基于幾何不變對(duì)照表的三維模型數(shù)字水印技術(shù).pdf

1、近十幾年里,三維(3D)模型己被越來(lái)越多地應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、藝術(shù)、娛樂(lè)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。大量來(lái)自學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究者們開始意識(shí)到保護(hù)這些數(shù)字產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和版權(quán)的重要性。目前,關(guān)于數(shù)字水印的大量研究工作主要集中在聲音、圖像和視頻上,并且都已比較成熟。然而,由于三維模型沒有統(tǒng)一的表示形式且其幾何變換和拓?fù)洳僮鞯亩鄻有?針對(duì)三維模型的數(shù)字水印技術(shù)仍具有很大的挑戰(zhàn)性。本文中,引入了新的幾何變換不變量,并提出了針對(duì)三維模型的兩種魯棒三維數(shù)字水

2、印算法和一種可逆數(shù)字水印算法。研究成果包括:
　　 一種嵌入容量和不可見性線性可調(diào)的三維數(shù)字水印算法:本算法是針對(duì)任意連通性的三維模型的空域盲水印算法。它具有隨算法參數(shù)線性可調(diào)的嵌入容量和不可見性?；谝粋€(gè)新穎的四點(diǎn)組構(gòu)造和選擇方案,將水印嵌入到三維模型的相似變換不變比中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,嵌入水印的三維模型的嵌入容量和不可見性可以根據(jù)參數(shù)進(jìn)行線性的細(xì)調(diào)。在保證大的水印嵌入容量和對(duì)典型攻擊包括剪切、相似變換(旋轉(zhuǎn)、縮放和平移)和局部

3、攻擊魯棒的前提下,新算法可以提供比其它所有的三維數(shù)字水印算法更好的不可見性。本算法的水印嵌入流程和提取流程的計(jì)算復(fù)雜度低,這使得本算法能夠高效地針對(duì)三維模型進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。
　　 一種新的基于仿射變換不變量的三維魯棒性盲水印算法:基于仿射變換不變量,本文提出了一種針對(duì)三維模型的新的魯棒性盲水印空域算法。給定一個(gè)輸入(原始三維模型),水印序列被嵌入到凸共面四邊形的對(duì)角線交點(diǎn)分線段比(交比)上。這個(gè)交比是一種仿射變換不變量,因?yàn)樵诠裁?/p>

4、四邊形進(jìn)行仿射變換時(shí),此交比保持不變。提出的新算法中,凸共面四邊形是在模型頂點(diǎn)的局部鄰域內(nèi)通過(guò)對(duì)頂點(diǎn)坐標(biāo)的細(xì)微擾動(dòng)構(gòu)造得出。提取水印流程中,遍歷嵌入水印后的三維模型的所有頂點(diǎn)并計(jì)算其相對(duì)應(yīng)的交比。最后通過(guò)投票選舉法,將所有的從交比中提取出來(lái)的水印片段進(jìn)行組合形成最終的水印序列。本算法的計(jì)算復(fù)雜度是D(V),其中V表示三維模型的頂點(diǎn)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與其它現(xiàn)行算法相比,新算法具有多種優(yōu)點(diǎn),包括對(duì)多種攻擊(比如剪切,頂點(diǎn)亂序,非均勻仿射變換

5、,模型簡(jiǎn)化和變形等)的強(qiáng)魯棒性,可以微調(diào)的水印嵌入容量和不可見性,以及線性計(jì)算復(fù)雜度。
　　 一種相似變換不變的三維模型可逆水印算法:基于直方圖變換策略,提出了一種針對(duì)任意連通性的三維模型可逆數(shù)字水印算法。為了使算法對(duì)相似變換具有完全地魯棒性,使用相似變換不變量來(lái)生成三維模型的直方圖。通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整直方圖的分布范圍,算法提供了具有嵌入容量和不可見性可以調(diào)節(jié)的水印嵌入流程和提取流程。該算法的計(jì)算復(fù)雜度是O(V)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與當(dāng)