の折り目パターンの平面画像

プロセスは簡単です:

まず、この手紙をX線マイクロトモグラフィーでスキャンし、3次元シミュレーションを取得しました。

次に、アルゴリズムを使用して文字の各層を識別および区別します。このステップの原理は、インクと文字用紙が異なるコントラストを形成し、文字の内容が表示されるというものです。

このアルゴリズムは現在オープンソースになっています (https://github.com/UnlockingHistory/virtual-unfolding)。

歴史家や文化遺産の保存家にとっては、文字の折り目や隙間さえも貴重な証拠となります。したがって、情報を失うことなく手紙の内容を入手できるようになることは、歴史文書の研究における大きな進歩です。

アルゴリズムを他の分野と統合し、他分野の研究開発を促進することが、この研究の最大の意義であると考えられます。

ライデン大学の共著者であるナディーン・アッカーマン氏は次のように述べている。

私たちが達成できたのは、開けられない手紙を開いたり、読みにくい内容を読み取ったりする以上のことです。真に学際的な研究がいかにして境界を打ち破り、人文科学だけでは解決できない問題を調査できるかを示します。