梅森旋转算法影响下的舰船传输网络数据隐写技术研究

为克服传统网络数据隐写技术解码率过高的问题,在梅森旋转算法框架下提出基于LSB技术的舰船传输网络数据隐写技术研究。分析了梅森旋转算下数据隐写技术的实现原理,并基于LSB构建图像像素的多比特二进制结构;利用密钥建立比特流与图像像素字节之间的对应关系,将密文嵌入载体图像中;在图像的解码过程中将隐藏于载体中的密文消息转换为二进制值嵌入比特序列,实现舰船网络数据传输的解码。仿真数据表明,提出的隐写技术在多嵌入率条件下的峰值信噪比更稳定,载密图像的解码率更低。     

基于GAN的视频隐写算法

视频隐写术是一种将视频作为嵌入载体实现隐蔽通信的技术。为了解决视频隐写算法中最优修改概率矩阵生成困难的问题,提高信息传输的隐蔽性,提出了一种基于生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)的视频隐写算法,该算法包含两种生成对抗网络,分别生成原始载体与修改概率矩阵,前者能够生成视频的静态后景、动态前景与掩模;后者将前景作为隐写生成器的输入,以提高修改概率矩阵的内容自适应性,并利用Tanh-simulator函数拟合最优嵌入函数,促进梯度的反向传播,基于三维卷积网络的隐写分析器作为隐写判别器,它与隐写生成器进行博弈训练以提高载密样本的抗检测性。实验结果表明,视频生成模块不仅能生成逼真的视频,且前景能够代表视频中的时空特征信息,本算法与经典的S-UNIWARD算法相比,在0.05、0.1、0.3 bpc(bit per channel)的嵌入率下,抵抗彩色隐写分析器SCRM检测的能力提高了0.65%～3.26%。     

基于运动矢量的视频隐写算法

视频信息隐藏是一种将秘密信息嵌入到视频中实现隐蔽传输的技术.基于运动矢量(motion vector,MV)的视频隐写造成的运动矢量特性异常容易被隐写分析所检测,隐蔽通信的安全性降低.为了保持运动矢量相邻相关性和局部最优性,提出了一种基于运动矢量的视频隐写算法能够降低对运动矢量特性的破坏.首先,实验验证已有基于运动矢量的视频隐写算法对运动矢量不同分量的影响存在差异.然后,引入归一化互信息(normalized mutual information,NMI)衡量运动分量的相邻相关性,根据载体选择策略选择相邻相关性小的分量作为嵌入载体.最后,定义宏块纹理复杂度作为载体修改的失真代价,利用校验格编码(syndrome-trellis code,STC)对载体进行信息嵌入.实验结果表明,隐写视频的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity,SSIM)降低不超过0.4％,一般低于0.25％;比特率增加0.29％ ～2.35％;算法被相关异常特征检测的错误率较高,具有更均衡的安全性.可见,算法各项性能指标表现良好,具有较好的抗隐写分析能力,隐写视频不可感知性较好.     

基于二维Baker映射的隐写算法设计

为了提高隐写算法的性能,通过对混沌映射原理进行深入的研究和分析,提出了一种基于二维Baker映射的隐写算法设计方案.对二维Baker映射的主要特点和映射变换过程进行了系统的研究,给出了基于二维Baker映射隐写算法的设计原理和实现过程,分别描述了信息隐写和提取的流程,最后进行了仿真与测试,选取标准图片库与三种传统的隐写算法进行了对比测试,结果表明对隐写容量和抗检测能力都达到较高的性能指标.     

基于马尔科夫链的隐写算法设计

针对LSB隐写算法在进行信息隐写过程中,因为被检测的问题深入研究了隐写算法的图像块间关系,以及图像块内的像素点之间关系,提出了一种基于马尔可夫链的图像隐写算法.给出了该算法的设计原理和详细实现过程,计算了图像块细处的马尔可夫转移概率,通过实验分析测试表明笔者所设计的隐写算法,在保证足够的隐写容量前提下,其PSNR值也具备较高的数值,这表明笔者提出的隐写算法在图像隐写能力上,具有较强的图像隐写能力.     

基于奇异值修改的视频隐写算法

针对现有大部分隐写算法基于理想模型作为研究基础,而未考虑现实复杂网络环境对隐写载体传递产生影响的问题,提出一种基于奇异值修改的视频隐写算法。先对载体帧进行分块,然后取出每块中的最大奇异值,并根据秘密信息从而滑动最大奇异值的后几位。实验结果表明,算法具有较好的视觉不可见性,以及较大的嵌入容量,并对视频载体的比特率影响较小,在模拟网络环境中噪声、滤波攻击后位错率值也较小。算法具有较高的实用价值。     

考虑载体误差的图像高效隐写算法

针对图像隐写容量小及抗检测性能差的问题,提出一种考虑载体误差向量的高效隐写算法.首先,通过图像压缩处理,获取载体图像的压缩参考值,与原始图像进行差值处理,获取载体误差向量;然后,通过空域滤波实现隐写图像基数矩阵的参数优化,比较给出隐写图像像素点集,并通过混合编码实现隐写信息的有条件载入.仿真结果表明,与传统方法相比,该方法明显提升了隐写容量,降低了隐写畸变效应,并提升了隐写的安全性能.     

基于SVM的通用隐写检测算法设计与实现

通用隐写检测是隐写分析技术研究的重点。针对加性噪声隐写模型,以BMP图像为研究对象,进行通用隐写检测算法研究与设计,在此基础上,给出了算法设计与实现的流程和其性能的有效性验证。实验结果表明该算法具有较好的检测精度、较低的虚惊率和漏警率。     

基于差分直方图统计特性的MIDI音频隐写分析

为了保障网络信息安全,提出了一种以MIDI音频作为载体的LSB信息隐藏算法的专用隐写分析方法,通过提取MIDI音频中的力度分量,考察相邻力度值之间的差分值分布,根据差分直方图统计特性,对嵌入容量进行估计.通过理论推导,在MIDI音频中密写信息会改变力度值统计特性.实验表明,当嵌入容量超过10%时,基于差分直方图统计特性的MIDI音频隐写分析方法可以100%检测出带有密写信息的MIDI音频.     

一种新型的基于图像哈希的无载体隐写方案

提出了一种新型的基于载体选择的无载体隐写方案.发送端以迭代量化哈希为基础建立秘密信息与载体图像的联系,并根据此联系从图像库中选择合适的载体进行秘密信息传输,接收端根据事先约定好的规则,使用图像哈希技术从图像中提取出秘密信息.实验证明此方案在安全性方面优于传统的基于信息嵌入的隐写方案,且在鲁棒性与隐写容量方面略优于其他的无载体隐写方案.      

基于图像块间像素特征的隐写算法设计与实现

针对图像块间像素之间的关系,设计了一种图像理解算法.通过分析图像块间像素的特征,将传统的基于最低像素点信息隐写的算法进行改进,并分别分析了相邻两个像素点之间的图像关系和图像块之间的像素点的关系,设计了一种大容量的图像隐写算法.详细描述了算法的设计过程和实现方法,并给出了像素中主要参数的计算方法.通过实验和分析表明,该文设计的隐写算法,嵌入隐写信息后视角效果变化不明显.与经典的LSB算法和基于相邻两个像素差值的隐写算法对比,其PSNR均值都要更高,表明该文的隐写算法性能更好.     

HCGAN:一种基于GAN的高容量信息隐藏算法

针对现有信息隐藏算法存在隐写容量低、信息提取困难以及安全性差等问题,本文提出了一种基于生成对抗网络的高容量信息隐藏算法（High Capacity Information Hiding Algorithm Based on GAN,HCGAN）.在秘密信息嵌入方面,使用基于Im-Residual结构的编码器将秘密信息嵌入载体图像中,避免了秘密信息嵌入时由卷积层提取特征导致的信息损失.在秘密信息提取方面,使用基于稠密结构的解码器从含秘图像中提取出秘密信息,利用特征复用来增加秘密信息的提取率.在抗隐写分析方面,利用基于隐写分析的鉴别器与基于Im-Residual结构的编码器进行对抗训练,以提高含秘图像的抗隐写分析能力.实验表明,经过对抗训练后,HCGAN在2 bpp嵌入率下比WOW和S-UNIWARD在0.4 bpp嵌入率下具有更低的隐写分析检测率.     

2-Tier:共生抗倾斜可演化部署数据中心网络体系结构

为了解决超大规模数据中心网络中的流量倾斜问题,提出了一种新型数据中心网络体系结构2-Tier.首先,考虑到超大规模数据中心网络存在结构对称性和用户应用数据倾斜性之间的天然矛盾,设计了具有共生抗倾斜能力且可演化部署的2层网络体系结构,并给出其网络模型,上层基于覆盖网络技术实现按需移动式拓扑,下层采用当前数据中心最佳实践的对称式网络拓扑.进而,基于多重图设计了该网络体系结构的数学模型.随后基于可重构底层通信技术给出技术实现方案,并设计了3种可演化部署技术路线.从算法实现角度探讨了2类基于2-Tier架构的流量热区应对方式.理论分析证明2-Tier是有效的,能够降低最大边介数值,提高网络传输容量,改善网络流量倾斜性.仿真实验结果表明,相比于现有可重构架构,2-Tier架构带来26.1%的最大边介数下降,其增链效率提升13%. 2-Tier层间拓扑级问题的进一步研究有望促进更具弹复性新型物理层通信技术的出现.     

基于低复杂度卷积神经网络的星载SAR舰船检测

星载SAR(合成孔径雷达)舰船检测广泛应用于海上救援和国土安全防护等领域.鉴于传统的检测方法仍存在虚警率高等缺点,本文将具有强大表征能力的卷积神经网络(CNN)引入到星载SAR舰船检测中,面向SAR舰船检测的精准快速的需求,提出了基于低复杂度CNN的星载SAR舰船检测算法.算法结合星载SAR图像的特点,利用ROI提取方法实现目标粗提取,得到可疑目标切片及其对应的位置信息;通过构建的低复杂度CNN对所有的可疑目标切片进行精确分类,确定舰船目标,从而实现舰船目标检测.实验测试结果表明:本文提出的算法可以实现精准的星载SAR舰船检测;与传统双参数CFAR目标检测和基于现有深度网络框架(LeNet、GoogLeNet)的检测算法相比,该算法检测性能更好、检测时间更短,可有效降低检测漏检率和虚警率.     

基于数学图论分析的数据相似度权重调整算法

为了提高嵌入式通信网络传输数据的传输质量,提出基于数学图论分析的数据相似度权重调整算法.构建嵌入式通信网络传输数据的模糊信息检测模型,分析数据传输动态模糊特征,采用数学图论分析进行嵌入式通信网络传输数据相似度权重调整过程中的自适应寻优,实现嵌入式通信网络传输数据的优化相似度权重调整.结果表明,在迭代次数分别为100、2...     

基于U型残差编解码网络的带钢缺陷检测算法

工业生产中带钢表面缺陷具有缺陷类型多变、背景杂乱和对比度低等特点，现有的缺陷检测方法无法检测出完整的缺陷对象。针对上述问题，提出一种基于U型残差编解码网络的带钢缺陷检测算法。在编码阶段，算法利用全卷积神经网络提取丰富的多尺度缺陷特征，并结合注意力机制加速模型收敛。在解码阶段，使用所提出的U型残差解码网络恢复编码阶段编码的显著性信息。此外，设计了一个残差细化网络，用以进一步优化粗糙的显著图。实验结果表明，所提出的算法具有较强的鲁棒性。     

基于边界平衡生成对抗网络的生成式隐写

针对基于深度生成模型的载体合成隐写中生成含密图像质量不高的问题,提出了一种基于边界平衡生成对抗网络(boundary equilibrium generative adversarial network,BEGAN)的生成式隐写方法。该方法首先将秘密信息分段并转化为噪声,而后将噪声输入到BEGAN生成器中得到高质量的含密图像;在消息提取阶段,从含密图像输入噪声提取器中恢复出噪声,最后将噪声转化为秘密信息并完成消息提取。首次提出了针对含密图像的质量评价问题。实验结果和分析表明,与基于深卷积生成对抗网络(deep convolution generative adversarial networks,DCGAN)的隐写方法相比,采用基于编码-解码结构的BEGAN模型能够提高含密图像质量,增大输入噪声的长度能够提高隐写容量。     

一种基于余数嵌入的隐写算法

针对最低有效位嵌入数值的方法存在的缺点,设计一种新的数值嵌入方法——基于余数的嵌入法.该嵌入法根据余数映射表将载体数值的余数修改为某一区域内的随机值,同时修改载体数值的商,使得载体值在嵌入信息前后接近.映射表可自由设计,使得嵌入更加灵活和安全.与此同时,鉴于现有隐写算法多在离散余弦变换域隐藏信息、隐藏区域缺乏可变性的缺点,构造出在小波域内使用余数嵌入法的隐写算法.实验证明,当余数映射表的长度不太大时,该隐写算法具有很好的隐蔽性和安全性.     

一种基于循环码的自适应图像隐写方法

在自然图像各部分嵌入相同量的隐秘信息,对载体失真度和安全性的影响各不相同,为使嵌入信息量在载体各部分合理分布,文章将载体分块像素复杂度与隐写编码相结合,利用一簇循环隐写编码在载体各部分的合理运用,提出一种基于循环隐写码的自适应图像隐写算法.算法以载体分块像素复杂度为指导,自适应地选择适合不同分块的循环隐写编码方式嵌入隐秘信息.实验表明,算法在相同嵌入量下相较LSB匹配算法和使用单一隐写编码的算法,失真度更低且载体统计分布的改变更小,在失真度和统计分布改变相近时相较使用单一隐写编码,嵌入容量更大.     

一种抗攻击大容量MIDI隐写方法

提出了一种新的MIDI隐写算法.该算法减小了在嵌入秘密信息时对原始数据的修改量,减小了隐写对原始数据统计特征的改变,增强了抗隐写分析的能力;在MIDI事件的时间和力度参数中同时嵌入秘密信息,并采用了自适应方法决定每个参数可供秘密信息嵌入的比特位置.实验结果表明,该算法对音质的影响几乎可以忽略;实现了较强的抗隐写分析能力;与传统MIDI隐写算法相比,隐写容量也有了明显提高.