三維模型數(shù)字水印典型算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展為信息的獲取和傳播提供了極大的方便，同時(shí)也帶來(lái)了數(shù)字化產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)問(wèn)題。數(shù)字水印技術(shù)為數(shù)字化產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)提供了一種有效方法。目前的數(shù)字水印大多是針對(duì)圖像，音頻和視頻，而對(duì)三維模型水印技術(shù)的研究工作相對(duì)較少。但是，基于CAD的三維模型的應(yīng)用越來(lái)越多，從在網(wǎng)絡(luò)中提交或出售三維模型產(chǎn)品的公司或版權(quán)所有者的立場(chǎng)來(lái)看，他們同樣面臨版權(quán)保護(hù)問(wèn)題，為了保護(hù)三維模型在網(wǎng)絡(luò)上共享而不被非法拷貝，迫切需要一種能夠防止未經(jīng)授權(quán)而非法使用已

2、發(fā)布的三維模型的方法，數(shù)字水印技術(shù)作為一種有效的版權(quán)保護(hù)手段在這個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 Ohbuchi在1997年首先提出三維模型的數(shù)字水印技術(shù)，之后雖然得到一定的研究，但是由于三維模型數(shù)據(jù)的特殊性，比如缺乏像圖像等數(shù)據(jù)的自然的頻域分解算法，這一領(lǐng)域的數(shù)字水印技術(shù)還不成熟，本文在參考國(guó)內(nèi)外三維模型數(shù)字水印技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，主要研究三維網(wǎng)格模型的數(shù)字水印技術(shù)。 本文首先介紹了三維模型數(shù)字水印技術(shù)的研究背景和意義，以

3、及數(shù)字水印的一些基本概念，重點(diǎn)闡述了三維模型數(shù)字水印技術(shù)的特性和主要分類(lèi)，簡(jiǎn)單介紹了水印技術(shù)的相關(guān)工作和研究現(xiàn)狀。根據(jù)水印嵌入技術(shù)的不同，可以將其分為空域三維模型水印技術(shù)和頻域三維模型水印技術(shù)，本文按照這種分類(lèi)方法對(duì)現(xiàn)有的一些典型的三維模型數(shù)字水印算法進(jìn)行了歸納總結(jié)和分析，分別指出了各算法的優(yōu)勢(shì)和不足之處。 基于三維網(wǎng)格模型的特性和水印系統(tǒng)的功能分析，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的三維網(wǎng)格模型數(shù)字水印系統(tǒng)，介紹了三維數(shù)據(jù)格式的組織與

4、存儲(chǔ)方式，簡(jiǎn)練而又清晰地說(shuō)明了系統(tǒng)框架中各模塊的實(shí)現(xiàn)，包括水印的生成和檢測(cè)，集成了所有常見(jiàn)的針對(duì)三維模型的攻擊操作，比如仿射變換、網(wǎng)格簡(jiǎn)化、噪聲、裁剪、網(wǎng)格光順攻擊等，對(duì)各種攻擊算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。對(duì)于一些攻擊來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行水印提取之前可能需要進(jìn)行預(yù)處理，即網(wǎng)格的重定位和重采樣，由此可提高水印提取的正確度，因此對(duì)于整個(gè)水印過(guò)程非常重要，文中詳細(xì)闡述了一種典型的重定位和重采樣的算法。 本文參考圖像數(shù)字水印技術(shù)的研究方法，提出了

5、一種基于DCT中頻的三維網(wǎng)格模型數(shù)字水印算法，將代表三維模型幾何特征的“半徑”距離看成一維的數(shù)字信號(hào)，使用DCT變換到頻域后在中頻系數(shù)上加入數(shù)字水印，再通過(guò)逆向DCT轉(zhuǎn)回空域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在保證水印透明性的前提下對(duì)于簡(jiǎn)化攻擊、裁剪、隨機(jī)噪聲攻擊等具有良好的魯棒性。E Praun提出的基于漸進(jìn)網(wǎng)格的三維模型數(shù)字水印算法的魯棒性很高，但其所采用的Hoppe的漸進(jìn)網(wǎng)格的構(gòu)造方法十分復(fù)雜，影響了總體水印算法的效率，本文詳細(xì)介紹了