發(fā)布時間：2017-12-10 22:01

  本文關(guān)鍵詞：基于圖像風格變換的邊信息隱寫技術(shù)研究

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【摘要】：隱寫術(shù)是信息隱藏研究領(lǐng)域中的重要分支,研究如何利用公開媒體在公開信道上實現(xiàn)秘密信息的隱蔽通信是隱寫術(shù)的主要應(yīng)用場景之一。隱寫術(shù)不僅在軍事、情報、國家安全等方面具有重要意義,與個人隱私保護也密切相關(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技術(shù)具有極為重要的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。當前隱寫術(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,但是這種隱寫術(shù)只追求與未處理過的自然圖像不可區(qū)分,而現(xiàn)實情況是:在社交平臺上分享各類處理后的圖像已成為常態(tài)。流行于社交平臺的常用圖像處理方法為隱寫載體提供了充分的邊信息,如何依據(jù)當前的圖像處理操作及參數(shù)數(shù)據(jù),整合來自各方面的邊信息,把個人的隱秘通信行為隱藏于海量的社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中而不被偵測到,進而把隱寫從實驗室環(huán)境推向主流社交媒體平臺,將成為未來的隱寫發(fā)展趨勢。目前針對圖像處理的邊信息隱寫術(shù)的研究還局限于對簡單的圖像處理(如尺度縮放、JPEG壓縮等)產(chǎn)生的量化誤差影響的研究,同時,圖像風格變換是當下流行的圖像處理方式之一,因此針對不同類型和程度的風格變換的圖像,改進經(jīng)典的自適應(yīng)隱寫算法具有十分重要的意義。本文首先回顧了隱寫術(shù)的相關(guān)概念、以及數(shù)字圖像隱寫術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,然后把圖像風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討論了兩種場景下的隱寫邊信息,并對每種場景提出針對性的邊信息隱寫方法。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)微擾的邊信息隱寫針對圖像微小變化的情況,以變換參數(shù)的微擾為邊信息,提出并推導了基于圖像變換參數(shù)微擾的邊信息隱寫模型,針對圖像處理中的灰度線性變換和gamma變換,采用S-UNIWARD和WOW隱寫算法,詳細探討了參數(shù)擾動對于隱寫及隱寫分析的影響。經(jīng)過參數(shù)擾動的圖像變換,能使載體載密圖像在特征空間上的分布更加隨機均勻,驗證了理論模型中能把隱寫帶來的圖像噪聲隱藏在了因參數(shù)微擾而帶來的圖像像素波動中,引入了圖像集的失配因素,提高了隱寫分析者的檢測難度,提高隱寫算法安全性能。通過實驗結(jié)果驗證了與傳統(tǒng)隱寫算法比較,該模型下的隱寫算法在對抗隱寫分析時,能有效提高隱寫分析者的檢錯率,而且在一定范圍內(nèi),隱寫分析者的檢錯率將隨著波動參數(shù)的增大而增大。2.基于風格遷移像素波動的邊信息隱寫針對圖像劇烈變化的情況,以變換前后像素值的波動為邊信息,提出了基于像素波動的邊信息隱寫模型,針對基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風格遷移變換,采用S-UNIWARD隱寫算法,設(shè)計基于像素值變化的邊信息,定義像素值變化的度量函數(shù)捕捉像素的波動程度,根據(jù)載體對圖像處理過程的敏感程度調(diào)整定義隱寫失真,調(diào)節(jié)其隱寫嵌入修改概率,改進原有的隱寫算法。實驗表明,通過風格遷移變換可以大幅度提高隱寫載體圖像集的隱寫適用性,在隱寫算法中考慮像素值波動的邊信息,調(diào)整像素的基礎(chǔ)失真,通過實驗結(jié)果驗證了在保持隱寫分析者的虛警率的同時,能夠有效提高隱寫分析者檢測的漏檢率,從而提高了隱寫算法的安全性能。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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