最优二叉查找树实现的二维工程图内容零水印认证算法

"该文提出了一种基于最优二叉查找树的二维工程图内容认证零水印算法，用于确保二维工程图内容的完整性。通过拓扑结构编码和实体句柄值结合，经小波分解构建零水印，该算法在保持图形的缩放、旋转、平移等操作时具有良好的鲁棒性，对恶意篡改如局部平移、实体删除、添加等行为高度敏感，并具备一定的篡改定位能力。" 在计算机图形学和信息安全领域，二维工程图的完整性和认证是至关重要的。本文介绍了一种创新的零水印算法，它利用最优二叉查找树（Optimal Binary Searching Tree）来实现对二维工程图内容的认证。零水印技术是一种隐蔽的数字水印技术，它在不影响原始数据视觉质量的情况下嵌入信息，用于证明数据的来源和完整性。 首先，算法的关键步骤是对二维工程图中的各个实体（如线条、形状等）的拓扑结构进行编码。拓扑结构编码是理解图形元素之间关系的基础，它可以反映图形的连接性和顺序性。接下来，这些编码结果与每个实体的句柄值（标识实体的唯一标识符）进行结合，这样可以确保每个实体都有其独特的标识。 然后，算法对编码后的信息进行小波分解。小波分解是一种多分辨率分析方法，它可以将数据分解为不同频率的细节和基元，使得信息在不同尺度上被分析。在这个过程中，选择的细节系数被用来构造零水印，因为它们通常包含足够的信息来检测潜在的篡改，但又不会明显改变原始图像的视觉外观。 在应用方面，实验表明，该零水印算法对于不改变图形整体结构的操作（如缩放、旋转和平移）具有很好的稳健性，即使在这些变换下，水印仍然可以被有效地检测到。然而，当面对恶意操作，如局部平移、实体删除或添加时，该算法表现出了极高的敏感性。这表明，任何对二维工程图内容的篡改都会触发水印的异常，从而能够及时发现并定位篡改行为。 此外，算法的定位能力也是其一大优势。当图形单个部分被篡改时，通过检测水印的异常，可以大致确定篡改发生的区域，这对于追踪和修复错误至关重要。这对于工程图的保护，尤其是在设计阶段，防止非法修改和保护知识产权具有重大意义。 这种基于最优二叉查找树的零水印算法为二维工程图内容的完整性和认证提供了一种有效的方法，它结合了拓扑结构、实体句柄和小波理论，既能保证图形的正常使用，又能对潜在的篡改行为进行有效监控和定位。这种方法对于防止未经授权的改动，维护工程图的真实性和安全性具有重要意义，特别是在需要严格保护设计数据的行业中，如航空航天、汽车制造和建筑设计等领域。