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基于小波分析的栅格数字地图水印技术研究

作　者: 符浩军
导　师: 朱长青
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 栅格数字地图数字水印小波变换版权保护地图认证人类视觉系统
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 23次
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内容摘要

栅格地理空间数据是描述人类赖以生存的地球的重要信息,是国家基础设施建设和地球科学研究的支撑性成果。栅格数字地图是栅格地理空间数据的主要组成部分,由于栅格数字地图具有很好的复制与传播特性,在计算机技术和全球性网络技术高度发达的今天,栅格数字地图数据的安全性已成为当前地理空间信息安全急需解决的技术问题。作为数字产品安全保护的新技术,数字水印技术是近几年来国际学术界兴起的一个前沿研究领域,在版权保护、跟踪侵权等方面具有巨大的潜力。因此,研究栅格数字地图水印技术具有重要的意义。本文以小波分析为基础,结合栅格数字地图的数据特性,对基于小波变换的栅格数字地图水印技术进行了深入的研究与实践,主要研究内容和创新如下:1、系统介绍了数字水印技术的基本原理,分析了栅格数字地图水印技术的研究背景和现状,剖析了栅格数字地图水印的特征,为栅格数字地图水印技术的研究建立了理论依据。2、提出了一种基于小波变换的栅格数字地图水印算法。介绍了小波变换应用于栅格数字地图水印的优势,着重阐述了水印算法嵌入和提取的过程,并通过实验分析验证了该算法在满足不可见性的前提下具有好的鲁棒性。3、提出了一种基于小波变换的栅格数字地图多功能水印算法。通过分析小波频域块数据特性,将鲁棒性数字水印和脆弱性数字水印分别嵌入到栅格数字地图的不同频域块中,较好的实现了地图版权保护功能和地图内容完整性认证功能。4、提出了一种基于整数小波变换的栅格数字地图水印算法。该算法适应于大数据量栅格数字地图数据版权保护,具有较强的实用性。5、提出了一种基于小波变换的栅格数字地图可见水印算法。可见水印最佳嵌入位置根据栅格数字地图数据特性和人类视觉系统特性确定,为适应可见水印技术要求,算法包括了对可见水印的预处理,具有较强的灵活性,6、结合用户的需求研究了可见水印嵌入模型,提出一种以用户为中心的可见水印嵌入模型,该模型以用户的实际需求为本,使得可见水印技术更实用。7、基于所研究内容,给出了实验系统的总体设计和主要功能,实现了基于小波变换的栅格地理空间数据数字水印实验系统。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-14
  1.1 数字水印技术产生的背景  10
  1.2 栅格数字地图水印研究现状  10-12
  1.3 论文的研究内容  12
  1.4 论文的组织  12-13
  1.5 本章小结  13-14
第二章数字水印的基本理论  14-28
  2.1 数字水印技术概述  14-18
    2.1.1 数字水印技术的原理与特性  14
    2.1.2 数字水印的分类  14-16
    2.1.3 数字水印技术的应用  16-18
  2.2 数字水印系统  18-21
    2.2.1 数字水印系统的设计  18-20
    2.2.2 数字水印系统的特性  20-21
  2.3 数字水印的算法  21-23
    2.3.1 时空域算法  21-22
    2.3.2 变换域算法  22-23
    2.3.3 变换域水印算法优点  23
  2.4 栅格数字地图水印技术  23-27
    2.4.1 地理空间数据结构  23-26
    2.4.2 栅格数字地图水印  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章基于小波变换的栅格数字地图水印算法  28-38
  3.1 小波变换基本理论  28-32
    3.1.1 小波变换发展回顾  28-29
    3.1.2 小波变换定义  29
    3.1.3 离散小波变换  29-30
    3.1.4 小波变换快速算法  30-31
    3.1.5 小波域水印算法特性  31-32
  3.2 基于小波变换的栅格数字地图水印嵌入算法  32-34
    3.2.1 数字水印的生成  32-33
    3.2.2 数字水印的嵌入  33-34
  3.3 基于小波变换的栅格数字地图水印提取算法  34-36
    3.3.1 地图分解  34
    3.3.2 低频水印的提取  34-35
    3.3.3 细节水印的提取  35
    3.3.4 水印合成  35
    3.3.5 水印相似度  35-36
  3.4 实验结果与分析  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章基于小波变换的栅格数字地图多功能水印算法  38-46
  4.1 多功能数字水印技术  38-40
    4.1.1 脆弱水印技术概述  38-39
    4.1.2 多功能水印研究现状  39-40
  4.2 栅格数字地图多功能水印嵌入算法  40-42
    4.2.1 鲁棒性数字水印的嵌入  41
    4.2.2 脆弱性数字水印的嵌入  41-42
    4.2.3 地图合成  42
  4.3 多功能水印提取算法  42-43
    4.3.1 鲁棒性水印的提取  42-43
    4.3.2 脆弱性水印的提取  43
  4.4 实验结果与分析  43-44
  4.5 本章小结  44-46
第五章基于整数小波变换的栅格数字地图水印算法  46-54
  5.1 整数小波变换基本理论  46-48
    5.1.1 上升型快速算法  46-48
    5.1.2 整数小波变换优点  48
  5.2 基于整数小波变换的栅格数字地图水印嵌入算法  48-50
    5.2.1 水印生成  48-49
    5.2.2 水印嵌入  49-50
    5.2.3 地图合成  50
  5.3 水印提取算法  50-51
  5.4 实验分析与结论  51-52
  5.5 本章小结  52-54
第六章基于小波变换的栅格数字地图可见水印算法  54-63
  6.1 可见水印技术概述  54-56
    6.1.1 可见水印技术原理  54
    6.1.2 可见水印技术特性  54-55
    6.1.3 可见水印研究现状  55-56
  6.2 栅格数字地图可见水印算法  56-59
    6.2.1 可见水印嵌入位置的选择  56-57
    6.2.2 可见水印嵌入算法  57-59
  6.3 实验结果与分析  59-60
  6.4 以用户为中心的可见水印嵌入模型  60-62
    6.4.1 可见水印嵌入模型  60-61
    6.4.2 实验结果与分析  61-62
  6.5 本章小结  62-63
第七章实验系统的设计与实现  63-68
  7.1 系统总体设计思想  63-64
  7.2 系统的功能设计  64-68
    7.2.1 数据录入与显示  64-65
    7.2.2 不可见水印算法实现  65-66
    7.2.3 可见水印算法实现  66
    7.2.4 不可见数字水印算法实验分析  66-68
第八章总结与展望  68-70
  8.1 本文总结  68-69
  8.2 进一步的研究工作  69-70
参考文献  70-74
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  74-75
致谢  75

基于小波分析的栅格数字地图水印技术研究

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