矢量工程圖的數(shù)字水印研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著 Internet的迅速發(fā)展，各種各樣的數(shù)字多媒體信息包括文本、圖像、音頻、視頻等通過網(wǎng)絡(luò)廣泛傳播。同時網(wǎng)上的信息可以被方便地復(fù)制和修改，因特網(wǎng)上的侵權(quán)問題變得越來越嚴(yán)重。因此，如何保護(hù)作品的版權(quán)已經(jīng)受到人們的廣泛重視。為了解決這個問題，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。同樣互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，為計(jì)算機(jī)工程圖的廣泛應(yīng)用提供了極大的方便，同時隨之帶來了工程圖的版權(quán)保護(hù)問題。數(shù)字水印技術(shù)正成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下矢量工程圖的版權(quán)保護(hù)和侵權(quán)檢測研究的熱點(diǎn)。

2、>　　 數(shù)字水印技術(shù)將特定信息嵌入數(shù)字產(chǎn)品中，是一種新型的版權(quán)保護(hù)機(jī)制，借助數(shù)字水印可以證明原創(chuàng)作者對其數(shù)字產(chǎn)品的所有權(quán)，并作為鑒定、起訴非法侵權(quán)的證據(jù)。一般而言,數(shù)字水印算法按嵌入域可分為空間域方法和變換域方法?？臻g域方法比較簡單，但這類方法對于極小的改動都很脆弱。在許多情況下，即使由于有損壓縮的很小變化也能使整個隱藏信息丟失。變換域方法是在宿主圖像的重要區(qū)域嵌入水印，因而比空間域方法能夠更好地抵抗壓縮、剪切和其它一些圖像處理操作的

3、攻擊。事實(shí)上，這類算法不僅能更好地抵抗各種信號處理操作，而且還保持對人類感觀系統(tǒng)的不可感知性。目前主要有兩種變換域方法：一種是使用離散余弦變換，另一種是使用離散小波變換。
　　 數(shù)字水印技術(shù)在工程圖中的應(yīng)用研究幾乎無人問津，本文參考已有的數(shù)字水印比較成熟的算法，將最本質(zhì)的、極富版權(quán)意義的二值圖像作為水印嵌入到矢量工程圖中，實(shí)現(xiàn)保護(hù)矢量工程的知識產(chǎn)權(quán)。算法基于ObjectARX 技術(shù)，取出原始工程圖的直線實(shí)體頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行分組、排序

4、，通過離散小波變換將其分解成不同空間和頻率上的復(fù)值系數(shù)，然后將水印嵌入到小波系數(shù)的幅值中。檢測時以之與被測圖數(shù)據(jù)比較，計(jì)算相關(guān)系數(shù)，判斷水印有無。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在保證完美透明性的前提下，具備相當(dāng)?shù)慕研浴?br>　　 本文主要研究工作及創(chuàng)新如下：
　　 1.分析了數(shù)字水印技術(shù)的提出背景和研究意義、國內(nèi)外關(guān)于數(shù)字水印的研究現(xiàn)狀；介紹了數(shù)字水印的概念、基本特性、分類和數(shù)字水印系統(tǒng)的通用模型，以及典型的數(shù)字水印嵌入與提取算法，

5、分析了數(shù)字水印的攻擊方法及衡量指標(biāo)，最后分析了數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 2.綜述了矢量圖數(shù)字水印技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并重點(diǎn)介紹了矢量圖數(shù)字水印的基本概念、分類方法、典型算法和攻擊手段。概述了目前國內(nèi)外針對矢量工程圖水印技術(shù)所做的相關(guān)工作，分析了矢量工程圖在數(shù)據(jù)表示及使用方式上的特點(diǎn)、矢量工程圖嵌入數(shù)字水印的要求以及矢量工程圖數(shù)據(jù)信息冗余的類型；按空域、變換域及參數(shù)變換分類方法，概括了目前典型的針對矢量工程圖數(shù)據(jù)的數(shù)字水印算法，討論

6、了其優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 3.對小波變換的理論進(jìn)行研究，介紹了小波的定義和小波變換的基本原理，包括連續(xù)小波變換和離散小波變換(DWT)，分析了小波多分辨率分析思想，并且給出了圖像小波變換的基本原理和方法，分析了小波變換在數(shù)字水印中的應(yīng)用和它的優(yōu)點(diǎn)。分析小波各級系數(shù)的方法。通過對小波分解后的各個子圖像的能量、均值、方差的比較，得出小波圖像各個子帶重要性順序。并分析了圖像離散余弦變換后的能量圖，找出水印最佳嵌入位置。本文詳細(xì)分析了相關(guān)的技

7、術(shù)之外，提供了一些基本原理和基本方法，為DWT和統(tǒng)計(jì)水印在矢量圖中的應(yīng)用提供了理論上可行的解決方案。
　　 4．研究了水印的預(yù)處理技術(shù)。特別是對 Arnold 變換做了深入研究，并計(jì)算出了不同階數(shù)下二維 Arnold 變換的周期。
　　 5.引入了統(tǒng)計(jì)水印概念，針對矢量工程圖的特點(diǎn)，提出了比現(xiàn)有特征水印算法更優(yōu)的基于DWT的矢量工程圖水印算法，與傳統(tǒng)的利用特征參數(shù)的算法相比，這種算法更快捷、實(shí)用和直觀。通過對矢量工程圖的

8、特點(diǎn)及表示形式、存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)工程圖中大量存在直線實(shí)體，在其坐標(biāo)集合中加水印是一個可行的方案，可以通過對描述直線實(shí)體的坐標(biāo)做微小的擾動，在不影響數(shù)據(jù)精度的前提下來達(dá)到隱藏信息的目的?；诖耍鶕?jù)工程圖的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于統(tǒng)計(jì)特性的數(shù)字水印添加技術(shù)，實(shí)現(xiàn)矢量工程圖的版權(quán)保護(hù)，并且為了增加系統(tǒng)的安全性，首先對水印信息進(jìn)行置亂操作，然后再把置亂后的水印嵌入到工程圖中。具體嵌入時，首先按照將矢量工程圖中廣泛存在的直線的頂點(diǎn)坐標(biāo)提取