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Título: Projeto de marca d’água digital do tipo frágil para nuvens de pontos 3D baseado em processamento de sinais sobre grafos
Autor: Silva, João Victor da
Endereco Lattes do autor: https://lattes.cnpq.br/1535688689643312
Orientador: Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/9939255113143786
Palavras-chave: marca d´água digital;nuvem de pontos 3D;processamentos de sinais sobre grafos;segurança de dados
Data do documento: 20-Set-2023
Citação: SILVA, João Victor da. Projeto de marca d’água digital do tipo frágil para nuvens de pontos 3D baseado em processamento de sinais sobre grafos. 2023. 48f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco. 2023.
Abstract: Applications based on 3D models have been constantly gaining prominence due to their higher fidelity and real-world applicability. To achieve this, it is necessary to seek more suitable alternatives for data acquisition, encoding, representation, visualization, and protection. Given the importance of signal processing in preserving the integrity and authenticity of point clouds, there arises a need for advanced approaches that ensure the security and protection of this data. In this context, research and development of a digital watermarking project based on graph signal processing have emerged. This approach aims not only to enhance the protection of this data but also to identify any unwanted and malicious modifications that may occur. To this end, this work presents the creation of a fragile watermarking method for 3D point clouds with the intention of evaluating both its robustness against attacks and its effectiveness. Furthermore, we seek to implement a practical solution that allows the application of this digital watermark directly to 3D point clouds, with the purpose of preserving their integrity and authenticity, protecting them against possible unwanted or malicious modifications. In this way, a literature review is conducted, followed by simulations using databases of real models, using graph signal processing tools (GSP), applying the graph Fourier transform (GFT) technique. The databases used for the simulations were extracted from various research sources, including Oxford RobotCar, KITTI, NuScenes, among others. The metrics responsible for evaluating the performance of the proposed technique are Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR), Root Mean Squared Error (RMSE), and Bit Error Ratio (BER). As a result, it is observed that the proposed digital watermarking method shows satisfactory results in terms of robustness against attacks and preservation of the quality of 3D data. The experiments have demonstrated the feasibility and efficiency of implementing the digital watermark in 3D point clouds. Therefore, it is concluded that the use of a digital watermark based on graph signal processing is a promising solution to ensure the security and authenticity of 3D data in various applications.
Resumo: As aplicações baseadas em modelos 3D vêm se destacando constantemente devido à sua maior fidelidade e aplicação em objetos do mundo real, para isso, é preciso buscar alternativas mais adequadas para efetuar a obtenção, codificação, representação, visualização e proteção dos dados estudados. Em vista da importância do processamento de sinais para preservar a integridade e autenticidade de nuvens de pontos, surge a necessidade de abordagens avançadas que assegurem a segurança e proteção desses dados. Nesse contexto, surge a pesquisa e o desenvolvimento de um projeto de marca d'água digital baseado em processamento de sinais sobre grafos. Essa abordagem visa não apenas aprimorar a proteção desses dados, mas também identificar quaisquer modificações indesejadas e maliciosas que possam ocorrer. Para tanto, este trabalho apresenta a criação de um método de geração de marca d'água do tipo frágil para nuvens de pontos 3D com o intuito de avaliar tanto a robustez contra ataques quanto a eficácia desse método. Além disso, busca-se implementar uma solução prática que permita a aplicação dessa marca d'água digital diretamente nas nuvens de pontos 3D, com o propósito de preservar sua integridade e autenticidade, protegendo-as contra possíveis modificações indesejadas ou maliciosas. Dessa forma, é realizada revisão da literatura e logo em seguida simulações utilizando bancos de dados de modelos reais, utilizando ferramentas de processamento de sinais sobre grafos (GSP, em inglês graph signal processing), aplicando a técnica de transformada de Fourier sobre grafos (GFT, em inglês graph Fourier transform). As bases de dados utilizadas para as simulações foram extraídas de diversas fontes de pesquisas, sendo alguns deles: Oxford RobotCar, KITTI, NuScenes, entre outros. As métricas responsáveis por avaliar o desempenho da técnica proposta são: Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR), Root Mean Squared Error (RMSE) e Bit Error Ratio (BER). Diante disso, verifica-se que o método de marca d'água digital proposto apresenta resultados satisfatórios em termos de robustez contra ataques e preservação da qualidade dos dados 3D. Os experimentos demonstraram a viabilidade e a eficiência da implementação da marca d'água digital em nuvens de pontos 3D. Portanto, conclui-se que a utilização de marca d'água digital baseada em processamento de sinais sobre grafos é uma solução promissora para garantir a segurança e a autenticidade de dados 3D em diversas aplicações.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/5220
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