本文關(guān)鍵詞：基于圖像風(fēng)格變換的邊信息隱寫(xiě)技術(shù)研究

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【摘要】：隱寫(xiě)術(shù)是信息隱藏研究領(lǐng)域中的重要分支,研究如何利用公開(kāi)媒體在公開(kāi)信道上實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱蔽通信是隱寫(xiě)術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一。隱寫(xiě)術(shù)不僅在軍事、情報(bào)、國(guó)家安全等方面具有重要意義,與個(gè)人隱私保護(hù)也密切相關(guān)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,圖像、音頻、視頻等數(shù)字媒體的廣泛傳播,以普通數(shù)字媒體作為通信載體的隱寫(xiě)技術(shù)具有極為重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前隱寫(xiě)術(shù)的主流研究方向是基于最小化失真模型的自適應(yīng)隱寫(xiě),但是這種隱寫(xiě)術(shù)只追求與未處理過(guò)的自然圖像不可區(qū)分,而現(xiàn)實(shí)情況是:在社交平臺(tái)上分享各類(lèi)處理后的圖像已成為常態(tài)。流行于社交平臺(tái)的常用圖像處理方法為隱寫(xiě)載體提供了充分的邊信息,如何依據(jù)當(dāng)前的圖像處理操作及參數(shù)數(shù)據(jù),整合來(lái)自各方面的邊信息,把個(gè)人的隱秘通信行為隱藏于海量的社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中而不被偵測(cè)到,進(jìn)而把隱寫(xiě)從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境推向主流社交媒體平臺(tái),將成為未來(lái)的隱寫(xiě)發(fā)展趨勢(shì)。目前針對(duì)圖像處理的邊信息隱寫(xiě)術(shù)的研究還局限于對(duì)簡(jiǎn)單的圖像處理(如尺度縮放、JPEG壓縮等)產(chǎn)生的量化誤差影響的研究,同時(shí),圖像風(fēng)格變換是當(dāng)下流行的圖像處理方式之一,因此針對(duì)不同類(lèi)型和程度的風(fēng)格變換的圖像,改進(jìn)經(jīng)典的自適應(yīng)隱寫(xiě)算法具有十分重要的意義。本文首先回顧了隱寫(xiě)術(shù)的相關(guān)概念、以及數(shù)字圖像隱寫(xiě)術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,然后把圖像風(fēng)格變換分為微小變化和劇烈變化兩種情況,從行為安全角度展開(kāi)討論了兩種場(chǎng)景下的隱寫(xiě)邊信息,并對(duì)每種場(chǎng)景提出針對(duì)性的邊信息隱寫(xiě)方法。本文的主要研究和創(chuàng)新成果如下:1.基于圖像變換參數(shù)微擾的邊信息隱寫(xiě)針對(duì)圖像微小變化的情況,以變換參數(shù)的微擾為邊信息,提出并推導(dǎo)了基于圖像變換參數(shù)微擾的邊信息隱寫(xiě)模型,針對(duì)圖像處理中的灰度線(xiàn)性變換和gamma變換,采用S-UNIWARD和WOW隱寫(xiě)算法,詳細(xì)探討了參數(shù)擾動(dòng)對(duì)于隱寫(xiě)及隱寫(xiě)分析的影響。經(jīng)過(guò)參數(shù)擾動(dòng)的圖像變換,能使載體載密圖像在特征空間上的分布更加隨機(jī)均勻,驗(yàn)證了理論模型中能把隱寫(xiě)帶來(lái)的圖像噪聲隱藏在了因參數(shù)微擾而帶來(lái)的圖像像素波動(dòng)中,引入了圖像集的失配因素,提高了隱寫(xiě)分析者的檢測(cè)難度,提高隱寫(xiě)算法安全性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了與傳統(tǒng)隱寫(xiě)算法比較,該模型下的隱寫(xiě)算法在對(duì)抗隱寫(xiě)分析時(shí),能有效提高隱寫(xiě)分析者的檢錯(cuò)率,而且在一定范圍內(nèi),隱寫(xiě)分析者的檢錯(cuò)率將隨著波動(dòng)參數(shù)的增大而增大。2.基于風(fēng)格遷移像素波動(dòng)的邊信息隱寫(xiě)針對(duì)圖像劇烈變化的情況,以變換前后像素值的波動(dòng)為邊信息,提出了基于像素波動(dòng)的邊信息隱寫(xiě)模型,針對(duì)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)格遷移變換,采用S-UNIWARD隱寫(xiě)算法,設(shè)計(jì)基于像素值變化的邊信息,定義像素值變化的度量函數(shù)捕捉像素的波動(dòng)程度,根據(jù)載體對(duì)圖像處理過(guò)程的敏感程度調(diào)整定義隱寫(xiě)失真,調(diào)節(jié)其隱寫(xiě)嵌入修改概率,改進(jìn)原有的隱寫(xiě)算法。實(shí)驗(yàn)表明,通過(guò)風(fēng)格遷移變換可以大幅度提高隱寫(xiě)載體圖像集的隱寫(xiě)適用性,在隱寫(xiě)算法中考慮像素值波動(dòng)的邊信息,調(diào)整像素的基礎(chǔ)失真,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了在保持隱寫(xiě)分析者的虛警率的同時(shí),能夠有效提高隱寫(xiě)分析者檢測(cè)的漏檢率,從而提高了隱寫(xiě)算法的安全性能。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41

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