二维矢量图形的数字水印算法研究

论文摘要

二维矢量图形的数字水印技术是以现有的针对图像、视频、音频的数字水印算法为基础,主要解决现阶段二维矢量图形在发布的过程中遭受到的非法复制、传播等侵犯数据发布者权益的问题,从源头出发对二维矢量图形进行版权保护。目前,图像、视频、音频甚至三维矢量图形都已经有较为成熟的数字水印算法以及相应的数字水印产品问世,但是作为数字产品的新形式——二维矢量图形的数字水印技术却一直未能很好地发展,尤其是保护二维矢量图形版权的鲁棒性数字水印算法很不成熟。本文即从实际需求出发,对二维矢量图形的数字水印算法进行了研究,并做了以下几个方面的工作。（1）通过阅读大量相关文献,分析了国内外有关二维矢量图形数字水印算法的研究现状,给出了二维矢量图形数字水印算法的模型、基本要求以及前期工作——数字水印信息的生成。（2）在分析通过修改顶点坐标或增加新顶点来嵌入水印信息的的空域数字水印算法的基础上,结合各自的优点提出了一种改进的二维矢量图形数字水印算法,即将数字水印信息嵌入至事先给定的序列中,并以这个序列为定比计算新的顶点以及增加至水印信息载体,该算法不仅能抵抗一般的几何攻击,同时也保证了数字水印信息的容量。（3）研究了二维矢量图形的频域数字水印算法,首先分析了两种频域数字水印算法以及各自的优缺点,进而提出以线段的比值为水印信息载体的基于离散小波变换的数字水印算法。该算法首先对线段的比值进行一维离散小波变换,并以最终形式的水印信息修改变换后的高频系数,再对高低频系数进行一维离散小波逆变换,并重构矢量图形。改进的算法不仅能抵抗一般的几何攻击,解决信息容量小的问题,同时水印信息的嵌入对图形的改变很小。（4）在VC++开发环境下,采用C++语言以及二次开发组件MapX5.0对算法进行了实现。不仅对算法的鲁棒性进行了定性分析,同时建立了算法鲁棒性评价体系,从定量的角度对算法的鲁棒性进行了详细的分析。通过对常见算法和改进算法的鲁棒性分析,可以看出两种改进的算法很明显地提高了抗几何攻击的能力以及解决了目前常见方法数据容量小的问题。虽然在抗编辑能力上还有待提高,但这是一个长期的过程,算法的改进对二维矢量图形数字水印算法的进一步研究具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究目的与意义
• 1.2 课题在国内外的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要的研究工作和组织结构
• 1.3.1 主要研究工作
• 1.3.2 组织安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 二维矢量图形数字水印技术的理论基础
• 2.1 二维矢量图形与数字水印
• 2.1.1 二维矢量图形的组成与特征
• 2.1.2 数字水印信息的分类
• 2.1.3 二维矢量图形数字水印的要求
• 2.1.4 数字水印算法的鲁棒性
• 2.2 数字水印的基本框架和处理流程
• 2.2.1 数字水印的基本框架
• 2.2.2 数字水印的处理流程
• 2.3 数字水印信息的生成与校验
• 2.3.1 数字水印信息的内容
• 2.3.2 文本形式水印信息的生成与校验
• 2.3.3 图像形式水印信息的生成与校验
• 2.4 目前主要的矢量图形数字水印算法
• 2.4.1 空域数字水印算法
• 2.4.2 频域数字水印算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 二维矢量图形的空域数字水印算法
• 3.1 基于修改或增加顶点的空域数字水印算法
• 3.1.1 基于修改顶点的空域数字水印算法
• 3.1.2 基于增加顶点的空域数字水印算法
• 3.2 基于修改或增加顶点的算法鲁棒性分析与改进
• 3.2.1 算法的鲁棒性分析
• 3.2.2 算法的改进
• 3.3 改进的空域数字水印算法具体步骤
• 3.3.1 水印信息的嵌入
• 3.3.2 水印信息的提取
• 3.3.3 水印信息的检测
• 3.4 本章小结
• 第四章 二维矢量图形的频域数字水印算法
• 4.1 基于离散小波变换的频域数字水印算法
• 4.1.1 离散小波变换
• 4.1.2 基于离散小波变换的数字水印算法
• 4.2 基于离散小波变换的算法鲁棒性分析与改进
• 4.2.1 算法的鲁棒性分析
• 4.2.2 算法的改进
• 4.3 改进的频域数字水印算法处理流程
• 4.3.1 水印信息的嵌入
• 4.3.2 水印信息的提取
• 4.3.3 水印信息的检测
• 4.4 本章小结
• 第五章 算法的实现与鲁棒性分析
• 5.1 算法的实现
• 5.1.1 二次开发组件MapX5.0
• 5.1.2 主要接口函数
• 5.1.3 二维矢量图形数字水印系统
• 5.2 改进算法的鲁棒性定性分析
• 5.2.1 改进的空域数字水印算法鲁棒性定性分析
• 5.2.2 改进的频域数字水印算法鲁棒性定性分析
• 5.3 算法鲁棒性的定量分析
• 5.3.1 评价体系的建立
• 5.3.2 评价方法
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目情况