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曲線曲面構(gòu)造中的加密問題探討班級:信息與計算科學(xué)一班學(xué)生:學(xué)號:指導(dǎo)教師:第一章:緒論第二章:基函數(shù)的系數(shù)矩陣表示與混合第三章:三次B樣條曲線曲面加密第四章:三次三角B樣條曲線曲面加密第五章:總結(jié)與展望目錄
曲線曲面已經(jīng)成為計算機(jī)圖形學(xué)的重要研究內(nèi)容之一。其中Bézier曲線與B樣條曲線是曲線研究中最常用的工具,它們應(yīng)用于各種方面,所以它們的傳播也變得頻繁。但伴隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,安全問題也變得更加棘手,網(wǎng)絡(luò)中的圖像信息可以以多種多樣的途徑在網(wǎng)絡(luò)上傳傳播。所以,信息傳播過程中的保密問題就得不到保障。因此,越來越多的人們開始關(guān)注信息的安全與保密問題。所以探討曲線曲面構(gòu)造中的加密問題在現(xiàn)實生活中也有很好的意義與應(yīng)用。
目前,大多數(shù)的曲線曲面都是以基函數(shù)來構(gòu)造的,所以對于曲線曲面的加密也是通過改變其基函數(shù)(參數(shù)多項式)來實現(xiàn)。提出了一種基于系數(shù)矩陣融合的加密算法,并結(jié)合此算法將三次B樣條曲線基函數(shù)的系數(shù)矩陣與三次Bézier曲線基函數(shù)的系數(shù)矩陣加以混合,實現(xiàn)了對三次B樣條曲線曲面的加密。第一章:緒論研究目的與意義:
研究現(xiàn)狀:第二章:基函數(shù)的系數(shù)矩陣表示與混合1.參數(shù)多項式系數(shù)矩陣表示
定義1:對于,下面方程所表示的曲線稱為n次參數(shù)多項式曲線:(2.1)
對任一條多項式曲線來說,可能會出現(xiàn)的表達(dá)式中的最高次不一樣的情況,此時,三者的最高次數(shù)取齊,這只要令某些系數(shù)為零即可。第二章:基函數(shù)的系數(shù)矩陣表示與混合將公式(2.1)改寫成矢量形式為:為了讓曲線的參數(shù)方程與其幾何性質(zhì)之間有關(guān)聯(lián),解決的方法通常是將矩陣C進(jìn)一步分解:。得到的參數(shù)多項式曲線的矩陣可以表示為:一般稱為G為控制頂點。M稱為基矩陣,也稱為基函數(shù)的系數(shù)矩陣。同樣,參數(shù)多項式曲面的矩陣表示為:
第二章:基函數(shù)的系數(shù)矩陣表示與混合2
.系數(shù)矩陣混合
定義2:對若矩陣F和G分別表示不同的自由曲線基函數(shù)的系數(shù)矩陣,m為滿足的任一實數(shù),則稱矩陣S:為系數(shù)矩陣F和G的m混合矩陣。上述混合矩陣的定義可以看出,當(dāng)混合參數(shù)m接近1時,混合矩陣S就接近于矩陣F,當(dāng)混合參數(shù)m接近0時,混合矩陣就接近于矩陣G。這樣就可以利用此算法,將兩類不同的自由曲線的系數(shù)矩陣進(jìn)行混合,從而實現(xiàn)對其中一類曲線曲面的加密。加密后的系數(shù)矩陣可以用下面的公式恢復(fù):第三章:三次B樣條曲線曲面的加密1.三次Bézier曲線基函數(shù)
定義1:對于,稱關(guān)于t的多項式:
為帶參數(shù)的三次Bézier曲線基函數(shù)。第三章:三次B樣條曲線曲面的加密三次Bézier曲線基函數(shù)圖第三章:三次B樣條曲線曲面的加密①.三次Bézier曲線基函數(shù)性質(zhì)②.基函數(shù)的系數(shù)矩陣F為:第三章:三次B樣條曲線曲面的加密2
.三次B樣條曲線基函數(shù)
定義2:對于,稱關(guān)于t的多項式:
為帶參數(shù)的三次B樣條曲線基函數(shù)。第三章:三次B樣條曲線曲面的加密三次B樣條曲線基函數(shù)圖第三章:三次B樣條曲線曲面的加密①.三次B樣條曲線基函數(shù)性質(zhì)②.基函數(shù)的系數(shù)矩陣F為:第三章:三次B樣條曲線曲面的加密3.m混合矩陣S
根據(jù)混合矩陣定義可得,經(jīng)過m混合后的矩陣S為:將上述三次Bézier曲線基函數(shù)的系數(shù)矩陣F和三次B樣條基函數(shù)數(shù)的系數(shù)矩陣G帶入上式并化簡可得:
第三章:三次B樣條曲線曲面的加密
以混合矩陣S作為系數(shù)矩陣構(gòu)造的新的樣條函數(shù)為:
第三章:三次B樣條曲線曲面的加密以S為系數(shù)矩陣的新樣條函數(shù)圖第三章:三次B樣條曲線曲面的加密4.實驗結(jié)果分析三次B樣條曲線段的矩陣表示為(以系數(shù)矩陣G為基函數(shù)):
實驗中,取給定的控制頂點為,,,原始B樣條曲線圖第三章:三次B樣條曲線曲面的加密加密后的B樣條曲線第三章:三次B樣條曲線曲面的加密
已知曲面的控制點,參數(shù)且。雙三次B樣條曲面的方程表示為:
原始B樣條曲面圖第三章:三次B樣條曲線曲面的加密加密后的B樣條曲面第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密1.三次三角Bézier曲線基函數(shù)定義1:對于,稱關(guān)于t的多項式:
為三次三角Bézier曲線基函數(shù)?;瘮?shù)圖像第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密①.三次三角Bézier曲線基函數(shù)性質(zhì)②.基函數(shù)的系數(shù)矩陣F為:第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密2
.三次三角B樣條曲線基函數(shù)定義1:對于,稱關(guān)于t的多項式:
為三次三角B樣條曲線基函數(shù)?;瘮?shù)圖像第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密①.三次三角B樣條曲線基函數(shù)性質(zhì)②.基函數(shù)的系數(shù)矩陣G為:第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密3.實驗結(jié)果
三次三角B樣條曲線段的矩陣表示同樣為:。經(jīng)過系數(shù)矩陣混合后(以系數(shù)矩陣S為基函數(shù))矩陣表示為:。
其中S為:
第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密實驗中給定四個控制頂點。原始三次三角B樣條曲線加密后B樣條曲線第四章:三次三角B樣條曲線曲面的加密
三次三角B樣條曲面的參數(shù)表達(dá)式為:。將系數(shù)矩陣G替換成混合矩陣S后方程為:。原始三角B樣條曲面加密后三角B樣條曲面
本文提出的算法對B樣條曲線曲面的加密能夠起到較好的效果,從而能夠保證B樣條曲線曲面在信息傳播過程中的安全性。試驗結(jié)果表明,利用m混合矩陣生成的曲線曲面和原始的B樣條曲線曲面有一定相似度,并且可以通過調(diào)整混合參數(shù)m的大小來得到滿意的加密結(jié)果,從而能夠較好地隱藏原始的
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