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中国研究人员利用人工智能隐藏在线视频中的秘密信息

经过 Kinetograph: The Video Editing Technology Publication4m2024/12/25

太長; 讀書

研究人员开发出一种隐藏秘密信息的方法，该方法更加安全，并且在网上共享时不易被扭曲。

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作者：

(1) 毛雪英，复旦大学计算机学院 (xymao22@[email protected]);

（2）胡晓晓，复旦大学计算机学院，中国（[email protected]）；

（3）彭万里，复旦大学计算机学院，中国（[email protected]）；

(4) 甘振良，复旦大学计算机学院，中国 (zlgan23@[email protected]);

(5) 应启超，复旦大学计算机学院（[email protected]）；

（6）钱振兴，复旦大学计算机学院，中国，通讯作者（[email protected]）；

（7）李胜，复旦大学计算机学院，中国（[email protected]）；

(8) 张新鹏，复旦大学计算机学院，中国 ([email protected])。

编者注：这是研究的第 1 部分（共 7 部分），介绍了一种新方法的开发，该方法可将秘密信息隐藏在视频的语义特征中，从而使其在网上共享时更加安全且不易失真。请阅读下文。

链接表

抽象的

传统的视频隐写方法基于修改隐藏空间以进行嵌入，而我们提出了一种创新方法，在视频编辑过程中将秘密信息嵌入语义特征中进行隐写。虽然现有的传统视频隐写方法表现出一定的安全性和嵌入容量，但它们对在线社交网络（OSN）中常见的扭曲缺乏足够的鲁棒性。在本文中，我们介绍了一个端到端的鲁棒生成视频隐写网络（RoGVS），它通过修改视频的语义特征来嵌入秘密信息来实现视觉编辑。我们采用换脸场景来展示视觉编辑效果。我们首先设计一个秘密信息嵌入模块，自适应地将秘密信息隐藏到视频的语义特征中。大量实验表明，提出的 RoGVS 方法应用于面部视频数据集，在鲁棒性和容量方面均优于现有的视频和图像隐写技术。

索引词——生成视频隐写术、鲁棒隐写术、语义修改

1. 引言

隐写术是将秘密信息嵌入自然数字载体（如图像、视频、文本等）的科学和技术。通常，自然数字载体称为“载体”，带有秘密信息的数字媒体称为“隐写术”。传统的图像隐写术方法 [49, 12, 31] 主要修改高频分量以嵌入秘密信息。它们通常利用像素值操纵或将秘密信息集成到载体图像中，然后再将其输入编码器进行隐写。

过去几年，随着TikTok、YouTube、Snapchat等短视频软件应用的兴起，视频成为了隐写技术的合适载体。

传统视频隐写方法利用直接像素值操作 [32]、编码映射 [34] 或自适应失真函数 [36]，利用视频数据冗余来隐藏信息。尽管这些方法在安全性和嵌入容量方面取得了成功，但它们修改隐蔽空间的方法很容易被常见的后处理操作抹去。因此，它们很容易受到有损信道传输中可能出现的各种失真的影响。

视频的视觉编辑可以看作是修改其中对象语义信息的过程。我们不是将秘密信息隐藏在隐蔽空间中，而是将秘密信息嵌入视频的语义特征中进行视觉编辑。高级语义特征不易受到扭曲，因此该方法具有内在的鲁棒性。为了提高视频隐写术的鲁棒性，我们提出了一个端到端的鲁棒生成视频隐写网络（RoGVS），它由四个模块组成，包括信息编码模块、秘密信息嵌入模型、攻击层和秘密信息提取模块。为了进行评估，我们使用换脸技术作为示例来展示我们方法的有效性，同时它可以很容易地扩展到其他应用。全面的实验表明，我们的方法超越了最先进的技术，获得了令人称赞的鲁棒性和泛化能力。

本论文的主要贡献如下：1）我们首次探索了一种新颖的生成视频隐写方法，该方法通过修改语义特征在视频编辑过程中嵌入秘密信息，而不是修改隐蔽空间。该框架具有很强的可扩展性，为隐写术领域的未来发展提供了新的课题。2）所提出的方法对社交网络平台中常见的扭曲具有很强的鲁棒性，并且可以高精度地提取秘密信息。3）我们的方法比其他最先进的方法具有更好的反隐写分析安全性，可以有效地逃避隐写分析系统的检测。