图学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 1112-1120.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2023061112
收稿日期:2023-07-11
接受日期:2023-10-09
出版日期:2023-12-31
发布日期:2023-12-17
作者简介:第一联系人:王大阜(1981-),男,馆员,硕士。主要研究方向为网络安全、知识图谱和推荐系统。E-mail:wdf@cumt.edu.cn
基金资助:
WANG Da-fu1(
), WANG Jing1, SHI Yu-kai2, DENG Zhi-wen1, JIA Zhi-yong1
Received:2023-07-11
Accepted:2023-10-09
Online:2023-12-31
Published:2023-12-17
About author:First author contact:WANG Da-fu (1981-), librarian, master. His main research interests are network security, knowledge graph and recommendation systems. E-mail:wdf@cumt.edu.cn
Supported by:摘要:
针对当前社交媒体平台缺乏图像隐私泄露预警机制的问题,提出基于YOLOv8模型的图像隐私目标检测优化方案,以降低用户分享图像时泄露隐私的风险。以YOLOv8作为基线模型,将瓶颈转换器(BoT)模块融入主干网络,以捕获全局上下文信息,建模长距离依赖关系。同时引入加权双向特征金字塔网络(BIFPN)结构改进颈部网络,促进多尺度特征的深度融合。在此基础上,基于深度迁移学习方法,对YOLOv8预训练模型进行微调并训练,以实现图像隐私的自动化检测。通过LabelImg标注工具构建隐私图像数据集,在迁移学习方式下,将常见的YOLO系列模型与改进的YOLOv8相比较。结果表明:YOLOv8在基线模型中的表现较好,而本文改进模型的F1值达到0.885,mAP@.5值达到0.927,相较于YOLOv8分别提升了4.0%和3.4%,其检测精度效果显著,能够应对图像隐私检测的应用场景。
中图分类号:
王大阜, 王静, 石宇凯, 邓志文, 贾志勇. 基于深度迁移学习的图像隐私目标检测研究[J]. 图学学报, 2023, 44(6): 1112-1120.
WANG Da-fu, WANG Jing, SHI Yu-kai, DENG Zhi-wen, JIA Zhi-yong. Research on image privacy detection based on deep transfer learning[J]. Journal of Graphics, 2023, 44(6): 1112-1120.
| 隐私类别 | 相关子项 |
|---|---|
| 个人基本信息 | 生日、学/工号、家庭关系、社交关系、职业、教育经历、工作单位、吸烟、酗酒、性取向 |
| 生物识别信息 | 指纹、虹膜、人脸特征、身体裸露、基因信息 |
| 健康信息 | 病历、体检记录、住院记录、生病状况 |
| 证件信息 | 身份证、军官证、护照、驾驶证、户口本、学生证、准考证、车牌 |
| 通讯信息 | 电话号码、电子邮箱、通讯录、通信 内容 |
| 位置信息 | 行踪轨迹、精准定位、住宿信息、车票 |
| 财产信息 | 银行账户、交易记录、借贷信息、房产信息、票据 |
表1 隐私类别列表
Table 1 Privacy category list
| 隐私类别 | 相关子项 |
|---|---|
| 个人基本信息 | 生日、学/工号、家庭关系、社交关系、职业、教育经历、工作单位、吸烟、酗酒、性取向 |
| 生物识别信息 | 指纹、虹膜、人脸特征、身体裸露、基因信息 |
| 健康信息 | 病历、体检记录、住院记录、生病状况 |
| 证件信息 | 身份证、军官证、护照、驾驶证、户口本、学生证、准考证、车牌 |
| 通讯信息 | 电话号码、电子邮箱、通讯录、通信 内容 |
| 位置信息 | 行踪轨迹、精准定位、住宿信息、车票 |
| 财产信息 | 银行账户、交易记录、借贷信息、房产信息、票据 |
| 隐私类别 | 标注类别 | 总计 |
|---|---|---|
| 个人基本信息 | Personal | 269 |
| 生物识别信息 | Biometrics | 307 |
| 健康信息 | Health | 300 |
| 证件信息 | Certification | 479 |
| 通讯信息 | Communication | 152 |
| 位置信息 | Location | 149 |
| 财产信息 | Property | 281 |
表2 隐私图像数据集分布列表
Table 2 Private image dataset distribution list
| 隐私类别 | 标注类别 | 总计 |
|---|---|---|
| 个人基本信息 | Personal | 269 |
| 生物识别信息 | Biometrics | 307 |
| 健康信息 | Health | 300 |
| 证件信息 | Certification | 479 |
| 通讯信息 | Communication | 152 |
| 位置信息 | Location | 149 |
| 财产信息 | Property | 281 |
| 模型 | P | R | F1 | mAP@.5 | FPS |
|---|---|---|---|---|---|
| YOLOv3 | 0.732 | 0.674 | 0.709 | 0.717 | 47 |
| YOLOv4 | 0.779 | 0.697 | 0.736 | 0.766 | 94 |
| YOLOv5 | 0.875 | 0.762 | 0.815 | 0.850 | 133 |
| YOLOv7 | 0.862 | 0.662 | 0.749 | 0.784 | 112 |
| YOLOX | 0.869 | 0.748 | 0.803 | 0.832 | 78 |
| YOLOv8 | 0.863 | 0.834 | 0.848 | 0.896 | 226 |
| 本文模型 | 0.906 | 0.865 | 0.885 | 0.927 | 203 |
表3 多种YOLO模型的指标结果
Table 3 Indicator results of multiple YOLO models
| 模型 | P | R | F1 | mAP@.5 | FPS |
|---|---|---|---|---|---|
| YOLOv3 | 0.732 | 0.674 | 0.709 | 0.717 | 47 |
| YOLOv4 | 0.779 | 0.697 | 0.736 | 0.766 | 94 |
| YOLOv5 | 0.875 | 0.762 | 0.815 | 0.850 | 133 |
| YOLOv7 | 0.862 | 0.662 | 0.749 | 0.784 | 112 |
| YOLOX | 0.869 | 0.748 | 0.803 | 0.832 | 78 |
| YOLOv8 | 0.863 | 0.834 | 0.848 | 0.896 | 226 |
| 本文模型 | 0.906 | 0.865 | 0.885 | 0.927 | 203 |
| 模型 | P | R | F1 | mAP@.5 |
|---|---|---|---|---|
| YOLOv8 | 0.863 | 0.834 | 0.848 | 0.896 |
| YOLOv8-BoT | 0.885 | 0.852 | 0.868 | 0.913 |
| YOLOv8-BiFPN | 0.873 | 0.847 | 0.860 | 0.904 |
表4 YOLOv8消融实验的指标结果
Table 4 Indicator results of YOLOv8 ablation experiment
| 模型 | P | R | F1 | mAP@.5 |
|---|---|---|---|---|
| YOLOv8 | 0.863 | 0.834 | 0.848 | 0.896 |
| YOLOv8-BoT | 0.885 | 0.852 | 0.868 | 0.913 |
| YOLOv8-BiFPN | 0.873 | 0.847 | 0.860 | 0.904 |
图7 正确检测结果样例
Fig. 7 Examples of correct detection results ((a) Health; (b) Biometrics; (c) Personal; (d) Biometrics and Property; (e) Location; (f) Personal)
| [1] |
李凤华, 孙哲, 牛犇, 等. 跨社交网络的隐私图片分享框架[J]. 通信学报, 2019, 40(7): 1-13.
DOI |
|
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DOI |
|
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