基于2D-DCT变换的NURBS模型数字水印嵌入算法

随着计算机多媒体技术的快速发展，如何保护数字产品不被复制、盗用、篡改已成为信息安全领域中亟待解决的问题，数字水印技术成为解决该问题的一种新方法。基于二维离散余弦变换（2D—DCT）技术和扩频通信技术提出非均匀有理B样条（NURBS）曲面模型鲁棒水印嵌入算法，该算法嵌入的水印信息具有不可见性，能够抵抗节点插入、节点删除、节点细化、次数提升和仿射变换（平移、旋转、缩放）等NURBS模型常见攻击。仿真实验验证了算法的有效性。     

NURBS曲面模型鲁棒数字水印嵌入算法

随着计算机多媒体技术的快速发展，如何保护数字产品不被复制、盗用、篡改已成为信息安全领域中亟待解决的问题，数字水印技术成为解决该问题的一种新方法。该文基于非均匀有理B样条（NURBS）节点插入方法和扩频通信技术提出了NURBS曲面模型鲁棒水印嵌入算法，该算法嵌入的水印信息具有不可见性，能够抵抗节点插入、节点删除、节点细化、次数提升和仿射变换（平移、旋转、缩放）等NURBS模型常见攻击。仿真实验验证了算法的有效性。     

一种有效的细分曲面非盲水印算法*

提出的细分曲面水印算法是基于图像水印算法和Fourier加法性质。首先将水印信息嵌入一幅图像,通过嵌入水印的图像和原始图像在空域作比较得到含有水印信息的矩阵,然后将细分曲面初始网格迭代三次以使网格的顶点数足够多,最后取出一部分顶点坐标和含有水印信息的矩阵相加得到嵌入水印的网格,嵌入水印后的网格作为新的初始网格。实验结果证明该算法具有较好的强壮性和计算量小的特点。     

基于图像块等级模型的多重认证水印算法

提出了一种新的用于灵活图像认证的多重水印嵌入算法.不同于传统的块独立水印算法中每个图像块只嵌入一个水印信息,算法对每个图像块嵌入多重水印信息.提出了两个通用的图像块等级模型,形成图像块内部的等级结构,对每个图像块以及图像块内部的各等级子块进行独立的水印生成和嵌入.将图像特征值映射为混沌系统的初值,并将图像块的编号映射为混沌系统的迭代次数,经过混沌迭代生成图像块水印,再将水印信号替代图像块中选定像素点的最低有效位,完成水印的嵌入.实验结果表明,该算法可对图像进行多重认证,对篡改区域进行精确的检测与定位,并能选择不同的定位精度.     

基于B-Rep的三维CAD模型盲水印算法

随着信息时代的到来,数字水印不仅在版权保护、来源认证、私有探测领域受到了前所未有的重视,而且在信息安全领域也引起了广泛的关注.提出了一种基于B-rep的CAD模型盲水印算法,该算法主要针对NURBS曲线或曲面来嵌入水印,能精确地保持模型的形状.首先遍历模型找到所有的NURBS曲线,并将其依据曲线的长度进行排序,然后利用...     

基于HVS和小波变换的彩色图像水印算法

提出了一种将彩色水印图像嵌入到原始彩色图像中的数字水印算法.该算法对水印的加密采取了Arnold结合矩阵变换的方法,并利用人类视觉系统特性,将水印信息嵌入到载体图像多级小波分解后的中低频奇数行奇数列系数中.实验结果表明,该算法在对嵌入水印后的图像进行剪切、不规则色块污染、添加各种噪声等处理后,提取的水印表现出良好的鲁棒性,且主观视觉失真较小.     

HSV颜色空间的彩色图像数字水印算法

提出了一种新的基于HSV颜色空间的彩色图像数字水印算法.该算法采用彩色图像作为水印嵌入到原始彩色图像中.算法根据HSV颜色空间的特点,首先将RGB格式的彩色水印图像转换到HSV颜色空间内,然后分别将水印图像的H、S、V三层进行分块DCT变换,对每一个子块保留左上角的系数,将其它的系数替换为0,得到嵌入矩阵,使得嵌入的有效信息大为减少.再将原始彩色图像转换到HSV域内,对原始图像的H、S和V平面进行分块DCT变换后,将变换后的H、S、V层水印信息分别嵌入到原始图像的H、S和V层变换后的中频和低频系数中,最后通过DCT逆变换和颜色空间转换,将嵌入水印的图像转换成RGB的图像,得到嵌入水印的图像,完成水印的嵌入过程.水印图像小于载体图像,利用冗余嵌入提高了水印的鲁棒性.     

基于差错控制的图像水印算法

提出了一种基于差错控制的图像水印算法,在嵌入水印时先将水印信息进行纠错编码再嵌入到图像中,在提取水即时对恢复出的水印信息进行纠错解码。实验结果表明,该算法比未采用差错控制的同一水印算法具有更好的稳健性。     

基于图像纹理复杂度的小波域数字水印算法

针对水印信息嵌入量小、鲁棒性弱、遮蔽性差的问题,提出一种基于图像纹理复杂度的小波域人类视觉系统的水印算法。该算法将载体图像进行分块,计算每块的图像熵,并根据图像熵对载体图像的纹理特征区域进行分类,不同纹理特征水印的嵌入量不同。利用Logistic映射对水印信号进行置乱变换,将水印信号嵌入到二层离散小波变换的低频系数中,并利用小波域人类视觉模型控制水印的嵌入强度。在提取水印时,通过水印误码率和峰值信噪比评价水印质量。实验结果表明,该算法能抵抗噪声干扰、裁剪和密钥攻击,水印图像具有较强的鲁棒性和良好的遮蔽性。     

一种基于小波变换的鲁棒数字图像水印

提出了一种基于小波变换的鲁棒数字图像水印算法。该算法首先对水印信息进行置乱以降低空间相关性,然后把原始图像进行三级小波变换。并将水印信息嵌入到原始图像的低频子带中,最后经三级小波反变换得到嵌入水印后的图像。实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性。     

数字水印技术综述

数字水印将感觉不到的信号嵌入到声频、视频和图像中以实现不同的目的.从有关数字水印的基本原理及其主体框架出发.将数字水印按不同角度划分为不同种类,并从空间域算法、频域算法、压缩域算法、NEC 算法的角度讨论了数字水印技术,指出未来值得关注的研究领域:(1)数字水印的基本理论和算法的研究;(2)数字水印的标准化研究;(3)数字水印的网络应用研究;(4)与其他领域先进技术的结合研究.     

A recursive embedding algorithm towards lossless 2D vector map watermarking

The copyright protection of two-dimensional (2D) vector map has attracted a lot of research focus due to the increasing security issues raised in recent years. One promising direction seeking the optimal tradeoff between adding watermarks and maintaining minimal distortion is the so-called lossless watermarking, i.e., after watermark extraction the 2D vector maps are fully lossless. This paper presents a novel lossless watermarking scheme for 2D vector maps based on a novel recursive embedding algorithm. In our algorithm, feature points of individual polylines are first grouped into united, upon which highly correlated unites are selected as cover data to carry out a recursive modification of its mean vertex coordinates. Such operation not only ensures lossless compression, but also enables higher payload capacity and, to a certain degree, the perception invisibility before and after the watermark extraction. We have conduced experiments on several real-world 2D vector map applications to show the effectiveness, efficiency of the proposed algorithm.     

NURBS体的DEXEL化与布尔运算

NURBS曲面与NURBS体造型技术是目前复杂体造型的重要工具,但复杂体之间的布尔运算求交困难。将NURBS曲面围成的体与NURBS体体素化(VOXEL化)为由一系列平面凸四边形或三角形表示的体,通过DEXEL射线组群与四边形或三角形求交,实现NURBS体的DEXEL化。在同一DEXEL模型空间实现复杂NURBS体之间的布尔运算,所有运算是线性的。该方法可推广到在逆向工程中生成的由三角面表示的体。在Java2.0与Java3D环境下编程实现并验证了该算法,给出了一个机械零件设计实例。     

Iteration and optimization scheme for the reconstruction of 3D surfaces based on non-uniform rational B-splines

Curve or surface reconstruction is a challenging problem in the fields of engineering design, virtual reality, film making and data visualization. Non-uniform rational B-spline (NURBS) fitting has been applied to curve and surface reconstruction for many years because it is a flexible method and can be used to build many complex mathematical models, unlike certain other methods. To apply NURBS fitting, there are two major difficult sub-problems that must be solved: (1) the determination of a knot vector and (2) the computation of weights and the parameterization of data points. These two problems are quite challenging and determine the effectiveness of the overall NURBS fit. In this study, we propose a new method, which is a combination of a hybrid optimization algorithm and an iterative scheme (with the acronym HOAAI), to address these difficulties. The novelties of our proposed method are the following: (1) it introduces a projected optimization algorithm for optimizing the weights and the parameterization of the data points, (2) it provides an iterative scheme to determine the knot vectors, which is based on the calculated point parameterization, and (3) it proposes the boundary-determined parameterization and the partition-based parameterization for unorganized points. We conduct numerical experiments to measure the performance of the proposed HOAAI with six test problems, including a complicated curve, twisted and singular surfaces, unorganized data points and, most importantly, real measured data points from the Mashan Pumped Storage Power Station in China. The simulation results show that the proposed HOAAI is very fast, effective and robust against noise. Furthermore, a comparison with other approaches indicates that the HOAAI is competitive in terms of both accuracy and runtime costs.     

逆向工程中基于精确截面信息的曲面拟合*

针对带有精确截面信息的有序离散点的三维曲面重构问题,提出了一种NURBS曲面快速重构方法。该方法有效地减少了运算数据量,提高了运算效率,同时改进了传统曲面拟合在处理非均匀截面数据点时曲线曲面形状的失真和运算的不稳定现象,最后应用三维图形标准以及图形函数库在实际系统中验证了该方法的有效性。     

NURBS曲线拟合的最小二乘渐进迭代逼近优化算法

为了使NURBS曲线更精确地拟合散乱数据点,提出了一种基于最小二乘渐进迭代逼近(least square progressive and iterative approximation,LSPIA)的NURBS曲线拟合优化算法.首先,确定一条初始NURBS曲线,利用LSPIA算法优化控制顶点;然后,分别优化数据点参数,拟合曲线的节点和权因子,每优化好一个变量,重新优化控制顶点;最后,经多次优化迭代得到高精度的NURBS拟合曲线.在优化每类变量时,为了避免被其他变量影响,保持其他变量不变.基于LSPIA的NURBS曲线拟合优化算法充分利用了LSPIA算法的优点,在迭代过程中,可以重复使用前一迭代步骤得到的控制顶点等数据,从而节省了运算时间.算法实例表明,该算法能获得一定保形效果.     

Tri-view morphing

This paper presents an efficient image-based approach to navigate a scene based on only three wide-baseline uncalibrated images without the explicit use of a 3D model. After automatically recovering corresponding points between each pair of images, an accurate trifocal plane is extracted from the trifocal tensor of these three images. Next, based on a small number of feature marks using a friendly GUI, the correct dense disparity maps are obtained by using our trinocular-stereo algorithm. Employing the barycentric warping scheme with the computed disparity, we can generate an arbitrary novel view within a triangle spanned by three camera centers. Furthermore, after self-calibration of the cameras, 3D objects can be correctly augmented into the virtual environment synthesized by the tri-view morphing algorithm. Three applications of the tri-view morphing algorithm are demonstrated. The first one is 4D video synthesis, which can be used to fill in the gap between a few sparsely located video cameras to synthetically generate a video from a virtual moving camera. This synthetic camera can be used to view the dynamic scene from a novel view instead of the original static camera views. The second application is multiple view morphing, where we can seamlessly fly through the scene over a 2D space constructed by more than three cameras. The last one is dynamic scene synthesis using three still images, where several rigid objects may move in any orientation or direction. After segmenting three reference frames into several layers, the novel views in the dynamic scene can be generated by applying our algorithm. Finally, the experiments are presented to illustrate that a series of photo-realistic virtual views can be generated to fly through a virtual environment covered by several static cameras.     

结合BEMD与Hilbert曲线的重复嵌入图像水印算法

为解决数字图像水印算法中水印图像与宿主图像在嵌入时尺寸匹配上的局限问题,并提高图像水印算法在抗大尺度剪切、高斯噪声和椒盐噪声等攻击的鲁棒性,提出一种结合二维经验模态分解算法(BEMD)与Hilbert曲线的重复嵌入图像水印算法.首先,利用Arnold变换对水印图像进行置乱处理,以增加水印图像的安全性;其次,利用Hilbert曲线将置乱后的二维水印图像进行数据降维,得到一维水印信号.数据降维不仅有效地解决了嵌入时水印图像与宿主图像在尺寸匹配上的局限,同时也进一步置乱了水印图像,加强了水印图像的安全性.对宿主图像进行BEMD分解得到不同尺度下的内蕴模态函数和余量信息,并检测第1个内蕴模态函数对应图像的极值点作为水印嵌入位置.最后,依据人类视觉系统的纹理掩蔽特性,将一维水印信号按照从左至右、自上而下的顺序依次、重复嵌入到第1个内蕴模态函数对应图像的极值点中,并结合剩余内蕴模态函数及余量信息重建得到嵌入水印后的图像.水印图像的提取为该嵌入过程的逆过程.通过对多组图像进行水印嵌入,得到嵌入水印后图像的峰值信噪比均在40 dB以上;对嵌入水印后图像进行高斯噪声、椒盐噪声、大尺度剪切等攻击实验,得到提取水印图像与原始水印图像的归一化相关系数均在0.96以上.实验结果表明,嵌入水印图像具有良好的不可见性,并对高斯噪声、椒盐噪声,特别是对大尺度剪切具有较强的鲁棒性.     

基于单向预测误差扩展的三维医学图像可逆水印算法

对于可逆水印技术在三维医学图像中的应用问题，提出一种基于单向预测误差扩展的三维医学图像可逆水印算法。首先根据像素间的三维梯度变化预测像素从而得到预测误差；然后结合磁共振成像生成的三维医学图像的特征，采用单向直方图位移与预测误差扩展相结合的方法将外部信息嵌入至三维医学图像；最后，重新预测像素，提取外部信息，恢复原始三维图像。实验结果表明，在MR-head和MR-chest测试数据体上，与二维梯度预测相比，所提算法预测误差的平均绝对偏差分别降低1.09和1.40，每个像素的最大嵌入容量分别增加0.0456比特和0.1291比特，从而能够更准确地预测像素值，嵌入更多的外部信息。该算法可应用于对三维医学图像的篡改检测以及患者隐私保护。