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专利号: 2022102718660
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,其特征在于,所述基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,包括:步骤1、根据水印的位置与透明度信息,通过阿尔法混合将原始图像与水印结合生成水印图像;

步骤2、将生成的水印图像输入到目标神经网络中,得到由目标神经网络输出的各个分类置信度的信息;

步骤3、基于针对水印图像的各个分类置信度,通过粒子群算法得到对抗水印图像,包括:步骤31、将对抗水印生成问题转化为寻找(p,q,α,scale)值使得生成的对抗水印图像的置信度为非极大值的优化问题,建立优化目标为:minimize fit(p,q,α,scale)=ft(g(p,q,α,scale))‑fs(g(p,q,α,scale))式中,以最小化适应度函数fit作为优化目标,ft(g(p,q,α,scale))表示针对水印图像分类得到的正确分类标签t的置信度,fs(g(p,q,α,scale))表示针对水印图像分类得到的除正确分类标签t之外的其他分类标签中置信度的最大值,g(p,q,α,scale)函数为水印生成函数,(p,q)为水印在原始图像中的位置坐标,α为水印的透明度值,scale为水印的长宽与原始图像长宽的比值;

步骤32、粒子群算法初始化:初始化时,粒子群中的每个粒子随机分布在D维空间里,具有随机速度与位置,粒子i在第k次迭代时的位置记为 粒子i在第k次迭代时的速度记为 每个粒子的位置由(p,q,α,scale)构成,代表不同的对抗水印图像;

步骤33、将粒子群进行迭代更新直至到达最大迭代次数后停止,每次迭代输出水印的位置与透明度信息;

步骤34、停止迭代后粒子群算法输出最优的(p,q,α,scale)值,输入水印生成函数g(p,q,α,scale)中,生成具有图像对抗水印的对抗水印图像。

2.如权利要求1所述的基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,其特征在于,所述通过阿尔法混合将原始图像与水印结合生成水印图像,包括:计算水印与原始图像重叠部分的像素如下:

v(G)=(v(W)*α+v(X)*255)/255

式中,v(G)为重叠部分像素的像素值,v(W)为水印像素的像素值,v(X)为原始图像像素的像素值。

3.如权利要求1所述的基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,其特征在于,所述目标神经网络为分类模型f,图像的正确分类标签为t,标签t的置信度为ft,分类的类别共有n个分类,输出的各分类置信度为f1…n。

4.如权利要求1所述的基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,其特征在于,所述将粒子群进行迭代更新直至到达最大迭代次数后停止,每次迭代输出水印的位置与透明度信息,包括:步骤331、计算每个粒子的适应度值,适应度函数fit表达式如下:fit(p,q,α,scale)=ft(g(p,q,α,scale))‑fs(g(p,q,α,scale))粒子i前k代迭代时经历过的历史最优位置记为 整个种群前k

代迭代时经历过的全局最优位置记为

步骤332、根据计算的适应度值进行比较,如果粒子当前的适应度值优于该粒子的历史最优位置的适应度值,则更新历史最优位置为该粒子当前的位置;

步骤333、比较粒子适应度值与当前全局最优位置的适应度值,如果粒子的适应度值优于全局最优位置的适应度值,则更新全局最优位置为该粒子的位置;

步骤334、更新粒子的速度与位置,更新公式如下所示:

式中,k是粒子当前迭代次数,d是粒子当前维度数, 是粒子i在第k次迭代时在d维的k速度,c1、c2是加速系数,表示粒子飞向个体最优 和种群最优g 时的加速度系数,r1、r2是两个随机函数,用于增加搜索时的随机性,w是惯性权重;

步骤335、迭代次数k加1,若迭代次数大于最大迭代次数T,则停止迭代,否则返回步骤

331继续执行。

5.如权利要求1所述的基于粒子群算法的图像对抗水印生成方法,其特征在于,粒子群的迭代更新中,步骤332执行前先判断ft