变换域二维矢量地图数字水印算法研究

论文摘要

互联网技术的快速发展使信息传播更加简单快捷,网络环境中数字资源的版权保护和合法性认证逐渐成为信息安全技术的热点。矢量数字地图数据由于精度高、操作方便、数据量小和造价高等特点,容易被非法传播、篡改,数字水印技术作为一种有效的数据安全维护技术,为矢量地图的版权保护提供了一种可行的方法。本文以变换域的二维矢量地图数字水印技术为研究重点。首先,本文阐述了数字水印技术的原理、基本特征、分类和性能评价等,分析了二维矢量地图数字水印技术的国内外研究现状、总结了当前水印算法的不足,简单介绍了混沌理论、离散余弦变换理论、小波变换理论。第二,实现了基于混沌置乱和离散余弦变换的二维矢量地图自适应数字水印算法。该算法对水印信息进行混沌置乱,将二维矢量地图分块,并作离散余弦变换,设计水印嵌入强度计算公式,将水印信息自适应嵌入到二维矢量地图块的低频系数中,使水印具有较强的鲁棒性。第三,提出一种基于混沌置乱和离散小波变换的二维矢量地图盲水印算法。针对原有小波变换水印算法嵌入水印后造成地图坐标精度偏差较大,容量小等不足,提出了首先将水印信息混沌置乱,接着提取原始二维矢量地图顶点序列作二阶离散小波变换,选择在小波中频系数中嵌入水印,根据水印信息和小波系数的关系确定嵌入的数值。最后,实验和仿真结果表明,算法能够在保证矢量地图数据精度的同时,有效抵抗平移、缩放、旋转、剪切等攻击,具有更好的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 二维矢量地图简介
• 1.2.1 数字地图的分类
• 1.2.2 矢量地图的数据表示
• 1.3 相关研究概况
• 1.3.1 空域数字地图水印算法
• 1.3.2 变换域数字地图水印算法
• 1.3.3 二维矢量地图水印研究存在的问题和发展趋势
• 1.4 论文的主要工作及结构
• 1.4.1 论文的主要工作
• 1.4.2 论文结构
• 第2章 相关理论介绍
• 2.1 数字水印技术概述
• 2.1.1 数字水印的基本特征
• 2.1.2 数字水印的分类
• 2.1.3 数字水印的性能评价
• 2.1.4 数字水印技术的应用前景
• 2.2 离散余弦变换
• 2.2.1 离散余弦变换理论
• 2.2.2 离散余弦变换的性质
• 2.3 小波变换
• 2.3.1 小波变换理论
• 2.3.2 小波变换的特点
• 2.4 混沌理论与混沌系统
• 2.4.1 混沌理论
• 2.4.2 混沌系统的特点
• 2.5 小结
• 第3章 基于离散余弦变换的自适应水印算法
• 3.1 前言
• 3.2 算法分析
• 3.3 算法原理
• 3.3.1 水印信号的产生
• 3.3.2 水印的嵌入
• 3.3.3 水印的提取
• 3.4 实验结果与性能分析
• 3.4.1 不可见性分析
• 3.4.2 鲁棒性分析
• 3.5 小结
• 第4章 基于小波变换的盲水印算法
• 4.1 前言
• 4.2 算法描述
• 4.3 算法原理
• 4.3.1 水印信号的产生
• 4.3.2 水印的嵌入算法
• 4.3.3 盲水印的提取算法
• 4.4 实验结果与性能分析
• 4.4.1 不可见性分析
• 4.4.2 鲁棒性分析
• 4.4.3 水印信息安全性
• 4.4.4 与第三章算法的比较
• 4.5 小结
• 第5章 二维矢量地图水印系统的设计与实现
• 5.1 开发环境
• 5.1.1 开发环境简介
• 5.1.2 VB调用MapX的具体过程
• 5.2 二维矢量地图水印系统的设计
• 5.2.1 系统功能分析
• 5.2.2 系统模块分析
• 5.3 二维矢量地图水印系统实现
• 5.3.1 系统详细实现
• 5.3.2 系统测试
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读工程硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目