SSyncOA: Self-synchronizing Object-aligned Watermarking to Resist Cropping-paste Attacks

要約

現代の画像処理ツールは、攻撃者が画像内の関心領域やオブジェクトを切り抜き、他の画像に貼り付けることを容易にした。この切り抜き・貼り付け攻撃が電子透かし技術にもたらす課題は、画像電子透かしの同期を壊し、回転、拡大縮小、平行移動などの複数の重畳された非同期歪みをもたらすことである。しかし、現在の電子透かし技術は、単一の種類の非同期化にしか耐えることができず、切り抜き貼り付け攻撃下でオブジェクトの著作権を保護するために適用することができない。クロッピングペースト攻撃に耐える鍵は、保護すべきオブジェクトのロバストな特徴にあることを発見し、本論文ではSSyncOAと呼ばれる自己同期型オブジェクトアライメント電子透かし法を提案する。具体的には、まず電子透かし領域が保護されるオブジェクトと一直線になるように制約し、次にオブジェクトの不変特徴、すなわち重心、主方位、最小外接正方形をそれぞれ正規化することで、電子透かしの平行移動、回転、拡大縮小の歪みを同期させる。電子透かしを保護されたオブジェクトに埋め込むために、オブジェクト整合電子透かしモデルを導入し、エンコーダ-ノイズ層-デコーダのパイプラインに実際の切り抜き-貼り付け攻撃を組み込み、エンドツーエンドで最適化する。さらに、様々な非同期歪みが電子透かしの学習に与える影響を示し、自己同期プロセスの必要性を確認する。広範な実験により、本方法が他のSOTAより優れていることが実証された。

要約(オリジナル)

Modern image processing tools have made it easy for attackers to crop the region or object of interest in images and paste it into other images. The challenge this cropping-paste attack poses to the watermarking technology is that it breaks the synchronization of the image watermark, introducing multiple superimposed desynchronization distortions, such as rotation, scaling, and translation. However, current watermarking methods can only resist a single type of desynchronization and cannot be applied to protect the object’s copyright under the cropping-paste attack. With the finding that the key to resisting the cropping-paste attack lies in robust features of the object to protect, this paper proposes a self-synchronizing object-aligned watermarking method, called SSyncOA. Specifically, we first constrain the watermarked region to be aligned with the protected object, and then synchronize the watermark’s translation, rotation, and scaling distortions by normalizing the object invariant features, i.e., its centroid, principal orientation, and minimum bounding square, respectively. To make the watermark embedded in the protected object, we introduce the object-aligned watermarking model, which incorporates the real cropping-paste attack into the encoder-noise layer-decoder pipeline and is optimized end-to-end. Besides, we illustrate the effect of different desynchronization distortions on the watermark training, which confirms the necessity of the self-synchronization process. Extensive experiments demonstrate the superiority of our method over other SOTAs.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, DeepL