工程图可逆数字水印算法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的及意义

发展日新月异的网络信息技术及数字多媒体技术，给人们生活提供了广泛应用和极大便利的同时，也随之出现了不容忽视的安全隐患。传统的密码学虽然也能起到保护作用，但仅通过加密并不能够做到帮助销售者监视合法用户如何处理解密后的内容，例如有的盗版者可能通过购买产品，使用密匙获取了无保护的内容副本之后，再继续发行非法副本。近年来兴起的数字水印技术就很好地解决了这一应用难题。通过数字水印技术，人们可以将作品版权所有者的信息标识嵌入到作品中，在发生纠纷时，提取水印信息，来证明作者的版权归属。它对数字媒体质量影响更小，同时安全性也更高。现阶段已逐渐成为版权保护研究领域的一个关键研究方向，吸引了越来越多的不同学科的学者参与其中进行研究。

在可逆数字水印的研究方向中，图形领域的算法层出不穷。随着人们的研究范围不断扩大，研究的内容也不断深入，对于数字水印的研究也不再仅仅只局限于图像。图像数据比如cad数据，是多媒体信息的重要表现形式。它通常具有比图像数据更高的开发成本，更长的开发周期，因此若被盗版或非法篡改，造成的损失也将更严重。当前数字水印技术主要集中在对图像、音频和视频处理方面，而cad工程图的版权保护方法相比之下则远远不如其他成熟。站在版权所有者的立场来看，一种有效的工程图版权保护技术是迫切需要的。由于工程制图的应用领域广泛，这方面的研究前景也非常大。

2. 研究的基本内容与方案

本文分析了国内外面向二维cad工程图数字水印技术的发展动态，对二维cad工程图可逆数字水印技术做了较深入的研究。本文认为，二维cad工程图形实体属性数据相关性小，而现有的可逆水印技术普遍存在依赖载体数据相关性、水印容量较小及鲁棒性差等缺点，因此无法直接应用于二维cad工程图形。为满足实际应用需求，研究适合于二维cad工程图形数据特点的可逆水印技术势在必行。本文在分析国内外大量参考文献的基础上提出了两种改进的二维cad工程图形的可逆水印算法——基于分块的二维cad工程图可逆水印算法和基于dft变换域插值扩展的可逆水印算法。并将水印算法运用到二维cad版权保护系统中，来管理相关的版权问题。

基于分块的二维cad工程图可逆水印算法的研究，综合考虑了可逆水印抵抗删除等能力较差，对水印安全性要求高等问题，在改进量化索引调制（iqim）的二维cad工程图小波域可逆水印算法的基础上，对水印信息运用复合混沌序列进行加密，提高水印的安全性。采用重复嵌入的思想，对工程图进行分块，在每个分块中嵌入水印信息，以提高抵抗删除、添加修改的能力。该算法首先提取二维cad工程图中所有实体的顶点信息，对顶点信息依次进行顶点变换和离散小波变换以获取仿射变换不变性，然后使用改进的量化索引调制算法将加密后的水印信息嵌入到所有的形态小波变换细节系数中。实验结果表明，该算法具有良好的可逆性、不可见性和较大的水印容量，且对图形平移、旋转、均匀缩放、部分删除、修改及添加实体等攻击具备较好的鲁棒性。

面向二维cad工程图的dft域可逆水印算法的研究，考虑到二维cad工程图冗余量比较小的特点，将加密后的水印图像按照一定的强度对水印信息进行编码，有效地提高了水印的嵌入容量。为了保证二维cad工程图形的使用价值，选取改进的差值扩展方法来嵌入、提取水印信息，在提取水印后恢复二维cad工程图形保证其使用价值。传统的差值扩展水印算法要求数据具有较强的相关性，而改进的差值扩展方法正好弥补了这一问题。将图像、矢量等实现盲水印的dft矢量模型运用在面向二维cad工程图形水印算法中，实现可逆的同时满足了较强的不可见性。

3. 研究计划与安排

1.第1-3周：完成题目调研，完成文献阅读，进行相关资料的搜集，完成文献综述以及开题报告的撰写；

2.第4-11周：工程图可逆数字水印算法研究与实现；

3.第12-15周：算法验证；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈丽. 面向内容认证的二维矢量图形可逆水印技术研究[d].湖南大学2013

[2]曲东方. 基于数字水印技术的矢量地理空间数据访问控制方法研究[d].南京师范大学2013

[3]谭辉全. 矢量图形可逆水印系统设计[d].重庆大学2013