软件学报

作者：廖鑫，唐志强，曹纭

单位：廖鑫，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410082;信息安全国家重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 10009311,唐志强，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008202,曹纭，信息安全国家重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100093;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10009303

关键词：图像隐写;隐写失真函数;生成对抗网络;RGB通道相关性

基金：国家自然科学基金(61972142, 61872356); 国家重点研发计划(2019QY(Y)0207, 2019QY2202); 湖南省自然科学基金(2020JJ4212); 信息网络安全公安部重点实验室开放课题(C20611)

自适应隐写是图像隐写方向的研究热点, 它通过有效地设计隐写失真函数, 自适应地将秘密信息隐藏在图像复杂的纹理区域, 具有很强的隐蔽性. 近年来, 基于生成对抗网络的隐写失真函数设计研究在空域灰度图像上已经取得了突破性的进展, 但是目前还没有针对空域彩色图像的研究. 与灰度图像相比, 彩色图像隐写需要考虑保护RGB通道间相关性, 同时合理地分配RGB这3个通道的嵌密容量. 设计了一个基于生成对抗网络设计空域彩色图像隐写失真函数的框架CIS-GAN (color image steganography based on generative adversarial network), 生成器网络采用两个U-Net子网络结构, 第1个U-Net子网络生成修改概率矩阵, 第2个U-Net子网络进行正负向修改概率调节, 有效地降低对彩色图像通道相关性的破坏. 针对彩色图像载体, 修改灰度图像隐写分析器作为网络的对抗部分. 在生成器损失函数中对彩色图像3个通道总的隐写容量进行控制, 生成器能够自动学习分配3个通道嵌密容量. 实验结果表明, 与现有彩色图像隐写失真函数设计方法相比, 提出的网络结构能够更好地抵抗彩色图像隐写分析器的检测.

来源：2022年第9期

《软件学报》期刊编辑部

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