基于区域选择的医学图像可逆对抗样本

来源：上海理工大学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：张永东，黄霖，周亮，陈立范，王宏杰，孔平

单位：上海理工大学 健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093,上海健康医学院 协同科研中心，上海 201318,上海健康医学院 文理教学部，上海 201318,上海健康医学院 文理教学部，上海 201318,上海健康医学院 文理教学部，上海 201318

摘要：针对现有可逆对抗样本生成方法在医学图像中适用性较差的问题，提出一种基于区域选择的医学图像可逆对抗样本生成方法。具体地，通过利用生成对抗网络生成精确而微小的对抗扰动，并结合区域分割模块，选择性地将扰动限制到对诊断结果没有影响的区域，确保医学图像能拥有高攻击性能的同时仍能保持其临床可用性。此外，为了保证原始图像能够无损地得到恢复，利用可逆信息隐藏算法将添加的对抗扰动可逆地嵌入到图像之中，以保证授权机构能够合法和安全地使用。为了防止可逆嵌入的溢出问题，在进行嵌入前对这些扰动采用无损压缩技术进行压缩，以降低对抗扰动的大小，减轻因为嵌入带来的图像攻击能力和视觉质量的下降。实验结果表明，本文方法生成的可逆对抗样本平均攻击成功率、峰值信噪比和结构相似性分别为89.27%、29.54 dB和0.7922，比几种经典的可逆对抗样本生成方法的性能更加优秀。

关键词：可逆对抗样本;医学图像;生成对抗网络;可逆信息隐藏;对抗扰动

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61902239）；上海市浦江人才计划（22PJD031）