抗深度取证的多粒度融合图像修复网络

数字图像的真伪判别是图像安全领域中的基础问题,因数字媒体极易被攻击篡改,针对图像的取证技术得到了广泛的研究.另一方面,对图像篡改反取证技术的研究,不仅追求更逼真的图像篡改操作,也从相反的方向促进了取证技术的发展.图像修复作为基础的图像篡改操作,一直是国内外学者的研究热点.针对被修复篡改后的图像会被深度取证网络取证的问题,提出了一种抗深度取证的多粒度融合图像修复(multi-granularity fusion-based image inpainting network resistant to deep forensics,MGFR)网络.MGFR网络包括编解码器、多粒度生成模块以及多粒度注意力模块.首先,输入的破损图像被编码器编码成深度特征,深度特征通过多粒度生成模块生成3个不同粒度中间特征;然后,采用多粒度注意力模块来计算不同粒度中间特征之间的相关性并将其融合;最后,融合特征通过解码器生成输出结果.另外,所提出的MGFR网络被重建损失、模式噪声损失、深度取证损失以及对抗损失联合监督.研究结果显示,所提出的MGFR网络在拥有较好的修复性能的同时能成功规避深度取证网络的取证.     

基于离散优化的图像修复

提出一种基于离散优化的图像修复方法.通过EM算法最小化一个离散全局的能量函数,E步和M步分别采用最佳接缝方法和一致性搜索,并且E步结合了图像块合成和一致性纠正.与贪婪合成和基于偏微分方程方法相比,该方法能够较好地保证修复结果的全局一致,可避免图像模糊.     

参数化二叉树编码实现加密图像可逆数据隐藏

为了提高数据嵌入容量，提出了一种基于参数化二叉树编码的加密图像可逆数据隐藏新方法。该方法的系统由图像所有者、数据嵌入者和授权接收者三方组成，其中，图像所有者采用特殊的图像块随机调制和置乱对原始图像加密并上传；由于加密操作很好地保留了图像块的像素相关性，数据嵌入者可在加密域充分利用图像块相关性，通过自适应选择参考像素来预测同一图像块的其余像素得到预测差值，再使用参数化二叉树编码进行无损压缩生成嵌入空间，实现大容量数据嵌入；授权接收者可正确提取嵌入数据或无失真恢复原图像。仿真实验结果表明：所提方法提高了嵌入容量，且可用于医学、云服务、军事等众多领域。     

参数化二叉树编码实现加密图像可逆数据隐藏

为了提高数据嵌入容量,提出了一种基于参数化二叉树编码的加密图像可逆数据隐藏新方法。该方法的系统由图像所有者、数据嵌入者和授权接收者三方组成,其中,图像所有者采用特殊的图像块随机调制和置乱对原始图像加密并上传;由于加密操作很好地保留了图像块的像素相关性,数据嵌入者可在加密域充分利用图像块相关性,通过自适应选择参考像素来预测同一图像块的其余像素得到预测差值,再使用参数化二叉树编码进行无损压缩生成嵌入空间,实现大容量数据嵌入;授权接收者可正确提取嵌入数据或无失真恢复原图像。仿真实验结果表明：所提方法提高了嵌入容量,且可用于医学、云服务、军事等众多领域。     

信息隐藏研究展望

网络信息有3类,分别用于描述客观世界、记录人类行为、描述虚拟世界。现有信息隐藏技术大多以第1类信息为载体,以轻微修改载体数据的方式进行隐蔽通信,并保证感知逼真与统计逼真。该文在总结载体修改式信息隐藏的基础上,重点探讨以后两类信息为伪装的非载体修改式的新型信息隐藏方法,介绍了适合于特定载体类型的半构造式信息隐藏、完全构造式信息隐藏及行为信息隐藏的基本形式与代表性方法。信息隐藏的形态在新的网络环境下将不断发展变化,各种信息媒介均可作为秘密信息的伪装,因此努力开展新型信息隐藏研究将大大有助于占据新时期信息战的主动地位。     

基于构造纹理图像的数字隐写

提出一种通过构造纹理图像来隐藏信息的新型隐写方法。隐写者首先构建一个包含多种不同特征的单元库,用来表征二进制数据与图形单元之间的映射关系;根据秘密信息从单元库中选取图形,并确定图形在白纸上的摆放位置,绘制一幅含有隐写单元的图像;随后在其中添加背景元素,并通过可逆形变操作来生成一幅具有复杂纹理结构的含密图像。接收端在提取信息时,根据密钥对含密图像进行逆操作,去除背景图形后使用匹配滤波器识别源图像中的图形,通过分析其摆放位置和图形特征来提取秘密数据。实验结果表明,该方法生成的含密图像具有良好的视觉效果,使秘密数据得到了很好的隐蔽,而且通过调整参数还可以隐藏任意数量的秘密信息。     

保持纹理细节的自适应非局部均值图像降噪

主邻域字典(principal neighborhood dictionaries, PND)非局部均值(nonlocal means, NLM)是一种基于主成分分析(principal component analysis , PCA)的有效图像降噪方法, 但因其未能充分利用图像的内容结构信息, 对纹理细节较多区域的降噪效果较差. 改进PND 方法, 实现基于PCA 的自适应非局部均值降噪. 根据图像局部内容调整滤波参数h, 得到动态变化的像素间相似权值. 实验结果表明, 该方法能更好地保留图像纹理和边缘信息, 降噪效果优于非自适应的PND 方法.     

按需发送的加密图像中的可逆信息隐藏

提出了一种新的加密图像中的可逆信息隐藏算法. 发送方对图像进行下采样并计算残差,得到子图像和残差两部分数据,再使用加密密钥对两部分数据分别进行加密后发送给服务器端. 服务器端对残差部分的加密数据进行算术编码,产生冗余空间并使用嵌入密钥隐藏额外数据. 接收端根据持有密钥的情况,从服务器端获取不同的数据版本. 与以往方法相比,所提出的按需传输数据的新机制可有效减少服务器传送的数据量,且在图像可无损恢复的前提下大大提高了数据嵌入率.     

基于安全水印的三方交易系统

针对电子商务中三方交易存在的问题,提出基于安全水印的三方交易系统.在买卖方水印协议中加入第3方,卖方将所拥有的图像委托给服务器,让服务器与买方进行交易.首先依靠同态加密和扩频,在卖方的原始图像中嵌入服务器的水印,并将含水印的图像发送给服务器.服务器接收到图像后,先通过扩频抖动调制嵌入用于追踪非法传播时锁定可疑买方的定位水印,然后与买方执行基于同态加密的买卖方水印协议.在电子商务平台三方交易中,基于安全水印的三方交易系统不仅可保证服务器和买方不被陷害,而且可追踪非法传播的买方或服务器,为大用户群提供安全交易方案.