《二維CAD圖形可逆水印理論與方法的研究》是依託湖南大學，由彭飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：二維CAD圖形可逆水印理論與方法的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭飛
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
二維CAD圖形是一種矢量圖形，它具有高保真與高精度等要求，因此，其安全保護應避免無法恢復的失真。可逆水印是數字內容安全保護的一種有效手段，它能無損地恢復出原始載體，故特別適合二維CAD圖形的內容保護。已有可逆水印研究大多面向柵格圖像和矢量地圖，針對二維 CAD圖形的可逆水印研究較少，且在水印容量、魯棒性和篡改定位能力等方面還存在不足；此外，相對於其他數字內容，二維CAD圖形的數據相關性低、圖元類型豐富，其可逆水印的實現更為困難。基於此，本申請擬研究二維CAD圖形可逆水印模型、二維CAD圖形半脆弱可逆水印方法、二維CAD圖形加密域可逆水印方法、二維CAD圖形可逆水印性能評測方法，以及二維CAD圖形可逆水印原型系統等。通過對二維CAD圖形可逆水印關鍵技術、算法與評測方法的研究，不僅為二維CAD圖形可逆水印奠定理論基礎，也為網路環境下二維CAD圖形的內容保護與安全認證提供一種新的有效途徑。
結題摘要
隨著數位化設計及製造技術的發展，計算機輔助設計（CAD）普遍套用於產品和工程的設計。除了二維CAD工程圖以外，由二維CAD工程圖所衍生的二值工程圖紙、STL模型、三維列印品等都逐漸成為了工業製造中不可或缺的一部分。然而，這些數據的安全問題，如：著作權侵犯、非法篡改、制假售假等，都嚴重損害生產者的利益。為此，亟待研究有效的手段對二維CAD工程圖等進行保護。數字水印作為一種有效的著作權防護手段，已被廣泛用於各類載體中。本項目針對二維矢量圖、二值圖紙、STL模型等數據相關性低的載體，開展可逆水印技術研究。項目的主要研究工作包括：（1）針對二維CAD工程圖，構建了二維CAD工程圖形可逆水印模型，之後根據該模型提出了多個可逆水印算法；通過對載體的半脆弱性研究，提出了多個用於篡改定位的可逆水印算法；此外通過對差值擴展法的改進，提出了面向網路製造的加密域信息隱藏算法。通過對上述成果的綜合套用，設計開發二維CAD工程圖形水印系統。（2）對於工程圖紙質圖紙，提出了基於形態學與格線構造的二值圖像校正方法、基於加性噪聲模型與置亂的二值地圖抗列印掃描水算法、基於DCT變換與圖像置亂的二值地圖抗列印掃描水印算法和彩色工程圖紙抗列印掃描水算法。在上述方法的基礎上，研製了一個紙質圖紙泄密追蹤工具原型。（3）針對STL模型，提出了基於表示域實體重排序的高容量無失真水印算法以及基於比特位映射和實體重排序的無損水印算法，驗證水印技術保護STL模型的有效性。（4）對於三維列印物品防偽認證，提出了基於3D列印設備噪聲模型的防偽認證算法。對3D列印與產品觀察過程中引入的噪聲信息進行了分析，通過構造通用的列印標記，並從中獲取3D列印設備的隨機噪聲來構造實體防偽認證方法。本項目研究共發表論文25篇，其中SCI收錄13篇，EI收錄12篇。另申請發明專利三項並進入實審，研製軟體工具系統三個並獲得軟體著作權；總計培養博士研究生1名，碩士研究生15名，本科生11人。
