【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及圖像處理，具體地講，涉及一種基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、deepfake作為一種基于深度學(xué)習(xí)的圖像與視頻生成技術(shù)，近年來(lái)迅速發(fā)展，展現(xiàn)出高度的生成逼真度和廣泛的應(yīng)用潛力。該技術(shù)通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠合成與原始人臉極為相似的虛擬圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人臉的替換、動(dòng)作的模仿以及表情的重演，從而生成極具欺騙性的偽造視頻。這些偽造視頻不僅視覺(jué)上極為真實(shí)，還能完美地復(fù)制人物的行為和情感表現(xiàn)，使得偽造內(nèi)容幾乎無(wú)法與真實(shí)視頻區(qū)分開(kāi)來(lái)。隨著deepfake技術(shù)的普及，其帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)也日益顯現(xiàn)，尤其是在數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)以及社會(huì)倫理方面。
2、
3、針對(duì)這一問(wèn)題，研究者們提出了多種防御技術(shù)，主要可以分為被動(dòng)式檢測(cè)和主動(dòng)式防御兩大類(lèi)。被動(dòng)式檢測(cè)側(cè)重于事后取證，依靠視頻中的特征或痕跡來(lái)鑒定其是否為偽造。當(dāng)前的技術(shù)方法多依賴(lài)于空域特征、頻域特征或者生成模型留下的偽造痕跡。例如，xception?net和efficient?net等經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用于提取視頻幀的特征，而f3-net和spsl方法則通過(guò)頻域信息的增強(qiáng)，提高對(duì)偽造內(nèi)容的檢測(cè)精度。此外，還有一些方法采用注意力機(jī)制，聚焦視頻幀中的細(xì)微偽造痕跡，從而進(jìn)一步提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性，如multi-attention方法。盡管這些被動(dòng)式檢測(cè)技術(shù)在一定程度上取得了進(jìn)展，但由于數(shù)據(jù)集質(zhì)量的參差不齊，以及偽造技術(shù)的不斷升級(jí)，現(xiàn)有方法仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別是在高質(zhì)量偽造視頻的檢測(cè)方面，準(zhǔn)確率仍顯不足。
4、與被動(dòng)式檢測(cè)不同，主動(dòng)式防御技
5、盡管現(xiàn)有的deepfake防御技術(shù)在某些領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，但仍然面臨許多關(guān)鍵問(wèn)題。例如，現(xiàn)有的被動(dòng)檢測(cè)方法在應(yīng)對(duì)高質(zhì)量偽造內(nèi)容時(shí)存在明顯的不足，尤其是面對(duì)新型生成模型（如擴(kuò)散模型）時(shí)，檢測(cè)的魯棒性和準(zhǔn)確性明顯下降。與此同時(shí)，主動(dòng)防御技術(shù)雖然能夠有效阻止偽造，但其實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于在圖像中提前嵌入水印或擾動(dòng)，這可能會(huì)影響視頻的質(zhì)量，并且容易被攻擊者攻擊。此外，在大規(guī)模應(yīng)用的場(chǎng)景下，如何平衡數(shù)據(jù)隱私保護(hù)與防偽技術(shù)的性能依然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
6、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：
7、1.在圖像生成、偽造和后續(xù)圖像增強(qiáng)處理中，如何嵌入并保持不可察覺(jué)且高度魯棒的水印信息，使其能夠抵抗各種圖像處理操作，確保水印信息在多階段操作后仍然可被識(shí)別，用于追蹤偽造行為和溯源；
8、2.如何在嵌入水印后提升圖像的視覺(jué)質(zhì)量，避免對(duì)原始圖像的干擾，并降低被深度偽造檢測(cè)系統(tǒng)誤判為偽造圖像的風(fēng)險(xiǎn)；
9、3.如何安全存儲(chǔ)水印信息，防止其被篡改或偽造，確保圖像溯源數(shù)據(jù)的安全性和可信度，同時(shí)提供一個(gè)透明、可信的偽造內(nèi)容責(zé)任追溯機(jī)制，以增強(qiáng)防偽系統(tǒng)的可信性和可驗(yàn)證性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，通過(guò)嵌入和提取水印信息，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，為深度偽造檢測(cè)和溯源提供了一種高效且可靠的解決方案。
2、本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)專(zhuān)利技術(shù)目的：
3、一種基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
4、s1：訓(xùn)練一個(gè)水印嵌入提取網(wǎng)絡(luò)；
5、s2：將一個(gè)100位的隨機(jī)二進(jìn)制比特水印通過(guò)水印嵌入模型嵌入原始人臉圖像，并將水印信息保存至區(qū)塊鏈；
6、s3：訓(xùn)練一個(gè)深度偽造檢測(cè)器，并將水印圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)；
7、s4：將增強(qiáng)后的水印圖像進(jìn)行深度偽造，再?gòu)纳疃葌卧靾D像中提取水印；
8、s5：將深度偽造圖像中提取的水印與區(qū)塊鏈中存儲(chǔ)的水印進(jìn)行對(duì)比與驗(yàn)證。
9、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述s1的具體步驟為：
10、s11:設(shè)置具有編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)的水印嵌入網(wǎng)絡(luò)模型e和一個(gè)解碼器結(jié)構(gòu)的水印提取網(wǎng)絡(luò)模型d；
11、s12:水印嵌入網(wǎng)絡(luò)模型，其中e為水印嵌入網(wǎng)絡(luò)模型，為干凈人臉圖像，為二進(jìn)制水印，為嵌入水印的人臉圖像，該模型將一個(gè)隨機(jī)生成的100位二進(jìn)制比特水印嵌入到干凈人臉圖像中，使用對(duì)抗訓(xùn)練，將嵌入水印的人臉圖像增加輕微擾動(dòng)，再輸入深度偽造模型進(jìn)行惡意篡改，水印提取網(wǎng)絡(luò)模型，其中d為水印提取網(wǎng)絡(luò)模型，為嵌入水印的人臉圖像（包括僅嵌入水印的人臉圖像、增加輕微擾動(dòng)的水印圖像以及惡意篡改后的水印圖像），為提取出的二進(jìn)制水印，該模型從圖像中提取水印信息，水印嵌入網(wǎng)絡(luò)模型和水印提取網(wǎng)絡(luò)模型都被設(shè)計(jì)為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其訓(xùn)練目標(biāo)是最小化以下兩個(gè)損失函數(shù)，二元交叉熵?fù)p失與均方誤差損失：
12、（1）
13、其中：和分別是輸入水印和解碼后水印的第位；
14、n是水印的長(zhǎng)度；
15、（2）
16、其中：是通過(guò)水印嵌入網(wǎng)絡(luò)模型嵌入水印后的圖像；
17、是原始的干凈人臉圖像；
18、表示l2范數(shù)，即歐式距離；
19、s13：最終的訓(xùn)練目標(biāo)是最小化兩者的加權(quán)和：
20、（3）
21、其中：是超參數(shù),用來(lái)平衡這兩個(gè)損失項(xiàng)的權(quán)重。
22、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述s2的具體步驟為：
23、s21：水印信息通過(guò)全連接層映射到合適的尺寸，準(zhǔn)備并與干凈人臉圖像進(jìn)行融合；
24、s22：基于圖像的局部復(fù)雜度動(dòng)態(tài)調(diào)整水印的嵌入強(qiáng)度，以確保水印嵌入在圖像中的效果能夠適應(yīng)圖像內(nèi)容的變化；
25、通過(guò)計(jì)算輸入的干凈人臉圖像的局部復(fù)雜度來(lái)量化圖像的特征；
26、設(shè)干凈人臉圖像為一個(gè)大小為的張量，其中：
27、b是批次大小，c是圖像的通道數(shù)，h和w是圖像的高度和寬度；
28、圖像的局部復(fù)雜度通過(guò)以下公式計(jì)算：
29、（4）
30、其中：??表示在高度和寬度方向上的方差計(jì)算；
31、和分別是批次和通道的索引；
32、自適應(yīng)嵌入權(quán)重是根據(jù)圖像的局部復(fù)雜度和嵌入強(qiáng)度?embedding_strength?來(lái)計(jì)算的，通過(guò)一個(gè)?sigmoid?函數(shù)對(duì)局部復(fù)雜度進(jìn)行縮放，使得較高的復(fù)雜度值應(yīng)較強(qiáng)的嵌入強(qiáng)度；
33、（5）
34、其中：表示每個(gè)通道在每個(gè)圖像位置的自適本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述S1的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述S2的具體步驟為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述S3的具體步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述S4的具體步驟為：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述S5的具體步驟為：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述s1的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈與魯棒水印增強(qiáng)的深度偽造主動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：所述s2的具體步驟為：
4.根...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王玉立，梁祎琰，馬賓，徐健，王金偉，周琳娜，羅向陽(yáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省科學(xué)院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。