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基于数字图像和细分曲面的水印技术研究

作　者: 张新法
导　师: 秦茂玲
学　校: 山东师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 数字水印小波变换人眼视觉模型细分曲面鲁棒性
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 51次
引　用: 1次
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内容摘要

随着计算机技术和网络应用的迅猛发展,人们的日常生活与工作越来越趋于数字化和网络化。大量私有数据在网络上的传播、网络交易日益风行,使传统的版权保护手段和数据安全技术面临极大的挑战和某些难以克服的困难,数字水印技术由此孕育而生。数字水印是一种新型实用的信息隐藏和版权保护技术,近年来已经引起了极大的关注并得到迅速发展。数字水印技术是通过在原始数据中嵌入秘密信息来证实该数据的所有权。被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等。水印通常是不可见或不可察的,它与原始数据紧密结合并隐藏其中,成为源数据不可分离的一部分,并可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。因此研究数字水印技术对于数字媒体的版权保护有其重要意义。本文以静态数字图像和三维网格模型为研究对象,在总结数字水印的发展背景和基本理论框架的基础上,提出了两种嵌入水印的方法:一种是基于人类视觉特性HVS和离散小波变换DWT的数字水印算法,另一种是基于细分曲面的网格水印技术算法。本文主要完成了以下工作:首先,在查阅了大量国内外有关数字图像和三维网格水印文献的基础上,介绍了有关数字水印的基本概念以及主要应用领域,总结了目前国内外数字水印技术的研究现状及发展动态。其次,讨论了小波变换的基本知识,阐述了数字水印中涉及的人类视觉特性HVS的简单功能模型,以及细分曲面的Loop细分模式。然后,在上述理论的基础上,本文提出了一种基于人类视觉特性HVS和离散小波变换DWT的数字水印算法。提出的算法先对原始图像进行三层小波变换,然后考虑人类视觉系统(HVS)的亮度掩蔽特性和纹理掩蔽特性,折衷水印的隐蔽性和鲁棒性之间的矛盾,搜索适合水印嵌入的位置,嵌入水印,最后进行逆变换提取水印即可。实验证明该算法具有较好的稳健性,对于数字产品的版权保护具有实际意义。最后,对数字水印在三维网格中的应用做了一些有益的探讨和尝试,提出了一种基于细分曲面的网格水印技术。将初始网格迭代数次以使网格的顶点数足够多,然后取出一部分顶点坐标用来嵌入水印,嵌入水印后的网格作为新的初始网格。实验表明该算法能有效抵抗对3D网格的多种攻击。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章绪论  11-24
  1.1 引言  11-12
  1.2 数字水印的基本概念  12-15
    1.2.1 数字水印的定义  12
    1.2.2 数字水印的基本特性  12-13
    1.2.3 数字水印的分类  13-15
  1.3 数字水印的主要应用领域  15-16
  1.4 数字水印的研究现状与发展动态  16-22
    1.4.1 国内外数字图像水印技术研究现状  16-18
    1.4.2 国内外三维几何模型数字水印研究现状  18-20
    1.4.3 数字水印技术的重点发展方向  20-22
  1.5 本文的研究内容与章节安排  22-24
第二章小波理论基础  24-30
  2.1 引言  24-25
    2.1.1 小波分析理论由来  24-25
    2.1.2 小波分析理论应用领域  25
  2.2 小波变换的特点  25-26
  2.3 小波变换  26-29
    2.3.1 连续小波变换  26-27
    2.3.2 离散小波变换  27
    2.3.3 多分辨率分析  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章基于数字图像的水印技术研究  30-43
  3.1 数字图像水印简介  30-35
    3.1.1 数字图像水印的定义  30-31
    3.1.2 数字图像水印的典型算法  31-34
    3.1.3 数字图像水印的攻击方法  34-35
  3.2 HVS(Human Visual System)简介  35-37
    3.2.1 HVS 简单功能模型  35-36
    3.2.2 视觉模型  36
    3.2.3 小波域HVS 模型和JND 门限  36-37
    3.2.4 HVS 的应用  37
  3.3 基于人类视觉特性HVS 和离散小波变换DWT 的数字水印算法  37-42
    3.3.1 数字水印的嵌入原理[47,48,49]  38-39
    3.3.2 改进的HVS[51,52]技术  39-40
    3.3.3 基于DWT 和改进的HVS 技术的数字水印算法  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于细分曲面的网格水印技术研究  43-52
  4.1 网格水印技术简介  43-45
    4.1.1 三维网格数字水印的概念  43
    4.1.2 三维网格模型水印特点  43-44
    4.1.3 三维网格模型水印算法  44-45
    4.1.4 亟待解决的问题  45
  4.2 细分曲面简介  45-48
    4.2.1 细分曲面的定义  45-46
    4.2.2 Loop 细分模式  46-47
    4.2.3 三维网格的数据结构表示  47-48
  4.3 基于细分曲面的网格水印技术  48-51
    4.3.1 水印嵌入（图4-3）  48-49
    4.3.2 水印提取（图4-4）  49-50
    4.3.3 实验结果与分析  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章结论与展望  52-54
  5.1 工作总结  52
  5.2 进一步的工作展望  52-54
参考文献  54-59
致谢  59

基于数字图像和细分曲面的水印技术研究

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