三維模型密寫和圖像密寫分析研究.pdf

1、隨著三維應(yīng)用的發(fā)展,三維模型成為繼文本、圖像、視頻、音頻之后的新型密寫載體,由于三維模型數(shù)據(jù)量小、頂點數(shù)據(jù)的不規(guī)則采樣和頂點排序的無序性等特點,使三維模型密寫在嵌入容量、失真度方面面臨挑戰(zhàn),需要進一步深入研究。同時,密寫分析技術(shù)以其在軍事、情報、國家安全方面的重要性,也成為研究人員深入探索的強大動力。密寫和密寫分析作為相互對抗的技術(shù),正是在不斷的攻防中完善、改進。
　　 本文致力于三維模型密寫和圖像密寫分析的研究:通過對三維模型

2、幾何特性和表示方法的深入研究,從失真度、嵌入容量的角度出發(fā),設(shè)計三維網(wǎng)格和點云模型密寫算法；通過針對性的分析和研究彩色圖像密寫、JPEG MB2密寫及小波域密寫,探討行之有效的針對彩色圖像密寫、JPEG MB2密寫及小波域密寫的密寫分析方法。本文主要工作包括:
　　 1.在三維網(wǎng)格模型密寫方面,分別從失真度和嵌入容量的角度出發(fā),提出了基于幀化采樣的自適應(yīng)空域和變換域密寫算法。算法的基本思想是將視頻流的幀采樣方法引入三維網(wǎng)格模型的

3、空間分解,將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維平面幀數(shù)據(jù),應(yīng)用二維平面嵌入方法嵌入信息。在空域嵌入中,設(shè)計了多重QIM空域嵌入方法,應(yīng)用頂點權(quán)重分析方法自適應(yīng)的確定每個頂點的嵌入容量,在獲得大嵌入容量的同時,優(yōu)化了嵌入失真；在小波域嵌入中,通過構(gòu)造廣義灰度圖,在小波域隱馬爾科夫模型的零樹結(jié)構(gòu)中嵌入信息,獲得了大的密寫嵌入容量。實驗表明,提出的兩種三維網(wǎng)格模型密寫算法具有自適應(yīng)、大容量、低失真的優(yōu)點。
　　 2.在三維點云模型密寫方面,從嵌入容量

4、角度出發(fā),提出了一種基于自相似壓縮的大容量空域密寫算法。鑒于三維點云模型表面具有重復(fù)模式或相似結(jié)構(gòu)的幾何特征,算法將自相似壓縮方法引入三維點云模型的空間分割和聚類,構(gòu)造自相似分塊單元、自相似鏈及壓縮碼本；在信息嵌入中,選取壓縮碼本中的樣本分塊單元作為嵌入基準(zhǔn),設(shè)計了基于頂點匹配和空間位移的自相似空間匹配方法(SSPM),在可嵌入頂點嵌入容量至少達(dá)到4比特。實驗表明,提出的三維點云模型密寫算法具有大容量、低失真、高安全性的特點。
　

5、　 3.提出了一種針對彩色圖像密寫的盲密寫分析算法。鑒于信息嵌入對彩色圖像顏色通道相關(guān)性的影響,算法的關(guān)鍵在于針對彩色圖像任意二個顏色通道間梯度方向隨機序列及顏色梯度和隨機序列等四個序列,進行基于Hilbert-Huang變換(HHT)的序列分析。在序列分析中,通過對四個隨機序列進行經(jīng)驗?zāi)Ｊ?EMD)分解,構(gòu)建基于Hilbert譜的特征向量。在此特征向量基礎(chǔ)上構(gòu)建的SVM分類器實現(xiàn)了對彩色圖像密寫的高準(zhǔn)確率分析,具有特征向量維數(shù)低和誤

6、檢率低的特點,對彩色圖像的密寫分析性能優(yōu)于現(xiàn)有分析方法。
　　 4.通過分析JPEG圖像的離散余旋變換(DCT)系數(shù)直方圖在MB2密寫前后的特性,提出了一種針對JPEG MB2密寫的專用密寫分析算法。算法的關(guān)鍵在于應(yīng)用JPEG圖像DCT系數(shù)一階直方圖與其Cauchy擬合分布模型的系數(shù)一階直方圖之間的差值序列作為相關(guān)性度量,構(gòu)造特征序列,應(yīng)用HHT變換進行序列分析,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的SVM分類器能有效的對JPEG MB2密寫生成的含