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基于可逆网络的轻量化图像隐写方案

计算机应用研究 2024年第1期41卷 266-271页

作者：孙文权刘佳钮可董炜娜陈立峰武警工程大学网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

目前,基于深度学习的隐写模型的隐写容量有所提高,但由于网络结构复杂,需要大量的时间来训练。为此,提出轻量化的可逆神经网络结构,并以此设计了高效图像隐写方案,采用基于密集连接的可逆神经网络实现图像的隐藏与恢复,在减少可逆块数... 详细信息

目前,基于深度学习的隐写模型的隐写容量有所提高,但由于网络结构复杂,需要大量的时间来训练。为此,提出轻量化的可逆神经网络结构,并以此设计了高效图像隐写方案,采用基于密集连接的可逆神经网络实现图像的隐藏与恢复,在减少可逆块数量的同时,增加每个可逆块中可逆函数f(·)、r(·)和y(·)的卷积块数量来保证图像质量。这样能够显著降低计算和存储开销,使得模型在计算资源有限的设备上运行更加高效,模型开发和迭代的过程更加高效,有效地节省了宝贵的计算资源。载体图像与秘密图像通过正向隐藏可逆变换生成含密图像,含密图像与随机变量通过反向恢复可逆变换得到恢复图像。实验结果表明,与HiNet算法相比,轻量级网络结构能够得到良好的图像质量且更具安全性,同时训练时间缩短了46%,隐写时间缩短了28%。

关键词：可逆神经网络隐藏恢复隐写效率

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多通道运动矢量排序的可逆视频信息隐藏

信息安全研究 2024年第8期10卷 698-705页

作者：孟逸飞钮可梁钰承石林张英男中国人民武装警察部队工程大学密码工程学院西安710016 武警部队信息安全重点实验室(中国人民武装警察部队工程大学) 西安710016

针对现有基于运动矢量排序的视频可逆信息隐藏算法无法根据视频帧视觉特性自适应调节嵌入容量且容量有限的问题,提出一种多通道矢量排序的可逆视频信息隐藏算法.该算法通过计算参考帧的纹理复杂度和运动复杂度情况决定后续帧是否嵌入信... 详细信息

针对现有基于运动矢量排序的视频可逆信息隐藏算法无法根据视频帧视觉特性自适应调节嵌入容量且容量有限的问题,提出一种多通道矢量排序的可逆视频信息隐藏算法.该算法通过计算参考帧的纹理复杂度和运动复杂度情况决定后续帧是否嵌入信息,从而实现后续帧的自适应信息嵌入,算法同时对多通道像素值排序(multi-pass pixel value ordering, multi-pass PVO)技术进行改进,将其应用于视频信息隐藏,有效提升可逆隐藏算法嵌入容量.实验结果表明,相较于同类算法,PSNR和SSIM的变化值分别降低14.5%和8.5%,嵌入容量提升7.4%,在视觉质量和嵌入容量方面有显著提高.

关键词：视频信息隐藏可逆信息隐藏运动矢量 H.264编码标准像素值排序

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基于可逆神经网络的神经辐射场水印

计算机应用研究 2024年第6期41卷 1840-1844页

作者：孙文权刘佳董炜娜陈立峰钮可武警工程大学网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

针对面向隐式表达的神经辐射场的3D模型的版权问题,将神经辐射场水印的嵌入与提取视为一对图像变换的逆问题,提出了一种利用可逆神经网络水印保护神经辐射场版权方案。利用二维图像的水印技术以实现对三维场景的保护,通过可逆网络中的... 详细信息

针对面向隐式表达的神经辐射场的3D模型的版权问题,将神经辐射场水印的嵌入与提取视为一对图像变换的逆问题,提出了一种利用可逆神经网络水印保护神经辐射场版权方案。利用二维图像的水印技术以实现对三维场景的保护,通过可逆网络中的正向过程在神经辐射场的训练图像中嵌入水印,利用逆向过程从神经辐射场渲染出的图像提取水印,实现对神经辐射场以及三维场景的版权保护。但神经辐射场在渲染过程中会造成水印信息丢失,为此设计了图像质量增强模块,将渲染图像通过神经网络进行恢复然后再进行水印提取。同时在每个训练图像中均嵌入水印来训练神经辐射场,实现在多个视角下均可提取水印信息。实验结果表明了提出的水印方案达到版权保护的目的,证明方案的可行性。

关键词：可逆神经网络数字水印神经辐射场渲染

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一种基于宏块复杂度的视频隐写算法

西安电子科技大学学报 2022年第2期49卷 164-172页

作者：杨晓元唐洪琼钮可张英男中国人民武装警察部队工程大学密码工程学院陕西西安710086 中国人民武装警察部队网络与信息安全重点实验室陕西西安710086

基于运动矢量的视频隐写算法通常会破坏运动矢量的局部最优性,这种统计特性的破坏容易被对应的隐写分析算法所检测,致使算法的抗隐写检测性能降低,隐写安全性受到威胁。为降低对运动矢量局部最优性的破坏,在分析运动矢量的修改对视频质... 详细信息

基于运动矢量的视频隐写算法通常会破坏运动矢量的局部最优性,这种统计特性的破坏容易被对应的隐写分析算法所检测,致使算法的抗隐写检测性能降低,隐写安全性受到威胁。为降低对运动矢量局部最优性的破坏,在分析运动矢量的修改对视频质量和运动矢量局部最优性影响的基础上,提出一种基于宏块复杂度的视频隐写算法,选择低复杂度的宏块运动矢量作为隐写载体,有效地保持了嵌入信息后运动矢量的局部最优性。首先利用希尔伯特填充曲线对宏块像素进行扫描并定义复杂度,然后统计宏块复杂度,根据待嵌信息长度动态确定嵌入阈值,最后选择复杂度低于嵌入阈值的宏块运动矢量进行随机匹配修改以嵌入秘密信息。实验结果表明,以1000 kb/s的压缩率对视频进行压缩并嵌入信息时,新算法隐写视频的峰值信噪比和结构相似性值下降分别不超过0.30 dB和0.04,比特率增长不超过0.97%。与同类算法对比结果显示,新算法的隐写视频质量高,比特率增长小,算法具有较高的抗隐写检测能力和安全性。

关键词：运动矢量隐写希尔伯特曲线宏块复杂度隐写分析

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基于回归预测的运动矢量可逆信息隐藏

山东大学学报（理学版） 2022年第5期57卷 66-73页

作者：宁志强潘峰钮可陈培武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

针对现有基于运动矢量的视频信息隐藏算法影响解码后的视频质量和比特率增长过大的问题,提出一种基于回归预测的运动矢量可逆信息隐藏算法。算法通过对预测运动矢量与真实运动矢量的差值进行微调,在差值的最小位嵌入秘密信息,实现了解... 详细信息

针对现有基于运动矢量的视频信息隐藏算法影响解码后的视频质量和比特率增长过大的问题,提出一种基于回归预测的运动矢量可逆信息隐藏算法。算法通过对预测运动矢量与真实运动矢量的差值进行微调,在差值的最小位嵌入秘密信息,实现了解码端运动矢量的无损恢复。与以往基于运动矢量的信息隐藏算法相比,在保证良好视频质量和较稳定的嵌入容量的同时,比特率扩张平均降低了28.77%。

关键词：信息隐藏运动矢量 H.264 多元线性回归

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无双线性对的高效云存储数据审计方案

西安电子科技大学学报 2022年第1期49卷 47-54页

作者：杨海滨李瑞峰易铮阁钮可杨晓元武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

在现有的云存储数据完整性审计方案中,只有少量标签参与完整性验证工作,大部分数据标签处于闲置状态,造成了计算与存储资源的浪费。针对此问题,构造了一种无双线性对的高效云存储数据审计方案。该方案使用Schnorr签名算法,只针对被审计... 详细信息

在现有的云存储数据完整性审计方案中,只有少量标签参与完整性验证工作,大部分数据标签处于闲置状态,造成了计算与存储资源的浪费。针对此问题,构造了一种无双线性对的高效云存储数据审计方案。该方案使用Schnorr签名算法,只针对被审计数据块生成标签,不仅降低了用户的计算开销,而且能对数据高效地进行增加、删除、修改等动态更新。在挑战阶段,使用区块链技术,利用时间戳生成挑战参数,以确保挑战参数的随机性,云服务商和第三方审计者无须进行交互,降低了通信开销。在整个审计阶段,方案避免了双线性映射、幂指数、点映射哈希函数等大开销运算。通过安全性分析证明,该方案是安全且有效的,不仅能够抵抗来自云服务提供商的伪造攻击、重放攻击,而且能够实现对数据与私钥的隐私进行保护。在效率分析部分,通过数值分析与实验分析证明,与现有云存储数据完整性审计方案相比,该方案的审计效率与动态更新效率较高,而且随着数据块、挑战块数量的增加,优势更加明显。

关键词：云存储云安全无双线性对动态数据持有性证明

一种平移量可控的直方图平移可逆信息隐藏算法

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中国科技论文 2022年第11期17卷 1207-1215页

作者：韩坤钮可邱枫李军武警工程大学密码工程学院西安710000

针对在视频可逆信息隐藏技术中,传统的直方图平移算法存在嵌入信息后视频码率变化大,以及在高保真要求下嵌入容量受限等问题,设计了一种平移量可控的直方图平移的可逆信息隐藏算法。首先,通过分析宿主视频,构建一组数列;然后,将数列与... 详细信息

针对在视频可逆信息隐藏技术中,传统的直方图平移算法存在嵌入信息后视频码率变化大,以及在高保真要求下嵌入容量受限等问题,设计了一种平移量可控的直方图平移的可逆信息隐藏算法。首先,通过分析宿主视频,构建一组数列;然后,将数列与系数模拟相加,形成可控的直方图;最后,在新的可控的直方图上,通过平移嵌入信息。在平移量最小的条件下,对7段视频进行理论分析及仿真实验,最终所得的实验值与理论值误差在19%以内。通过与传统直方图算法的比较得出,所提算法不同嵌入容量下的平移量最大可降低26%,信噪比平均提高0.38,比特增长率平均下降1.75。实验结果表明:所提算法降低了码率的增加,增加了嵌入容量;同时在直方图较为平滑的视频片段中,结构相似性和信噪比均有较大提高,展现出较好的不可见性。

关键词：直方图平移模拟相加直方图可控低平移量

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基于运动矢量排序的视频可逆信息隐藏

科学技术与工程 2022年第26期22卷 11479-11485页

作者：宁志强钮可潘峰邱枫武警工程大学密码工程学院西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

针对现有基于运动矢量的视频信息隐藏算法影响解码后的视频质量的问题,提出一种基于运动矢量排序的可逆信息隐藏算法。该算法把运动矢量分为若干组,并将每组中的运动矢量按升序排列,在最大(小)值与次大(小)值的差值中嵌入秘密信息,实现... 详细信息

针对现有基于运动矢量的视频信息隐藏算法影响解码后的视频质量的问题,提出一种基于运动矢量排序的可逆信息隐藏算法。该算法把运动矢量分为若干组,并将每组中的运动矢量按升序排列,在最大(小)值与次大(小)值的差值中嵌入秘密信息,实现了解码端运动矢量的无损恢复。实验结果表明,提出的方法具有良好的视觉质量。与同类型信息隐藏算法相比,该算法的峰值信噪比和结构相似性的变化值平均降低了59.36%和41.38%。

关键词：信息安全信息隐藏运动矢量视频编码

基于运动矢量多直方图修正的视频可逆隐写算法

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计算机应用研究 2022年第11期39卷 3470-3474页

作者：邱枫钮可李军宁志强武警工程大学网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

针对基于直方图平移的视频隐写算法与视频内容相关性不强进行了研究,提出了一种基于运动矢量多直方图修正的H.264视频可逆隐写算法。该算法通过统计特定帧中宏块移动的速度特性和散乱度对人眼视觉的敏感程度设计修正参数,再根据修正参... 详细信息

针对基于直方图平移的视频隐写算法与视频内容相关性不强进行了研究,提出了一种基于运动矢量多直方图修正的H.264视频可逆隐写算法。该算法通过统计特定帧中宏块移动的速度特性和散乱度对人眼视觉的敏感程度设计修正参数,再根据修正参数设计多个二维直方图,最后在非特定帧中通过二维直方图修正算法嵌入信息。实验结果表明:与同类型视频隐写算法相比,嵌入容量平均提高8.2%,在满嵌时该算法的PSNR和SSIM的变化值分别平均降低19.9%和17.5%,该算法在保持较低的比特率变化下,具有更好的嵌入容量和不可感知性。

关键词：视频隐写多直方图修正运动矢量