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Privacidad-preservando descripción de imágenes con cifrado parcial y aprendizaje profundo

Autores: Martin, Antoinette Deborah; Moon, Inkyu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Privacidad-preservando descripción de imágenes con cifrado parcial y aprendizaje profundo


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Subtitulado de imágenes
Preocupaciones de privacidad
Cifrado parcial
Codificación de Doble Fase Aleatoria (DRPE)
Aprendizaje profundo
Regiones sensibles

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Aunque la descripción de imágenes ha ganado un interés notable, se plantean preocupaciones de privacidad porque depende en gran medida de las imágenes, y existe un riesgo de exponer información sensible en los datos de la imagen. En este estudio, se propone un marco de descripción de imágenes que preserva la privacidad y que aprovecha el cifrado parcial utilizando la Codificación de Fase Doble Aleatoria (DRPE) y el aprendizaje profundo para abordar las preocupaciones de privacidad. A diferencia de los métodos anteriores que dependen de un cifrado completo o enmascaramiento, nuestro enfoque implica cifrar regiones sensibles de la imagen mientras se preserva la estructura general y el contexto de la imagen. El cifrado parcial garantiza que la información de las regiones sensibles se conserve en lugar de perderse al enmascararla con un recuadro negro o gris. También permite que el modelo procese regiones cifradas y no cifradas, lo cual podría ser problemático para modelos con imágenes completamente cifradas. Nuestro marco sigue una arquitectura codificador-decodificador donde un codificador de doble flujo basado en ResNet50 extrae características de las imágenes parcialmente cifradas, y se emplea una arquitectura de transformador en el decodificador para generar descripciones a partir de estas características. Utilizamos el conjunto de datos de Flickr8k y ciframos las regiones sensibles utilizando DRPE. Las imágenes parcialmente cifradas se alimentan al codificador de doble flujo, que procesa las partes real e imaginaria de las regiones cifradas por separado para una extracción efectiva de características. Nuestro modelo se evalúa utilizando métricas estándar y se compara con modelos entrenados en las imágenes originales. Nuestros resultados demuestran que nuestro método logra un rendimiento comparable a los modelos entrenados en imágenes originales y enmascaradas, y supera a los modelos entrenados en datos completamente cifrados, verificando así la viabilidad del cifrado parcial en la descripción de imágenes que preserva la privacidad.

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