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基于DFT的矢量地理空间数据数字水印技术研究

作　者: 王奇胜
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: 矢量地理空间数据数字水印离散傅里叶变换(DFT) 幅度相位可用性不可见性稳健性
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 19次
引　用: 1次
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内容摘要

矢量地理空间数据是地理空间数据的一种主要表现形式,在地学、导航、测绘、军事等许多领域得到了十分重要的应用,其安全性涉及到科技协作、知识产权、国家安全等。目前,迫切需要可靠的技术来保障矢量地理空间数据的安全。作为数字产品安全保护的新技术,数字水印技术在版权保护等方面具有巨大的潜力。因此,研究矢量地理空间数据数字水印技术具有重要的意义。本文以离散傅里叶变换(DFT)理论为基础,结合矢量地理空间数据的特点,对基于DFT的矢量地理空间数据数字水印的生成、嵌入和提取进行了深入地研究与实践,主要研究内容和创新点如下:1.分析了矢量地理空间数据数字水印的研究背景和现状,剖析了数字水印的概念、分类和特性,介绍了DFT应用于矢量地理空间数据数字水印的优势,明确了本文的研究内容和研究思路。2.提出了一种基于DFT幅度的矢量地理空间数据数字水印算法。详细阐述了水印生成,数据变换,水印嵌入和提取过程,并通过实验验证了算法具有较好的可用性、不可见性和稳健性。3.提出了一种基于DFT相位的矢量地理空间数据数字水印算法。针对算法的局限性,引入了自相关检测辅助水印信息的判定,使算法可以满足实用的需要。4.对比研究了针对浮点型数据的DFT幅度水印和DFT相位水印。实验表明,DFT相位水印算法针对浮点型数据的效果大大优于整数型数据,而DFT幅度水印算法相对差别不大。5.结合对DFT幅度水印和DFT相位水印的研究,提出了一种基于DFT的矢量地理空间数据综合水印算法。该算法结合了DFT幅度水印和DFT相位水印的优点,能够抵抗更多种类的攻击。论文最后给出了基于DFT的矢量地理空间数据数字水印实验系统的总体设计和主要功能。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 矢量地理空间数据数字水印的研究现状  10-12
  1.3 论文的组织  12
  1.4 本章小结  12-13
第二章数字水印的基本理论和方法  13-22
  2.1 数字水印基本概念  13-17
    2.1.1 数字水印的定义  13-14
    2.1.2 数字水印的分类  14-16
    2.1.3 数字水印的特性  16-17
  2.2 变换域数字水印  17-19
    2.2.1 离散傅里叶变换(DFT)  17
    2.2.2 离散余弦变换(DCT)  17-18
    2.2.3 离散小波变换(DWT)  18
    2.2.4 直接序列扩频水印算法  18
    2.2.5 变换域水印方法的优点  18-19
  2.3 矢量地理空间数据特点及其数字水印技术  19-20
    2.3.1 矢量地理空间数据的特点  19-20
    2.3.2 矢量地理空间数据数字水印技术  20
    2.3.3 DFT与矢量地理空间数据数字水印技术  20
  2.4 本章小结  20-22
第三章基于DFT幅度的矢量地理空间数据数字水印算法  22-33
  3.1 DFT基本理论  22-25
    3.1.1 DFT定义  22-23
    3.1.2 DFT性质  23-25
  3.2 DFT幅度水印的嵌入算法  25-28
    3.2.1 数字水印的生成  26
    3.2.2 载体数据的变换  26-27
    3.2.3 数字水印的嵌入  27-28
  3.3 DFT幅度水印的提取算法  28-29
  3.4 实验分析  29-31
    3.4.1 可用性  29
    3.4.2 不可见性  29-30
    3.4.3 稳健性  30-31
    3.4.4 实验结论  31
  3.5 本章小结  31-33
第四章基于DFT相位的矢量地理空间数据数字水印算法及扩展  33-54
  4.1 自相关检测  33-37
    4.1.1 虚警率与漏警率  33-34
    4.1.2 线性相关检测分析  34
    4.1.3 归一化相关检测分析  34-35
    4.1.4 相关系数检测分析  35-37
  4.2 DFT相位水印的生成与嵌入算法  37-38
  4.3 DFT相位水印的提取算法  38-39
  4.4 实验分析  39-42
    4.4.1 可用性  39
    4.4.2 不可见性  39-40
    4.4.3 稳健性  40-42
  4.5 实验结论  42
  4.6 浮点型数据和整数型数据DFT水印算法的对比研究  42-48
    4.6.1 浮点型数据和整数型数据DFT相位水印算法的对比研究  42-45
    4.6.2 浮点型数据和整数型数据DFT幅度水印算法的对比研究  45-48
  4.7 基于DFT的矢量地理空间数据综合水印算法  48-52
    4.7.1 实验分析  48-52
    4.7.2 实验结论  52
  4.8 本章小结  52-54
第五章实验系统的设计与实现  54-59
  5.1 系统的结构设计  54-55
  5.2 系统的功能设计  55-59
    5.2.1 数据录入及显示  55
    5.2.2 数字水印算法实现  55-57
    5.2.3 数字水印算法实验分析  57-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 本文总结  59-60
  6.2 进一步的研究工作  60-61
参考文献  61-64
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  64-65
致谢  65

基于DFT的矢量地理空间数据数字水印技术研究

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