基于空間法向量的三維模型數(shù)字水印算法研究.pdf

1、互聯(lián)網和計算機技術的迅速發(fā)展使人們可以非常便捷的訪問和使用各種形式的數(shù)字媒體產品，但給予人們方便的同時也出現(xiàn)了侵犯原始作者版權的問題，例如產品的任意拷貝、盜用、篡改等。虛擬產品的研究和應用以及在網絡環(huán)境下的協(xié)同設計使三維模型的版權保護問題變得越發(fā)重要。而數(shù)字水印技術的出現(xiàn)能夠有效的解決這一問題。數(shù)字水印技術是一個集通信理論、模式識別、信息安全等多種理論為一體的綜合性研究課題，三維數(shù)字產品版權保護和信息安全的迫切需求，使得三維模型數(shù)字水印

2、技術研究成為數(shù)字水印技術領域的一個熱點研究問題。本文針對三維模型的數(shù)字水印技術進行了研究，主要工作如下:
　　1.分析了三維模型數(shù)字水印技術特征，以及經典三維模型數(shù)字水印技術算法。如空域里的三角形相似四元組算法、四面體體積比算法、剝離的三角形條帶符號序列算法，頻域里的基于多分辨率小波分解的數(shù)字水印算法、基于拉普拉斯矩陣水印算法，以及其他常見的三維網格數(shù)字水印算法。
　　2.對本文算法中用到的基礎理論進行了探討。首先介紹了主成

3、分分析(PCA)理論，算法中通過PCA得到三維模型的主成分信息，用改進的PCA對模型進行姿態(tài)調整;然后介紹了Arnold置亂思想，算法中用Arnold置亂變換處理水印信息保證信息的安全性;最后分析了三維網格分割的原理，論文采用改進的K均值算法進行實驗。
　　3.利用三維模型特征信息的穩(wěn)定性提出了一種基于特征信息聚類和空間法向量的三維模型數(shù)字水印算法。算法首先依據(jù)表面形狀特征，用K均值網格分割將三維模型分解為一組數(shù)目有限、各自具有簡

4、單形狀意義的較小模型塊。構造要嵌入信息的模型塊曲面的基本幾何單元，用每個幾何單元的質心移動至模型塊質心并將其代替，通過調整模型塊質心來嵌入單位水印信息，對每個模型塊用同樣的方法進行水印信息的嵌入，從而改變頂點位置使水印信息遍布整個模型。在Matlab7.0實驗平臺上對該水印系統(tǒng)進行仿真實驗，驗證了嵌入水印在常見攻擊下的魯棒性。
　　實驗中，水印采用二值圖像和有意義的字符信息，實驗結果表明論文所提算法在保證嵌入水印信息的情況下具有較