文档介绍：摘 要
随着多媒体技术的发展,数字媒体的应用也越来越广泛,而伴随着这些应用的同时,数字产品的盗用、篡改等侵权问题也一并出现。数字水印作为一种技术手段,可以有效的保护数字产品的版权[1]。数字水印是利用数字产品中普遍存在的冗余来将水印信息藏入其中从而达到版权保护目的的一种技术。随着计算机图形学、虚拟现实、计算机辅助设计等技术的发展,三维模型也得到越来越多的应用,它们同样需要保护。与图像水印相比,三维模型不但包含几何信息,还包括拓扑信息[2]。而通常对三维模型的攻击有旋转、平移、均匀或不均匀的缩放、裁剪、网格简化等[3]。这些攻击有的改变了模型的几何信息,有的作用在模型的拓扑结构上,亦或两者都有之。正因为三维模型自身的这些特点和对其攻击方式的多样性导致了其嵌入和提取水印比较复杂。
本文从版权保护的角度出发,对三维模型数字水印的相关技术进行了深入研究,在借鉴前人成果的基础上,提出了自己的改进方法,主要有以下两个方面:
一、提出了一种基于三维网格模型近似投影图像的水印算法。为了使设计的水印算法能有较强的鲁棒性,合理选择水印的嵌入域和嵌入方法都是十分重要的。首先,三维网格模型的投影图像能够体现三维网格模型的特征,其次, 投影图像在离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)后的变换域经过奇异值分解(Singular Value position,SVD)后用来隐藏水印信息后能有较好的鲁棒性,所以本文通过主元分析(ponent analysis,PCA)确定三维模型唯一的投影方向并采用正交投影方式得到模型的近似投影图像,选择投影图像作为水印嵌入域,将水印信息隐藏到此投影图像的 DWT-SVD 变换域中,然后经过逆变换后得到含水印信息的三维模型。算法对顶点重排序、噪声等攻击有比较好的鲁棒性。
二、提出了一种鲁棒的三维网格模型盲水印算法。Li提出的三维网格盲水印算法[2]在提取水印时,虽然不需要原始网格,也不需要对网格进行校准等预处理,而且对平移及均匀缩放操作具有良好的鲁棒性,但是它对顶点重排序攻击不具备抵抗性。本文的算法在其算法的基础上加以改进,选取了两个全局几何特征, 其中一个特征是模型顶点到模型质心的距离,还有一个特征是两条线的夹角,这两条线分别是模型顶点与它的一阶邻域中心点的连线、一阶领域中心点与模型中心点的连线。利用两个全局特征进行的顶点排序不会因为顶点重排序和几何变换
等操作而发生变化的特点以及傅里叶变换的性质,算法能够抵抗旋转、缩放、平
移和顶点重排序等攻击。
关键词:信息隐藏,三维模型,数字水印,鲁棒性
ABSTRACT
With the development of multimedia technology, digital media applications are more and more widely, while panied of these applications at the same time, the infringement include theft and tampering of digital products makes an appearance. Digital watermarking as a means of technology, can effectively protect digital products' copyright. The digital watermark mon in digital products redundant data to hide the watermark information into them so as to achieve the purpose of a copyright protection technology. With the development puter graphics, virtual reality, puter-aided design industry, the three-dimensional model of the product is more and more, they are also in need of protection. Compared with image watermark, three-dimensional model contains not only the geometric information, also includes topology information. Usually the attack on the three-dimensional model include rotation,