【摘要】：隨著隱寫算法的不斷發(fā)展進(jìn)步,使得信息隱藏的安全性和隱蔽性越來越高,越來越多的隱寫算法被應(yīng)用于信息隱藏之中。然而,隱寫算法除了用于版權(quán)認(rèn)證、軍事隱蔽通信等正當(dāng)用途之外,也有可能被濫用于各種破壞社會(huì)穩(wěn)定的非法活動(dòng)中。隱寫算法是一把雙刃劍,需要合理使用。通用隱寫分析技術(shù),主要是利用圖像中的某些特征變化結(jié)合監(jiān)督學(xué)習(xí),構(gòu)建出基于特征的圖像分類器,然后判定圖像是否含有隱秘信息。然而傳統(tǒng)的通用隱寫分析技術(shù)正面臨著圖像特征越來越復(fù)雜,人工設(shè)計(jì)越來越困難這一問題�；诰矸e神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通用隱寫分析技術(shù)正是為了解決此問題而生,也是目前隱寫分析技術(shù)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文主要研究基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通用隱寫分析模型,利用了圖像鄰域像素相關(guān)性以及通道間相關(guān)性等特征,分別可檢測(cè)灰度圖變換域載密圖像和彩色圖變換域載密圖像。本文主要的貢獻(xiàn)如下:1)濾波器是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,然而前人并沒有給出如何選擇濾波器。本文提出了幫助選擇卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波器的評(píng)判指標(biāo)。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱寫分析模型的性能很大程度上依賴于濾波器設(shè)計(jì)的好壞,該指標(biāo)能夠有助于篩選出合適的濾波器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的濾波器評(píng)判指標(biāo)能指導(dǎo)濾波器的選擇,提升模型的性能。2)前人對(duì)于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與隱寫分析結(jié)合的研究成果幾乎都集中于灰度圖空域,僅有的灰度圖變換域隱寫分析模型HCNN的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,包含了量化、截?cái)嗟牟僮饕约安⑿械淖泳W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)�；诖�,本文提出了一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的灰度圖變換域隱寫分析模型,稱為JPEGCNN。本文在HCNN的基礎(chǔ)上,優(yōu)化了濾波器的設(shè)計(jì),同時(shí)簡(jiǎn)化了模型結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,JPEGCNN能較好地檢測(cè)Jsteg、nsf5、MB1、MB2,J-UNIWARD等灰度圖變換域隱寫算法。相對(duì)于HCNN,JPEGCNN簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),參數(shù)量下降為HCNN的二十分之一,同時(shí)依然能夠保持檢測(cè)精度不下降。3)現(xiàn)實(shí)中大部分場(chǎng)景使用的圖像為彩色圖像,然而針對(duì)彩色圖像的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱寫分析模型尚未有人研究。通過研究和設(shè)計(jì)不同的特征提取方式,將針對(duì)灰度圖變換域的隱寫分析模型JPEGCNN擴(kuò)展到彩色圖變換域,本文統(tǒng)稱為COLOR-JPEGCNN。COLOR-JPEGCNN細(xì)分又可分為,基于RGB三通道融合的RGBMERGE-JPEGCNN模型,基于RGB三通道疊加的RGBADD-JPEGCNN模型和基于RGB三通道間關(guān)系的CHANNEL-JPEGCNN模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,COLOR-JPEGCNN能較好地檢測(cè)Color-Jsteg、Color-nsf5,Color-MB 1,Color-MB2,Color-J-UNIWARD等彩色圖變換域隱寫算法。
【圖文】：

圖２－１通用隱寫分析系統(tǒng)模型逡逑典型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型逡逑積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ邋Ｎｅｕｒａｌ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，邋ＣＮＮ）是一類包算且具有深度結(jié)構(gòu)的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ邋Ｎｅｕｒａｌ邋Ｎｅｔｗｏｒ習(xí)的代表算法之一。由于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行平移不變分類，因被稱為“平移不變?nèi)斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)（Ｓｈｉｆｔ－Ｉｎｖａｒｉａｎｔ邋Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｒｋｓ，邋ＳＩＡＮＮ）。逡逑卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研宄可追溯至日本學(xué)者福島邦彥（Ｋｕｎｉｈｉｋｏ邋Ｆｕｋｎｅｏｃｏｇｎｉｔｉｏｎ模型。在其１９７９和１９８０年［３］發(fā)表的論文中，，福島皮層（ｖｉｓｕａｌ邋ｃｏｒｔｅｘ邋）設(shè)計(jì)了以“邋ｎｅｏｃｏｇｎｉｔｉｏｎ邋”命名的神經(jīng)ｎｉｔｉｏｎ邋的隱含層由邋Ｓ邋層（Ｓｉｍｐｌｅ邋ｌａｙｅｒ）和邋Ｃ邋層（Ｃｏｍｐｌｅｘ邋ｌａｙｅｒ）中Ｓ層單元在感受野（ｒｅｃｅｐｔｉｖｅ邋ｆｉｅｌｄ）內(nèi)對(duì)圖像特征進(jìn)行提取，Ｃ一

數(shù)據(jù)）和卷積核（一組固定的矩陣權(quán)重，可以看成是一個(gè)固定的濾波器）做內(nèi)積逡逑（逐個(gè)元素相乘之后再求和）的操作。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的名字來源于此操作。逡逑以代表卷積操作，設(shè)卷積核每次移動(dòng)的步長(zhǎng)為１，圖２－２展示了最基本逡逑的二維卷積計(jì)算的過程。卷積核依次在圖像上滑動(dòng)，與圖像對(duì)應(yīng)位置的值做內(nèi)積。逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP183;TP309.7

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本文編號(hào)：2640589