三維模型魯棒水印算法研究.pdf

1、伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，如何保護(hù)多媒體信息的安全成為國際上研究的熱門課題。三維網(wǎng)格模型作為一種新型多媒體產(chǎn)品得到日益普及和廣泛應(yīng)用，它的版權(quán)保護(hù)與內(nèi)容認(rèn)證成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)。同時(shí)，隨著三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)量的迅猛增長，壓縮域三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理十分必要。本論文是關(guān)于三維網(wǎng)格模型水印技術(shù)與三維網(wǎng)格模型的壓縮技術(shù)的一些研究，研究成果包括：
　　系統(tǒng)地介紹了三維網(wǎng)格模型數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了一些典型的三維網(wǎng)格模型數(shù)字水印

2、算法，并重點(diǎn)介紹了可逆水印技術(shù)的研究現(xiàn)狀；簡要介紹了三維網(wǎng)格模型壓縮技術(shù)基本概念、研究背景和重要意義以及發(fā)展現(xiàn)狀并著重介紹了壓縮域水印技術(shù)的發(fā)展。旨在了解現(xiàn)有水印算法、壓縮算法發(fā)展進(jìn)程，為本文水印、壓縮以及兩者結(jié)合的算法的提出提供思路。
　　提出了一種三維網(wǎng)格模型魯棒水印算法：以三維網(wǎng)格模型為研究對(duì)象，利用模型頂點(diǎn)的幾何坐標(biāo)作為水印嵌入基元，引入了電路理論中的并聯(lián)阻抗的性質(zhì)，使水印的嵌入強(qiáng)度自適應(yīng)于頂點(diǎn)的局部幾何特征。同時(shí)，與已往

3、自適應(yīng)水印嵌入算法不同的是：水印嵌入方向也自適應(yīng)于局部幾何特征。這使得本算法能夠在嵌入的水印信息不可見的前提下嵌入更大能量的水印，從而保證水印隱藏對(duì)象能夠承受更大強(qiáng)度的攻擊。實(shí)驗(yàn)表明該算法魯棒性較好，對(duì)噪聲、旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、剪切、降采樣及其聯(lián)合攻擊的抵抗性較強(qiáng)，并且算法復(fù)雜度較低。
　　提出了兩種三維模型矢量量化壓縮算法：一種是基于擴(kuò)展碼書的，它能夠充分利用三維網(wǎng)格中相鄰頂點(diǎn)的碼字索引的相關(guān)性，將鄰域頂點(diǎn)的碼字索引存儲(chǔ)到FIFO

4、中，使碼字搜索范圍減小，從而獲得更低的比特率，同時(shí)節(jié)省了碼字搜索時(shí)間；另一種為基于k環(huán)預(yù)測的，它能利用頂點(diǎn)的k環(huán)鄰域內(nèi)的所有頂點(diǎn)的預(yù)測誤差估計(jì)得到待量化頂點(diǎn)的預(yù)測誤差，從而進(jìn)行預(yù)測誤差補(bǔ)償，減小了殘差矢量的動(dòng)態(tài)范圍，進(jìn)而使網(wǎng)格模型在相同的比特率的情況下進(jìn)行矢量量化壓縮造成的失真更小。仿真結(jié)果表明，這兩種算法均獲得比經(jīng)典算法更高的比特率－失真性能。
　　基于目前大多數(shù)可逆水印算法針對(duì)原始域媒體的不足，結(jié)合矢量量化的思想，提出了一種壓

5、縮域三維網(wǎng)格可逆數(shù)字水印算法：該算法通過改變矢量量化壓縮過程的矢量預(yù)測方式來嵌入水印信息，使水印對(duì)于信道噪聲引起的碼字失真有較強(qiáng)的魯棒性。該算法可實(shí)現(xiàn)三維網(wǎng)格的壓縮碼流的真實(shí)性驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在較強(qiáng)的信道噪聲下嵌入的水印仍能完全恢復(fù)，而在未受攻擊時(shí)水印與原始三維網(wǎng)格均能完全恢復(fù)。算法的提出促進(jìn)了矢量量化和水印技術(shù)的結(jié)合。
　　完成了三維網(wǎng)格模型水印及壓縮軟件處理系統(tǒng)：在VisualC++6.0環(huán)境下完成了對(duì)三維網(wǎng)格模型的如