基于幾何不變對照表的三維模型數字水印技術.pdf

1、近十幾年里,三維(3D)模型己被越來越多地應用在工業(yè)、醫(yī)療、藝術、娛樂和虛擬現實等領域。大量來自學術界和工業(yè)界的研究者們開始意識到保護這些數字產品的知識產權和版權的重要性。目前,關于數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撲操作的多樣性,針對三維模型的數字水印技術仍具有很大的挑戰(zhàn)性。本文中,引入了新的幾何變換不變量,并提出了針對三維模型的兩種魯棒三維數字水

2、印算法和一種可逆數字水印算法。研究成果包括:
　　 一種嵌入容量和不可見性線性可調的三維數字水印算法:本算法是針對任意連通性的三維模型的空域盲水印算法。它具有隨算法參數線性可調的嵌入容量和不可見性?；谝粋€新穎的四點組構造和選擇方案,將水印嵌入到三維模型的相似變換不變比中。實驗結果表明,嵌入水印的三維模型的嵌入容量和不可見性可以根據參數進行線性的細調。在保證大的水印嵌入容量和對典型攻擊包括剪切、相似變換(旋轉、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算復雜度低,這使得本算法能夠高效地針對三維模型進行版權保護。
　　 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三維模型的新的魯棒性盲水印空域算法。給定一個輸入(原始三維模型),水印序列被嵌入到凸共面四邊形的對角線交點分線段比(交比)上。這個交比是一種仿射變換不變量,因為在共面

4、四邊形進行仿射變換時,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的局部鄰域內通過對頂點坐標的細微擾動構造得出。提取水印流程中,遍歷嵌入水印后的三維模型的所有頂點并計算其相對應的交比。最后通過投票選舉法,將所有的從交比中提取出來的水印片段進行組合形成最終的水印序列。本算法的計算復雜度是D(V),其中V表示三維模型的頂點數。實驗結果表明,與其它現行算法相比,新算法具有多種優(yōu)點,包括對多種攻擊(比如剪切,頂點亂序,非均勻仿射變換

5、,模型簡化和變形等)的強魯棒性,可以微調的水印嵌入容量和不可見性,以及線性計算復雜度。
　　 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,提出了一種針對任意連通性的三維模型可逆數字水印算法。為了使算法對相似變換具有完全地魯棒性,使用相似變換不變量來生成三維模型的直方圖。通過適當地調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節(jié)的水印嵌入流程和提取流程。該算法的計算復雜度是O(V)。實驗結果表明,與當