三維模型數(shù)字水印算法及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為各種形式的數(shù)字媒體產(chǎn)品的訪問和使用提供了極大的便利，但同時也出現(xiàn)了一系列的問題，如產(chǎn)品的隨意復(fù)制、盜用、篡改等。三維模型同圖象、文本、音頻和視頻一樣存在著版權(quán)保護、侵權(quán)檢測等問題。特別是隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的協(xié)同設(shè)計和虛擬產(chǎn)品的研究和應(yīng)用，三維模型的版權(quán)保護問題顯得日益重要。本文針對三維模型的數(shù)字水印技術(shù)進行了研究，主要研究成果如下：
　　 提出了基于幾何特征分布的三維點云模型數(shù)字水印算法：該算法首先通過

2、修改模型點距離分布的均值來實現(xiàn)水印信息的嵌入，同時引入了Hausdorff距離度量水印對模型的幾何失真程度。通過對水印強度系數(shù)ξ和長度系數(shù)L的實驗統(tǒng)計分析，得到了不同的經(jīng)驗值，從而使該算法在相關(guān)性系數(shù)和模型幾何誤差H(M，(M))之間獲得了較好的平衡；同時該算法在嵌入水印時，不需要對點云模型進行網(wǎng)格化的預(yù)處理操作，是一種真正的直接面向點云模型的數(shù)字水印算法。實驗證明該算法對仿射攻擊、重排序攻擊、簡化、剪切、噪聲和造成局部幾何失真的各種變

3、形攻擊具有較強的魯棒性。
　　 提出基于特征信息的三維網(wǎng)格水印算法：首先利用一種改進分水嶺算法對三維網(wǎng)格模型進行特征區(qū)域的面片分割，然后利用快速傅立葉變換的圖象水印算法，將一串有意義的水印字符串轉(zhuǎn)換成一個水印矩陣，然后把水印矩陣疊加到頂點信息上，完成水印的嵌入。實驗證明該算法能抵抗大范圍的剪切攻擊，對仿射變換攻擊和重排序攻擊有很強的魯棒性。
　　 提出了兩種面向三維網(wǎng)格模型的多重水印算法：第一種算法首先根據(jù)每個頂點的一環(huán)

4、鄰域選取滿足嵌入條件的頂點，然后對這些候選點構(gòu)建自己的局部坐標系，調(diào)整候選頂點的坐標值來完成第一重水印字符串的嵌入；其次利用模型面片的冗余信息進行第二重水印圖象的嵌入。該多重水印算法中的一種是對頂點坐標嵌入水印，另一種是對模型面片的頂點排列順序進行水印嵌入，兩者間不會相互影響。實驗表明該水印算法使模型既能抵抗各種仿射變換、非均勻縮放和大范圍的剪切攻擊，又能抵抗一定強度的噪聲攻擊。第二種算法是對基于特征信息的三維網(wǎng)格水印算法的改進。為了使

5、模型能抵抗更多的攻擊，如抵抗噪聲攻擊，我們在原有水印模型的基礎(chǔ)上，對模型的拓撲信息嵌入另一種水印圖象，從而使模型既能抵抗仿射變換和剪切攻擊，又能抵抗噪聲攻擊。實驗證明多重水印算法對提高水印的魯棒性有較好的效果。
　　 提出了一種基于DCT的細分曲面網(wǎng)格水印算法：通過對初始網(wǎng)格進行三次Loop迭代細分，按距離值升序排列，構(gòu)建一個距離矩陣，并進行DUT變換。為了提高水印的不可見性，通過基于傅立葉變換的圖象水印算法對水印信息進行預(yù)處理