基于圖像風(fēng)格變換的邊信息隱寫技術(shù)研究.pdf

1、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(shí)現(xiàn)秘密信息的隱蔽通信是隱寫術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一。隱寫術(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(guò)的自然

2、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)的隱寫發(fā)展趨勢(shì)。目前針對(duì)圖像處理的邊信息隱寫術(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

3、，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(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討論了兩種場(chǎng)景下的隱寫邊信息，并對(duì)每種場(chǎng)景提出針對(duì)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(duì)

4、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)微擾的邊信息隱寫模型，針對(duì)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(xì)探討了參數(shù)擾動(dòng)對(duì)于隱寫及隱寫分析的影響。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，提高了隱寫分析者的檢測(cè)難度，提高隱寫算

5、法安全性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了與傳統(tǒng)隱寫算法比較，該模型下的隱寫算法在對(duì)抗隱寫分析時(shí)，能有效提高隱寫分析者的檢錯(cuò)率，而且在一定范圍內(nèi)，隱寫分析者的檢錯(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
　　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隱寫算法，設(shè)計(jì)基于像素值變化的邊信息，定義像素值變