[發明專利]圖像頻域對抗樣本生成方法及系統

有效

• 申請號: 202110667860.0
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113537291B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 楊奎武;孫業鵬;胡學先;張田;李志博;張萬里;陳越;魏江宏;劉文釗;湯敏達;周剛;侯雪梅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G06V10/774
• 分類號: G06V10/774;G06V10/82;G06N3/045;G06N3/0475;G06N3/094;G06N3/096
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種圖像頻域對抗樣本生成方法，其特征在于，包含：

針對原始圖像樣本數據，利用白盒攻擊生成第一對抗樣本數據；并將原始圖像樣本數據和第一對抗樣本數據分別經過傅里葉變換后，通過兩者用于表示頻率的坐標位置的基本元素變化來獲取圖像頻域內樣本數據之間正弦波幅度變化矩陣，其中，當圖像大小不發生改變，在進行傅里葉變換時，組成圖像的一組正弦波的頻率不變，變動的是正弦波幅度與相位角，且利用幅度變化反應正弦波能量以及對圖像空域影響程度；正弦波幅度變化矩陣A的基本元素表示其中，(u,v)表示傅里葉變換后的坐標位置，R(u,v)、I(u,v)分別表示原始圖像樣本數據經傅里葉變換后得到的復數矩陣的實部、虛部，R′(u,v)、I′(u,v)分別表示第一對抗樣本數據經傅里葉變換后得到的復數矩陣的實部、虛部；

通過對正弦波幅度變化矩陣進行取均值或依概率取值來獲取最終正弦波幅度變化矩陣，將新的輸入圖像樣本傅里葉變換后與最終正弦波幅度變化矩陣進行融合，并通過逆傅里葉變換輸出新的輸入圖像樣本最終的對抗樣本數據；其中，通過公式和將新的輸入圖像樣本與最終正弦波幅度變化矩陣進行融合來獲取第二對抗樣本數據，并通過對第二對抗樣本數據進行逆傅里葉變換來得到用于輸出的最終對抗樣本數據，R″(u,v)、I″(u,v)為第二對抗樣本數據復數矩陣的實部表示、虛部表示，為新的輸入圖像樣本傅里葉變換后復數矩陣的實部表示、虛部表示，為最終正弦波幅度變化矩陣坐標位置(u,v)對應的基本元素；依概率取值中，通過公式對正弦波幅度變化矩陣進行依概率取值方法處理，E()表示正弦波幅度變化矩陣中坐標位置(u,v)對應的基本元素a_u,v的期望。

2.根據權利要求1所述的圖像頻域對抗樣本生成方法，其特征在于，利用白盒攻擊并通過不少于一種的生成對抗樣本算法來獲取第一對抗樣本數據。

3.一種圖像頻域對抗樣本生成系統，其特征在于，包含：白盒攻擊模塊和遷移學習模塊，其中，

白盒攻擊模塊，用于針對原始圖像樣本數據，利用白盒攻擊生成第一對抗樣本數據；并將原始圖像樣本數據和第一對抗樣本數據分別經過傅里葉變換后，通過兩者用于表示頻率的坐標位置的基本元素變化來獲取圖像頻域內樣本數據之間正弦波幅度變化矩陣，其中，當圖像大小不發生改變，在進行傅里葉變換時，組成圖像的一組正弦波的頻率不變，變動的是正弦波幅度與相位角，且利用幅度變化反應正弦波能量以及對圖像空域影響程度；正弦波幅度變化矩陣A的基本元素表示其中，(u，v)表示傅里葉變換后的坐標位置，R(u，v)、I(u，v)分別表示原始圖像樣本數據經傅里葉變換后得到的復數矩陣的實部、虛部，R′(u，v)、I′(u，v)分別表示第一對抗樣本數據經傅里葉變換后得到的復數矩陣的實部、虛部；

遷移學習模塊，用于通過對正弦波幅度變化矩陣進行取均值或依概率取值來獲取最終正弦波幅度變化矩陣，將新的輸入圖像樣本傅里葉變換后與最終正弦波幅度變化矩陣進行融合，并通過逆傅里葉變換輸出新的輸入圖像樣本最終的對抗樣本數據；其中，通過公式和將新的輸入圖像樣本與最終正弦波幅度變化矩陣進行融合來獲取第二對抗樣本數據，并通過對第二對抗樣本數據進行逆傅里葉變換來得到用于輸出的最終對抗樣本數據，R″(u，v)、I″(u，v)為第二對抗樣本數據復數矩陣的實部表示、虛部表示，為新的輸入圖像樣本傅里葉變換后復數矩陣的實部表示、虛部表示，為最終正弦波幅度變化矩陣坐標位置(u，v)對應的基本元素；依概率取值中，通過公式對正弦波幅度變化矩陣進行依概率取值方法處理，E()表示正弦波幅度變化矩陣中坐標位置(u，v)對應的基本元素a_u，v的期望。