一种自适应的匿踪图像生成方法及系统

本发明属于信息安全，尤其涉及一种自适应的匿踪图像生成方法及系统。

背景技术：

1、多媒体取证技术是信息安全领域的重要研究内容，其中基于传感器的源相机识别技术是它的一个重要课题，被应用于捕获给定媒体内容的成像设备信息。源相机识别的典型技术依赖于光响应非均匀性噪声(photo response non-uniformity，prnu)，该噪声是在相机传感器制造过程中引起的，不受环境的温度和湿度的影响，是传感器的固有属性。近年来，源相机识别技术引起了对摄影师、活动家和人权捍卫者隐私的新关注：对从一张或多张图像中获得的信息进行一系列分析和组合，极有可能识别出拍摄者。因此，针对有关拍摄者个人隐私权问题，使用于抑制数字图像来源的反取证技术成为确保匿踪图像通信的重要内容。由于不法分子有可能利用基于prnu的源摄像机识别，从不同社交网络中通过侵犯隐私权对共享图像进行非法身份跟踪，所以需要一种与源相机识别对抗的方法，来保护个人隐私。图像源设备匿踪化可以解释为屏蔽图像上有利于源相机识别的轨迹，主要目的是保护拍摄者的信息，防止发生不法分子通过违法分析prnu噪声识别源相机设备的现象。

2、发明人发现，由于匿踪不仅需要考虑去相关性，还需尽可能高的保证图像质量，导致整个匿踪过程很难完成，给成功实现图像匿踪带来了巨大挑战。prnu噪声是图像固有属性，被用来源相机识别，因此在不明显影响图像质量的前提下抑制其发挥作用十分困难。目前有关图像匿踪方案大多是针对自然图像，但对生物特征图像会破坏其匹配效果，因此如何保留匿踪后图像的生物特征是一大技术难题。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种自适应的匿踪图像生成方法及系统，本发明能够根据源设备的prnu和待匿踪图片实现动态调整，以达到最佳匿踪效果。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供了一种自适应的匿踪图像生成方法，包括：

4、获取待匿踪图信息和源设备的光响应非均匀性噪声；

5、利用离散小波变换，分别得到待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分；

6、对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行小波重构，利用离散小波逆变换得到初步匿踪图像；

7、引入光响应非均匀性噪声高频部分的强度系数；通过调整强度系数，使得初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比小于预设值时，确定最终匿踪图像。

8、进一步的，对待匿踪图信息和光响应非均匀性噪声进行二维离散小波变换，变换后接着对待匿踪图信息和光响应非均匀性噪声进行2级小波分解。

9、进一步的，进行离散小波变换时，选用紧支集正交小波基。

10、进一步的，引入强度系数后，对待匿踪图信息高频部分和强度系数与光响应非均匀性噪声高频部分两者乘积的差值进行小波重构。

11、进一步的，进行小波重构前，对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行一次维纳滤波处理。

12、进一步的，确定强度系数时，使用循环进行迭代，不断计算初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比，直到确定的强度系数使得峰值相关能量比小于预设值后退出循环。

13、进一步的，所述源设备为图像传感器。

14、第二方面，本发明还提供了一种自适应的匿踪图像生成系统，包括：

15、数据采集模块，被配置为：获取待匿踪图信息和源设备的光响应非均匀性噪声；

16、高频处理模块，被配置为：利用离散小波变换，分别得到待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分；

17、初步匿踪模块，被配置为：对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行小波重构，利用离散小波逆变换得到初步匿踪图像；

18、最终匿踪模块，被配置为：引入光响应非均匀性噪声高频部分的强度系数；通过调整强度系数，使得初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比小于预设值时，确定最终匿踪图像。

19、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的自适应的匿踪图像生成方法的步骤。

20、第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的自适应的匿踪图像生成方法的步骤。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、1、本发明首先，获取待匿踪图信息和源设备的光响应非均匀性噪声；利用离散小波变换，分别得到待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分；对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行小波重构，利用离散小波逆变换得到初步匿踪图像；然后，引入光响应非均匀性噪声高频部分的强度系数；通过调整强度系数，使得初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比小于预设值时，确定最终匿踪图像；在保留图像的生物特征的基础上，能够根据源设备的光响应非均匀性噪声和待匿踪图像实现动态调整，以达到最佳匿踪效果，解决了不法分子利用光响应非均匀性噪声进行源设备识别的风险；

23、2、本发明基于离散小波变换的自适应图像匿踪技术，能够根据源设备的prnu和待匿踪图像实现动态调整，以达到最佳匿踪效果；本发明在dresden数据集表现良好，表明针对自然图像，已成功实现匿踪；能够在图像匿踪的同时，保留图像的生物特征，已在miche-i数据集上得到验证。

技术特征：

1.一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，对待匿踪图信息和光响应非均匀性噪声进行二维离散小波变换，变换后接着对待匿踪图信息和光响应非均匀性噪声进行2级小波分解。

3.如权利要求2所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，进行离散小波变换时，选用紧支集正交小波基。

4.如权利要求1所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，引入强度系数后，对待匿踪图信息高频部分和强度系数与光响应非均匀性噪声高频部分两者乘积的差值进行小波重构。

5.如权利要求1所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，进行小波重构前，对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行一次维纳滤波处理。

6.如权利要求1所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，确定强度系数时，使用循环进行迭代，不断计算初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比，直到确定的强度系数使得峰值相关能量比小于预设值后退出循环。

7.如权利要求1所述的一种自适应的匿踪图像生成方法，其特征在于，所述源设备为图像传感器。

8.一种自适应的匿踪图像生成系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的自适应的匿踪图像生成方法的步骤。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的自适应的匿踪图像生成方法的步骤。

技术总结
本发明属于信息安全技术领域，提供了一种自适应的匿踪图像生成方法及系统，首先，获取待匿踪图信息和源设备的光响应非均匀性噪声；利用离散小波变换，分别得到待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分；对待匿踪图信息高频部分和光响应非均匀性噪声高频部分的差值进行小波重构，利用离散小波逆变换得到初步匿踪图像；然后，引入光响应非均匀性噪声高频部分的强度系数；通过调整强度系数，使得初步匿踪图像的噪声残差与光响应非均匀性噪声之间的峰值相关能量比小于预设值时，确定最终匿踪图像；在保留图像的生物特征的基础上，能够根据源设备的光响应非均匀性噪声和待匿踪图像实现动态调整，以达到最佳匿踪效果。

技术研发人员：李健,赵欢欢,马宾,王春鹏,吴晓明
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13