數(shù)字圖像和三維模型水印算法的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)的普及和Internet的廣泛使用，數(shù)字媒體及其相關(guān)產(chǎn)品得到迅猛發(fā)展，數(shù)字音像制品以及其它電子出版物的傳播和交易變得越來(lái)越便捷。這些新技術(shù)的使用，給人們帶來(lái)了極大的方便，但隨之而來(lái)的侵權(quán)和盜版活動(dòng)也呈日益猖獗之勢(shì)，因此如何在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施有效的版權(quán)保護(hù)和解決信息安全的問(wèn)題，已經(jīng)成為了一個(gè)迫在眉睫的研究課題。數(shù)字水印是實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效辦法，被廣泛應(yīng)用于授權(quán)認(rèn)證、版權(quán)保護(hù)、指紋識(shí)別和數(shù)字簽名等許多方面。

2、 在不影響宿主的視覺(jué)質(zhì)量的前提下，以降低攻擊者對(duì)算法成功攻擊的可能性(即算法的安全性)，以及增加算法對(duì)于操作等具有魯棒性為目標(biāo)，本文的研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面： 1)針對(duì)灰度數(shù)字圖像，提出了兩種盲數(shù)字水印算法，基于特征空間分解的非對(duì)稱水印算法和基于最優(yōu)空問(wèn)算法?；谔卣骺臻g分解的非對(duì)稱水印算法，首先通過(guò)對(duì)宿主圖像進(jìn)行特征空間分解方法，然后對(duì)嵌入水印進(jìn)行矩陣行或列滿秩的構(gòu)造，再利用行滿秩和列滿秩矩陣的酉矩陣存在性的性質(zhì)

3、，對(duì)公鑰進(jìn)行構(gòu)造，使得算法可以非對(duì)稱方式嵌入和提取水印。此外，從多個(gè)角度分析了算法的安全性，給出了理論上的分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果予以驗(yàn)證。對(duì)于算法的魯棒性，給出了理論上的分析和證明。基于最優(yōu)空間算法，利用了時(shí)域嵌入宿主圖像直流分量的方法，并且提出了改進(jìn)算法。算法首先對(duì)宿主圖像進(jìn)行分塊處理，選擇每個(gè)分割圖像子塊的直流部分作為水印的嵌入域，使得將嵌入的水印對(duì)于幾何攻擊具有魯棒性；然后，通過(guò)利用矩陣的反Kronecker積方法，求取水印的嵌入矩

4、陣。通過(guò)嵌入矩陣變換，誤差能量最小的影射到嵌入水印上，從而使得算法對(duì)于壓縮、噪聲等操作具有魯棒性。另外，為增加算法的安全性，進(jìn)行了水印非對(duì)稱嵌入和提取的構(gòu)造，并可以實(shí)現(xiàn)水印的盲提取，并且給出理論分析和證明。 2)對(duì)于彩色數(shù)字圖像的版權(quán)保護(hù)問(wèn)題，提出了利用彩色圖像的色彩信息嵌入水印的方法。算法基于彩色圖像的本身特征，利用色彩空間的轉(zhuǎn)換，將水印嵌入到HIS空間的飽和度分量S的直流分量上。在水印提取時(shí)，提出了圖像預(yù)處理技術(shù)，并且為了使

5、得算法更加具有普遍意義，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度，求取了誤差修正分量，通過(guò)對(duì)被檢測(cè)圖像進(jìn)行預(yù)處理操作，使得誤差能量最小影射到飽和度空間。通過(guò)以上的構(gòu)造，使得嵌入水印具有較高的魯棒性能。 3) 對(duì)于三維幾何模型，算法基本思想是使得三維模型變換帶來(lái)的誤差能量，最小影射到嵌入水印上。為使嵌入的水印對(duì)于三維模型的拓?fù)渥儞Q和幾何變換都具有魯棒性，算法首先通過(guò)對(duì)三維網(wǎng)格頂點(diǎn)排序和挑選，排序和挑選的原則是使得被挑選的頂點(diǎn)具有最小的邊距和，即通過(guò)對(duì)3D模