STL模型的無損水印算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，三維模型作為一種新型的數(shù)字媒體，正在被廣泛的使用且擁有巨大的商業(yè)價(jià)值。可以預(yù)見，用于設(shè)計(jì)軟件與3D打印機(jī)之間協(xié)作的STL模型將成為一種最普遍的數(shù)字商品。如何有效地保護(hù)STL模型的版權(quán)和內(nèi)容安全已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的共同關(guān)注。數(shù)字水印作為數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)、完整性認(rèn)證的一種有效技術(shù)，在STL模型的內(nèi)容保護(hù)方面就有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文首先系統(tǒng)的介紹了數(shù)字水印的理論知識，包括數(shù)字水印的基

2、本概念、分類和性能評價(jià)等。其次總結(jié)了網(wǎng)格模型的水印特點(diǎn)以及網(wǎng)格模型的可逆水印技術(shù)和實(shí)體重排序技術(shù)的研究現(xiàn)狀?；赟TL模型的數(shù)據(jù)存儲特點(diǎn)和模型在應(yīng)用中的工藝精度需求，本文重點(diǎn)對STL模型的無損水印技術(shù)展開研究并取得如下的研究成果：
　　(1)提出了一種基于實(shí)體重排序的STL模型無損水印算法。算法根據(jù) STL模型的數(shù)據(jù)存儲特點(diǎn)，首先對模型進(jìn)行主成分分析(PCA)預(yù)處理，并獲得模型中三角面的參考序列。然后，利用參考序列和平分編碼樹將

3、STL模型文件中的三角面及頂點(diǎn)進(jìn)行重排序來嵌入水印信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的保真度性能良好，水印容量大且對不改變模型完整性的平移、旋轉(zhuǎn)和均勻縮放操作具有良好的魯棒性。
　　(2)提出了一種基于比特位映射和實(shí)體重排序的STL模型大容量、無損水印算法。算法首先對模型進(jìn)行PCA預(yù)處理，獲得模型中三角面的參考序列。然后，通過構(gòu)造的比特位映射操作，實(shí)現(xiàn)比特位的可逆信息隱藏或減小水印信息的值，從而提高實(shí)體重排序方法的嵌入容量。該算法的嵌入容量

4、超過了標(biāo)準(zhǔn)重排方法的最佳容量，在保真度與容量評價(jià)指標(biāo)上能夠獲得良好的性能。此外，該算法還具有良好的時間性能，且對于模型的平移、旋轉(zhuǎn)和均勻縮放操作具有魯棒性。
　　(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個 STL模型的無損水印系統(tǒng)，驗(yàn)證了本文提出的兩種無損水印算法的有效性。
　　本文的主要貢獻(xiàn)在于將實(shí)體重排序技術(shù)推廣到 STL模型中，并根據(jù) STL模型數(shù)據(jù)的存儲特點(diǎn)，提出了兩種基于STL模型的高容量、無損的水印算法。這些算法在網(wǎng)格模型的版權(quán)保護(hù)