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专利号: 2025104610974
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于傅里叶变换与多尺度卷积的水印攻击方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:数据集的获取;

S2:构建水印攻击网络,主要包括傅里叶增强阶段和多尺度卷积阶段;

S21:傅里叶增强阶段对幅值和相位进行独立增强,以最大化破坏水印信息;

S22:通过多尺度卷积进一步处理攻击后的图像,确保水印信息被完全破坏,同时提升图像质量;

S3:构造损失函数;

S4:构造评价指标;

所述S21的具体步骤为:S211:首先输入水印图像 ;通过快速傅里叶变换式1、式2及式3得出幅值分量 和相位分量 ;

(1);

其中: 是复数频谱;

是图像的高度;

是图像的宽度;

是图像空间坐标;

是频域坐标;

是虚数单位;

(2);

(3);

其中: 和 分别表示 的实部和虚部;

S212:使用1×1卷积层、LeakyReLU激活函数和1x1卷积层来分别提取幅值和相位分量,分别得到 和 ;

S213:对于幅值增强分支,使用膨胀卷积块和SE注意力结构来增强幅值,得到增强后的幅值 :(4);

其中: 表示膨胀卷积后的输出;

表示注意力结构的输出;

S214:对于相位增强分支,使用残差块处理,然后将输入跳跃连接到输出,得到增强后的相位 :(5);

其中: 表示相位经过残差块的非线性映射;

S215:对增强后的幅值 和相位 进行逆傅里叶变换,重新构建图像,得到第一阶段的输出 :(6);

其中: 代表逆傅里叶变换;

所述S22的具体步骤为:S221:对第一阶段的输出 用编码器 下采样;

S222:分别通过由六个多尺度卷积层进行处理;

S223:产生的特征馈送到解码器 中,产生最终的受攻击图像 。

2.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换与多尺度卷积的水印攻击方法,其特征在于:为了在去除图像中水印的同时兼顾图像视觉质量,损失函数由三部分组成:;

(7);

其中: 是第一阶段输出图像 与真实图像 的均方误差损失;

是第二阶段输出图像 与真实图像 的均方误差损失;

是基于VGG特征的感知损失,提升视觉效果;

表示范式,用于计算向量的欧几里得距离;

表示VGG‑19预训练模型的第 层特征提取结果;

、及 为损失权重参数。

3.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换与多尺度卷积的水印攻击方法,其特征在于:采用峰值信噪比和结构相似性指数作为衡量指标;

峰值信噪比的计算公式如下:(8);

其中:代表含水印图像;

表示受攻击后的图像;

表示图像的高度;

表示图像的宽度;

表示图像最大像素值的平方;

原始含水印图像在 处的像素值;

原始受攻击后图像在  处的像素值;

结构相似性指数的计算公式如下:(9);

其中:与 分别为原始图像 和受攻击后的图像 ;

、 分别表示原始图像 和受攻击后的图像 的均值;

、分别表示原始图像 和受攻击后的图像 的标准差;

表示原始图像 和受攻击后的图像 的协方差;

及 是用于防止分母为零的常数;

还使用误码率作为评价指标,其计算公式如下:(10);

其中:表示提取的水印中错误信息的位数;

表示原始水印信息的总位数。

4.根据权利要求1所述的基于傅里叶变换与多尺度卷积的水印攻击方法,其特征在于:水印攻击网络包括傅里叶增强模块和多尺度卷积模块,其中傅里叶增强模块由相位增强分支和幅值增强分支组成,多尺度卷积模块由编码器E、多尺度卷积层、解码器D组成。