基于視覺(jué)特征的三維網(wǎng)格數(shù)字水印算法.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，三維模型正在被廣泛地應(yīng)用并帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益，并且已經(jīng)成為知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重要對(duì)象而三維網(wǎng)格數(shù)字水印技術(shù)正是在這種需求下產(chǎn)生、發(fā)展起來(lái)的。它將版權(quán)信息以水印的形式隱藏到目標(biāo)模型中，對(duì)使用者不可見(jiàn)且不影響數(shù)據(jù)的正常使用，在需要的時(shí)候，又能夠方便快捷地從模型中提取出水印信息，從而實(shí)現(xiàn)版權(quán)的驗(yàn)證等功能。 1997年，Ohbuchi等第一次提出了三維網(wǎng)格數(shù)字水印技術(shù)的概念，為三維網(wǎng)格模型

2、和數(shù)字水印的研究提供了新的思路和方法。經(jīng)過(guò)了近十年的發(fā)展，三維網(wǎng)格數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)形成了以水印嵌入與提取、水印的攻擊、水印評(píng)估等幾個(gè)方面為主要內(nèi)容的研究領(lǐng)域，并獲得了初步的發(fā)展。三維網(wǎng)格數(shù)字水印技術(shù)主要包括水印嵌入、水印評(píng)估、水印攻擊等幾個(gè)方面。按照其嵌入域不同可將三維網(wǎng)格數(shù)字水印分為空域水印和頻域水印；按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同可分為用于版權(quán)保護(hù)的魯棒性水印和用于內(nèi)容認(rèn)證的脆弱水印算法；按照水印提取過(guò)程是否需要原始數(shù)據(jù)可將水印分為私有水印與公

3、開(kāi)水印。水印的攻擊方法主要有魯棒性攻擊，解釋攻擊，法學(xué)攻擊等。對(duì)于水印性能的評(píng)估，目前主要使用受試者工作特征曲線ROC、水印位出錯(cuò)率、模型形變量、信噪比SNR和峰值信噪比等方法。本文第二章按照嵌入域分類(lèi)法，著重研究了一批具有代表性的三維水印算法。 本項(xiàng)研究的主體部分，著眼于探索如何在不影響視覺(jué)效果和可用性的基礎(chǔ)上，完成三維網(wǎng)格水印嵌入。由于三維網(wǎng)格模型的特殊性，三維網(wǎng)格水印算法的最終實(shí)現(xiàn)都是以網(wǎng)格頂點(diǎn)位置的微小改變?yōu)楦?，并且這

4、種改變不影響幾何模型的視覺(jué)效果和功能特性。物體形狀的微變?nèi)绾伪M可能減少對(duì)視覺(jué)的影響，如何不影響物體的可用性，這個(gè)問(wèn)題對(duì)于增加或攻擊水印信息都有非常重要的指導(dǎo)意義。 三維網(wǎng)格數(shù)字水印算法的目標(biāo)是以較小的網(wǎng)格變化來(lái)實(shí)現(xiàn)較多的水印信息的嵌入，而三維網(wǎng)格中具有較好的視覺(jué)隱藏特性的區(qū)域能夠在發(fā)生改變時(shí)不易被察覺(jué)，能較少的影響幾何模型的視覺(jué)效果和功能特性，這種特性非常的符合三維網(wǎng)格數(shù)字水印的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)大強(qiáng)度、魯棒性的水印算法。

5、本項(xiàng)研究的主要貢獻(xiàn)，在于以三維網(wǎng)格的曲率為基礎(chǔ)，通過(guò)分析曲率及區(qū)域內(nèi)曲率變化對(duì)于模型視覺(jué)特征的影響，提出了一種使用曲率及曲率變化相結(jié)合的三維數(shù)字水印算法。首先，計(jì)算三維網(wǎng)格中的點(diǎn)的曲率，然后根據(jù)點(diǎn)的鄰接點(diǎn)信息計(jì)算出網(wǎng)格中各個(gè)區(qū)域的平均曲率及區(qū)域內(nèi)曲率的變化來(lái)，以視覺(jué)特征來(lái)選取合適的區(qū)域：然后，采用插值的方式將水印信息嵌入到所選區(qū)域中去，越靠近區(qū)域中間的點(diǎn)擁有較高的擾動(dòng)強(qiáng)度，越靠近邊界的點(diǎn)施加越小的擾動(dòng)，這樣能使區(qū)域在發(fā)生變化后仍然能夠與