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(wǎng)和計算機(jī)技術(shù)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(chǎn)品，但給予人們方便的同時也出現(xiàn)了侵犯原始作者版權(quán)的問題，例如產(chǎn)品的任意拷貝、盜用、篡改等。虛擬產(chǎn)品的研究和應(yīng)用以及在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的協(xié)同設(shè)計使三維模型的版權(quán)保護(hù)問題變得越發(fā)重要。而數(shù)字水印技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效的解決這一問題。數(shù)字水印技術(shù)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(chǎn)品版權(quán)保護(hù)和信息安全的迫切需求，使得三維模型數(shù)字水印

2、技術(shù)研究成為數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)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(shù)進(jìn)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(shù)特征，以及經(jīng)典三維模型數(shù)字水印技術(shù)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(wǎng)格數(shù)字水印算法。
　　2.對本文算法中用到的基礎(chǔ)理論進(jìn)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(jìn)的PCA對模型進(jìn)行姿態(tài)調(diào)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(wǎng)格分割的原理，論文采用改進(jìn)的K均值算法進(jìn)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(wǎng)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(gòu)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(zhì)心移動至模型塊質(zhì)心并將其代替，通過調(diào)整模型塊質(zhì)心來嵌入單位水印信息，對每個模型塊用同樣的方法進(jìn)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(jìn)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(jié)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