二維工程圖的半脆弱可逆數(shù)字水印算法研究.pdf

1、隨著數(shù)字技術、多媒體網絡技術的迅速發(fā)展和應用，信息安全越來越受到人們的重視。在所有的安全機制中，信息隱藏技術廣泛應用于產權保護、多媒體信息的認證及隱秘信息傳輸?shù)阮I域。二維工程圖因具有數(shù)據精度高、可無損縮放和易于存儲等特點，在工程設計行業(yè)中得到了廣泛應用。然而，隨之而來的版權侵犯和非法篡改等問題也日益突出。數(shù)字水印技術作為一種版權保護和內容認證的手段，近年來已在矢量圖領域得到一定的發(fā)展。傳統(tǒng)的水印方案會對矢量數(shù)據造成永久的失真，因此不適用

2、于對數(shù)字媒體本身的完整性、真實性要求很高的應用場合。可逆水印技術的出現(xiàn)很好地滿足了這類應用的需求。此外，由于數(shù)字媒體易被編輯篡改，因此也需要脆弱水印對工程圖的完整性進行驗證。
　　本文系統(tǒng)介紹了可逆水印和脆弱水印的相關理論知識，包括水印嵌入和提取框架，水印特征和主要算法等，在總結分析當前二維CAD工程圖形可逆水印和脆弱水印的國內外研究現(xiàn)狀及存在的問題后，深入研究了面向工程圖形的半脆弱和可逆水印技術，并提出了三種面向內容認證的可逆水

3、印算法。論文的主要工作包括:
　　提出了一種具有精確篡改定位的半脆弱可逆水印算法。該算法首先提取二維工程圖形中所有實體的頂點進行分組，并計算所有頂點到參考頂點的相對距離，然后在相對距離因子中嵌入分組編號信息。該算法不僅具有較大的水印容量和較好的不可見性，且對不改變圖形完整性的平移、旋轉和均勻縮放操作具有良好的魯棒性。此外，該算法還能對修改、刪除和增加實體等惡意篡改攻擊進行精確的定位。
　　針對二維CAD工程圖相鄰頂點坐標和相

4、位差值直方圖的特點，提出了兩種基于直方圖平移的可逆水印算法。第一種算法HSC利用相鄰坐標的相關性，獲取坐標值的整數(shù)部分構建差值直方圖，尋找峰值并嵌入水印信息。該算法能獲取較高的水印容量和較好的不可見性。HS_P算法則以相位值整數(shù)部分作為載體數(shù)據，通過相鄰相位差值直方圖的平移隱藏信息。該算法對平移、旋轉和均勻縮放操作均具有良好的魯棒性。
　　設計并實現(xiàn)二維CAD工程圖形的內容認證水印系統(tǒng)，驗證了本文提出的水印算法的有效性。