三維CAD模型數(shù)字水印技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著計(jì)算機(jī)及工業(yè)設(shè)計(jì)的迅猛發(fā)展，3D模型開始被大量的生成并廣泛的使用。3D模型通常是由網(wǎng)格、NURBS或者體素進(jìn)行表示。其中，網(wǎng)格模型因?yàn)槠浯罅可钊氲难芯慷粡V泛采用。然而，網(wǎng)格模型有著其固有的缺陷，它需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)且無法在數(shù)學(xué)上精確表示曲線及曲面。與網(wǎng)格不同，NURBS通過數(shù)學(xué)公式來表示3D模型。它的數(shù)據(jù)量非常小，因?yàn)榍娴仍跀?shù)學(xué)上僅適用少量參數(shù)即可表示。此外，NURBS的光順性也只受到硬件解析度的限制。因此，CAD系統(tǒng)由于其高

2、精度要求通常采用NURBS模型進(jìn)行表示，而在拓?fù)渖贤ㄟ^CSG及BREP等進(jìn)行混合表示。
　　盡管3D模型的數(shù)量在飛速增加，但關(guān)于其上的數(shù)字水印技術(shù)的研究卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在了后面，尤其是三維CAD模型上的數(shù)字水印技術(shù)。因此，本論文將針對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入的討論研究:
　　基于混沌機(jī)制的半盲數(shù)字水印算法:介紹了CAD模型相關(guān)數(shù)字水印技術(shù)的研究進(jìn)展，進(jìn)而提出了一種基于混沌機(jī)制的半盲數(shù)字水印算法，該算法利用節(jié)點(diǎn)反插方法將數(shù)字水印信息分

3、組嵌入到CAD模型的各NURBS數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)向量中，實(shí)驗(yàn)證明，該算法不僅能夠嚴(yán)格保持原始CAD模型的幾何形狀，水印提取過程不需要原始模型的參與，而且對(duì)仿射變換及節(jié)點(diǎn)插入節(jié)點(diǎn)刪除升階等攻擊具有很強(qiáng)的魯棒性。
　　三維CAD模型上的零水印機(jī)制:CAD模型對(duì)于嚴(yán)格保持幾何形狀有著苛刻的要求，而現(xiàn)階段CAD模型數(shù)字水印技術(shù)的研究尚不成熟，為避免模型功能失效，多數(shù)情況下水印只能以很低的強(qiáng)度嵌入，從而降低了水印的魯棒性。為解決水印算法中水印魯棒

4、性與透明性之間的矛盾，引入了零水印的概念，在不對(duì)原始模型進(jìn)行任何改動(dòng)的前提下，利用其重要特征構(gòu)造水印，再將水印在IPR信息數(shù)據(jù)庫注冊(cè)實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)，并詳細(xì)闡述了基于時(shí)間戳機(jī)制的零水印算法在CAD模型上的應(yīng)用。
　　基于脆弱水印的CAD模型認(rèn)證技術(shù)研究:與用于版權(quán)保護(hù)的魯棒水印不同，脆弱水印主要用于數(shù)字產(chǎn)品的內(nèi)容認(rèn)證及篡改檢測(cè)，即通過對(duì)模型的水印提取及檢測(cè)，判斷出模型是否被篡改，并在判定被篡改時(shí)指出篡改的具體位置。接著詳細(xì)闡述了基于C

5、SG及BREP結(jié)構(gòu)的CAD模型上的脆弱水印算法，該算法通過在CSG樹中插入控制節(jié)點(diǎn)的方法嵌入水印信息，該算法能夠很好的完成脆弱水印的內(nèi)容認(rèn)證及篡改檢測(cè)功能，檢測(cè)過程不需要先驗(yàn)知識(shí)，且嚴(yán)格保持CAD模型的幾何形狀。
　　CAD模型上的多重水印策略研究:詳細(xì)討論了多種CAD模型上的多重?cái)?shù)字水印策略。從時(shí)間戳機(jī)制、自恢復(fù)技術(shù)、動(dòng)態(tài)多重水印方案等三方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。其中時(shí)間戳機(jī)制主要用于解決數(shù)字產(chǎn)品中含有多個(gè)不同版權(quán)水印信息時(shí)的版權(quán)糾紛