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基于分数阶傅立叶变换的工程图水印研究

作　者: 康菁菁
导　师: 张汗灵
学　校: 湖南大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 数字水印 工程图 分数阶傅立叶变换 鲁棒性 安全性
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
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内容摘要


数字水印技术是信息隐藏技术的一个分支,是一种有效的实现版权保护的新技术,近年来已成为数字领域的一个研究热点。目前,数字水印研究主要集中在图像、视频、文本等方面,然而工程图作为一种图形数据,凝结了设计人员的智慧和汗水,其版权保护也同样十分重要。近年来,图形数据的数字水印技术开始逐渐得到重视。本文对基于空域和频域双域分析的数字水印算法,即分数阶傅立叶变换(FRFT)的工程图水印算法进行了比较深入的研究,主要工作如下:1.对数字水印技术的目的、基本原理、主要方法、应用领域进行了讨论,对国内外研究现状进行了综述。分析了分数阶傅立叶变换理论及其有关性质,并对图形水印和图像水印进行了比较,分析总结了二维图形水印算法的特点和研究现状。2.提出了一种基于分数阶傅立叶变换的非盲检测水印算法,主要用于二维工程图的版权保护。该算法利用了分数阶傅立叶变换双域表达特性的灵活性,将水印嵌入到直线顶点坐标集合的分数阶傅立叶变换频谱中。为了提高算法的抗剪切攻击能力,算法将顶点按坐标区域分组,在工程图中重复嵌入相同的水印信息。实验表明,该算法具有良好的鲁棒性和安全性。3.考虑到非盲检测水印算法在实际应用中的局限性,提出了一种基于分数阶傅立叶变换的工程图盲水印算法。提取二维工程图中直线的相对坐标向量,通过分数阶傅立叶变换得到变换系数。结合分数阶傅立叶变换的线性性质,根据水印的大小将水印嵌入到变换系数幅值的比值当中。该方法是盲水印算法,在提取水印时不需要原始工程图。实验表明,该算法在保证透明性的基础上,对平移、旋转、缩放以及它们的组合攻击具有很好的鲁棒性,同时具有很好的安全性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章 绪论  12-17
  1.1 选题背景  12-13
  1.2 数字水印技术的研究现状  13-15
  1.3 数字水印技术的应用  15-16
  1.4 论文的组织结构  16-17
第2章 数字水印技术概述及二维图形水印研究现状  17-27
  2.1 数字水印的原理  17-23
    2.1.1 数字水印系统框架  17-18
    2.1.2 水印处理系统  18-19
    2.1.3 数字水印的基本特性和分类  19-20
    2.1.4 数字水印的性能分析  20-22
    2.1.5 数字水印的攻击  22-23
  2.2 二维图形水印的特点及研究现状  23-26
    2.2.1 数字图形与数字图像  23
    2.2.2 二维图形水印的特点  23-24
    2.2.3 二维图形水印的研究现状  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章 分数阶傅立叶变换概述  27-34
  3.1 分数阶傅立叶变换的定义  27-29
  3.2 分数阶傅立叶变换的基本性质  29
  3.3 分数阶傅立叶变换的离散算法  29-33
    3.3.1 量纲归一化原理  31
    3.3.2 分解算法  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 基于DFRFT 的工程图非盲检测水印算法  34-45
  4.1 工程图概述  34-36
    4.1.1 工程图和绘制工程图的软件  34
    4.1.2 DXF 格式  34-35
    4.1.3 AutoCAD 数据库  35-36
  4.2 算法描述  36-37
    4.2.1 算法设计  36-37
    4.2.2 算法流程图  37
  4.3 水印的嵌入  37-40
    4.3.1 隐藏容量及工程图的分块  37-38
    4.3.2 水印的生成和置乱  38-39
    4.3.3 嵌入算法  39-40
  4.4 水印提取算法  40
  4.5 实验结果及性能分析  40-43
    4.5.1 透明性分析  40-41
    4.5.2 安全性分析  41-42
    4.5.3 抗攻击性分析  42-43
  4.6 本章小结  43-45
第5章 基于二维工程图的盲检测水印算法  45-52
  5.1 算法概述和流程图  45-46
  5.2 水印的嵌入  46-47
    5.2.1 直线相对坐标向量  46-47
    5.2.2 嵌入算法  47
  5.3 水印的提取和检测  47-48
  5.4 实验结果及性能分析  48-51
    5.4.1 透明性分析  48-49
    5.4.2 水印嵌入容量分析  49
    5.4.3 安全性分析及参数对水印性能的影响  49-50
    5.4.4 抗攻击能力分析  50-51
  5.5 本章小结  51-52
结论  52-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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