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2025年 第43卷 第3期    刊出日期：2025-05-30

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2025, 43(3):  0-0. 

摘要 ( 21 )   PDF (85KB) ( 10 )  

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2025, 43(3):  1-0. 

摘要 ( 14 )   PDF (47KB) ( 3 )  

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数字媒体取证与安全

基于文本水印的AIGC用户溯源技术

宋轶, 刘功申

2025, 43(3):  361-369.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.001

摘要 ( 24 )   PDF (563KB) ( 9 )  

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本文主要针对文本水印技术在中文语境下研究的不足，使用修改式水印与生成式水印两种方案对于中英文文本水印技术进行了实现。利用针对英文的Bert模型和针对中文的WoBert模型，设计了可移植的词替换水印模块，通过替换源文本中指定词元的方式在源文本中嵌入水印信息。对于生成式水印，采用对抗生成式文本水印模型，在中文语料上进行了针对性地修改与迁移，以适应中文文本的语义结构和语言习惯。使用中英文下的人类-ChatGPT对比语料库进行实验，结合准确与语义两方面的文本水印评估指标对2个数据集下不同模型的水印质量进行了评估，以说明水印在多种语料下的有效性。

网格谱系数下不可见性指导的鲁棒水印算法

吴肖, 黄樱, 宋春花, 关虎, 牛保宁

2025, 43(3):  370-386.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.002

摘要 ( 35 )   PDF (4696KB) ( 7 )  

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在版权保护领域，网格水印技术是保护3D模型在传输过程中免受恶意攻击的关键技术，然而现有的网格水印算法并未充分联系空域和频域，对水印嵌入强度的设置规则不够清晰。针对此问题，本文提出了一种受不可见性指导的鲁棒水印算法（robust watermarkingalgorithm guided by invisibility,RWGI）。以三维网格的拉普拉斯变换为对象，在水印嵌入过程中对空域不可见性评价指标与频谱域嵌入强度的关系进行建模，使水印的嵌入受到不可见性指标的调控，保证了水印嵌入强度的按需量化；针对该指导的实施过程，设计了一种基于绝对值的谱系数寻优策略和一种简单高效的网格分块算法。实验表明，本文提出的算法具有良好的不可见性和对常见攻击的鲁棒性，且能保证水印嵌入强度对模型尺度的自适应。

基于空间位置优化的多通道PVO可逆信息隐藏

周彤洋, 唐鑫, 许晨, 宋楚乔, 白晶, 邹一飞

2025, 43(3):  387-402.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.003

摘要 ( 28 )   PDF (2111KB) ( 9 )  

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本文提出了一种基于空间位置优化的多通道像素值排序算法，该方法将目标图像划分为多个3￡3像素的子块，充分利用各个像素的空间位置关系，将所有像素分成两部分进行两轮嵌入，第1轮基于空间位置对像素块的边缘像素预测嵌入，第2轮则先对部分像素值进行重新生成，再基于多通道像素值排序的算法对像素值进行中间像素排序嵌入，充分利用了空间位置和像素值大小的相关性。实验结果表明，像素值的重新生成提高了多通道排序算法中的嵌入效率。本文算法在保证可逆性的前提下，不但提升了嵌入容量，而且在峰值信噪比方面表现优异，保证了嵌入后的图像质量，可满足实际应用需求。

基于跨模态学习的鲁棒文本隐写

马婷, 谭云, 秦姣华, 向旭宇

2025, 43(3):  403-414.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.004

摘要 ( 19 )   PDF (1545KB) ( 5 )  

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本文提出一种基于跨模态学习的鲁棒文本隐写方法，通过生成与图像语义一致的语句进行秘密信息的嵌入。将图像的语义特征与区域特征融合，提高文本的生成质量，并在训练阶段设计一个随机丢词的攻击层，进一步提高了隐写文本的鲁棒性。在实验部分，从抗文本攻击和抗图像攻击两个方面验证了所提出方法的鲁棒性。结果表明，所提出的隐写方法在文本生成质量与鲁棒性方面均获得了较好的性能，有效提升了隐写文本的认知隐蔽性。

计算机科学与应用

一种基于改进深度确定性策略梯度的移动机器人路径规划算法

张庆玲, 倪翠, 王朋, 巩慧

2025, 43(3):  415-436.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.005

摘要 ( 34 )   PDF (2864KB) ( 8 )  

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深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient,DDPG）算法采用ActorCritic框架结构，保证移动机器人运动的连续性。但Critic网络在计算值函数（Q值）时，没有充分考虑各种状态和动作的差异，导致Q值估计不准确；其次，DDPG奖励函数设置过于稀疏，容易导致模型训练时收敛慢；另外，随机均匀采样方式无法高效且充分地利用样本数据。针对上述问题，该文在DDPG的基础上，引入决斗网络来提高Q值的估计精度；优化设计奖励函数以引导移动机器人更加高效合理地运动；将单一经验池分离为双经验池，并采用动态自适应采样机制来提高经验回放的效率。最后，利用机器人操作系统和Gazebo平台搭建的仿真环境进行实验，结果表明，所提算法与DDPG算法相比，训练时间缩短了17.8%，收敛速度提高了57.46%，成功率提高了3%；与其他算法相比，该文所提算法提高了模型训练过程的稳定性，大大提升了移动机器人路径规划的效率和成功率。

基于对比学习的半监督加密流量分类模型

金彦亮, 方洁, 高塬, 周嘉豪

2025, 43(3):  437-450.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.006

摘要 ( 23 )   PDF (1092KB) ( 13 )  

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针对大多数加密流量分类（encrypted traffic classification,ETC）模型由于标签数据稀缺而导致的性能下降问题，提出了一个基于对比学习的半监督加密流量分类（semisupervised encrypted traffic classification based on contrastive learning,SSETC-CL）模型。通过比较样本之间的相似性和差异性，SSETC-CL模型能够从大量无标注数据中学习到有用的表示，从而获得一个通用且优秀的特征编码网络，降低了下游任务对标签数据的依赖。本文在公有数据集ISCXVPN2016以及两个自采数据集上对SSETC-CL模型进行了评估。与其他基准模型相比，SSETC-CL模型在设定任务上的表现最佳，准确率最大提升了8.92%。实验结果表明，SSETC-CL模型不仅在预训练模型已知的流量上具有较高的精度，而且具备将预训练模型所获得的知识应用于未知流量的迁移能力。

基于关键帧的频域多特征融合的Deepfake视频检测

王金伟, 张玫瑰, 张家伟, 罗向阳, 马宾

2025, 43(3):  451-462.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.007

摘要 ( 25 )   PDF (1379KB) ( 13 )  

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现有的Deepfake视频检测方法为节约计算资源，避免数据冗余，大多随机选取视频的多帧或部分段作为检测对象，因而会降低检测对象的表征能力以及限制检测的性能。此外，现有算法在单一数据集上的检测效果良好，但在跨数据集检测时性能下降严重，泛化能力有待进一步提升。为此，提出了一种基于关键帧的频域多特征融合的Deepfake视频检测算法。利用频域的均方误差提取关键帧作为检测对象，并将频域学习主帧的伪影特征和关键帧间的时间不一致性进行融合后输入到全连接层中，从而获得最终的检测结果。实验结果表明，所提算法在跨数据集检测任务中的性能优于现有算法，具有较强的泛化性。

可验证的隐私保护个性化联邦学习

杨哲, 任艳丽, 钟月歌, 冯国瑞

2025, 43(3):  463-474.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.008

摘要 ( 18 )   PDF (631KB) ( 7 )  

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为了解决联邦学习中存在的隐私泄露、异构数据下表现不佳的问题，提出了一种可验证的隐私保护个性化联邦学习方案。该方案使用同态加密来保护用户的隐私信息，在密文上计算模型更新的相似度来为用户定制个性化模型，基于环上误差学习困难问题实现了个性化更新的可验证。理论和实验分析表明，所提方案实现了隐私保护，服务器和用户均无法获得其他用户的本地更新和个性化更新，并且隐私保护产生的额外计算开销和通信开销也是可接受的。在非独立同分布和独立同分布场景下，所提方案在2个公开数据集上的准确率高于联邦平均和已有个性化方案。

2000—2020年京津冀城市群城市化与生态环境耦合分析

张永彬, 李春雨, 刘明月, 满卫东, 宋唐雷, 刘雅辉

2025, 43(3):  475-490.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.009

摘要 ( 23 )   PDF (3632KB) ( 6 )  

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以京津冀城市群为研究对象，通过整合夜间灯光数据构建表征城市化的综合灯光指数，整合日光遥感MODIS数据并构建表征生态环境质量的遥感生态指数，研究京津冀城市群2000—2020年间城市化强度与生态环境的时空格局演变，结合耦合协调度模型分析两者的协同发展关系，为京津冀城市群城市化与生态环境和谐共生提供理论支持和科学决策。研究结果显示： 1）京津冀城市群各城市的城市化发展具有空间差异性，呈现中南高、西北低、层次分明的空间格局，2000—2010年为城市化缓慢发展阶段，2010—2020年为城市化迅速发展阶段； 2） 2000—2020年京津冀城市群遥感生态指数波动起伏较大，但在整体上遥感生态环境指数由2000年的0.48增长到2020年的0.58，生态环境质量变好，在生态等级变化上，主要形成差及较差向中等生态等级转变，中等向良好生态等级转变，良好向优生态等级转变的态势； 3） 2000—2020年间京津冀城市群耦合协调类型在转型发展的前提下，由濒临失调—城市化滞后朝着中度协调—生态环境滞后方向过渡发展，城市群在推进城市化的进程中需加强对生态环境的保护。

信号与信息处理

基于双向译码的实体关系抽取方法

刘辉, 张智, 陈宇鹏

2025, 43(3):  491-503.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.010

摘要 ( 26 )   PDF (655KB) ( 7 )  

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针对现有关系三元组提取方法存在的误差传播、嵌套三元组难提取和主客体难对齐等问题，从实体抽取、主客体对齐和关系判断3个子任务的全新视角出发，提出了一种新的基于联合实体关系抽取框架的双向译码解码模型。其中，双向抽取框架极大地减少了级联误差传播；基于注意力机制的译码解码方法能够有效处理常规方法嵌套三元组难提取的问题，并有效对齐了主体和客体；关系判断模块的二部图方法充分挖掘了实体对之间的关系，实现了准确高效的关系判断。公开数据集上的实验结果验证了所提模型的性能。

基于虚拟块的加密域图像可逆信息隐藏算法

唐鑫, 付耀文, 张逸, 陈海欣, 周艺腾

2025, 43(3):  504-518.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.011

摘要 ( 34 )   PDF (4544KB) ( 6 )  

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自适应最高有效位预测（adaptive most significant bit prediction,AMP）是当前实现加密域可逆信息隐藏的一种重要算法。通过比较分块内首像素与其余像素，提取出公共最高有效位并用于像素预测，可节省空间嵌入秘密信息。然而，分块内首像素与其他像素差异较大，会制约嵌入容量。为解决这个问题，本文将分块内嵌入数据时没有变化的像素聚集，构建为虚拟像素块。通过对虚拟像素块再次执行AMP算法，实现对当前方案嵌入容量的提升。为进一步增加虚拟像素块的数量，本文提出一种填充策略。以2×2的像素块为例，在分块嵌入容量足够大时，通过填充固定比特位增加像素相关性，使得嵌入过程中前两个像素保持不变，这样全部可用来构建虚拟块。因为填充策略构建T字段并提出新的32 bits像素结构，该结构能够提升像素相关性从而提升嵌入容量。通过在真实世界数据集上开展实验，结果表明本文所提算法相比当前的主流AMP算法，能够在保证可逆的前提下大幅提高嵌入容量。

基于土壤质地的南平市建阳区耕地土壤有机碳预测

叶晴, 许业辉, 李慧川, 马丹, 张黎明

2025, 43(3):  519-529.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.012

摘要 ( 28 )   PDF (1644KB) ( 5 )  

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针对丘陵山地耕地土壤有机碳预测精度低的问题，研究了一种基于多时相遥感影像构建土壤质地的混合随机森林（random forest,RF）模型的数字土壤制图方法。以2008年979个土壤样点数据、2007—2010年30 m的Landsat 5 TM影像、12.5 m的数字高程模型（digital elevation model,DEM）、1 km的气象数据为数据源，提取遥感因子、地形因子和气象因子，然后分别构建基于土壤质地类型的RF模型和基于土壤质地分类概率的混合RF模型，对比分析单时相与多时相的全局RF模型精度，并进一步对比分析混合RF与全局RF预测土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）的精度，最后筛选最佳模型预测南平市建阳区耕地SOC含量。结果表明：引入多时相合成的Landsat 5 TM遥感影像后，整体上SOC预测精度比单时相更高；与全局RF相比，基于土壤质地分类概率的混合RF模型的精度显著提高，R²提升53.57%，RMSE下降11.20%； SOC总体上呈现西部高而中东部低的空间特征，在边界区域较为平滑和连续。证明引入多时相的Landsat5 TM影像和基于土壤质地分类概率的混合RF模型可有效提高丘陵山地耕地SOC的制图精度。

控制与系统

双臂空间机器人预定时间轨迹跟踪控制

洪梦情, 王群, 刘家银

2025, 43(3):  530-540.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2025.03.013

摘要 ( 20 )   PDF (1082KB) ( 6 )  

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针对受到未知外部扰动的自由漂浮双臂空间机器人末端轨迹跟踪问题，提出了一种预定时间非奇异滑模控制方法，使双臂末端可以在预先设定的时间内达到稳定状态。首先，利用拉格朗日法建立双臂空间机器人的动力学模型。其次，基于预定时间稳定理论，设计了一种预定时间非奇异滑模面。所设计的滑模面不仅可以预先设置系统稳定时间，而且有效避免了预定时间控制中的奇异性问题。通过构造Lyapunov函数对闭环控制系统进行稳定性分析。最后，以平面两关节双臂空间机器人为研究对象进行仿真实验，仿真结果验证了所提控制算法的有效性。