魯棒的三維模型零水印的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)入公開網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，應(yīng)用也越來越廣泛，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的多媒體信息的版權(quán)盜用問題也顯著增加。數(shù)字水印技術(shù)主要通過在多媒體內(nèi)容中嵌入版權(quán)標(biāo)志數(shù)據(jù)來確保內(nèi)容的安全。
　　近年來，隨著三維掃描技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)性能的提高，3D打印技術(shù)的成熟，使得三維幾何模型也面臨所有權(quán)保護(hù)問題。而現(xiàn)有三維模型數(shù)字水印技術(shù)，多基于模型頂點(diǎn)、面片關(guān)系，很難抵抗3D掃描打印帶來的重采樣攻擊，同時(shí)為了平衡三維

2、模型水印魯棒性和透明性之間的關(guān)系，本文提出了一種基于積分不變量的三維模型零水印算法，零水印是指利用三維模型的重要特征來構(gòu)造水印信息，而不是修改三維模型的數(shù)據(jù)嵌入水印信息。該算法首先對模型利用CPCA（Continuous Principal Component Analysis）的方法進(jìn)行預(yù)處理，以實(shí)現(xiàn)三維模型的平移不變性、縮放不變性和旋轉(zhuǎn)不變性。其次，對預(yù)處理后的模型按照Ray-Based的方法進(jìn)行分組，結(jié)合上一步的操作，就可以使模型

3、上的頂點(diǎn)得到一個(gè)固定順序的分組，以便使受到攻擊后的模型與原始模型構(gòu)造出的水印信息可以保持一定的同步性。接著對每一分組中的數(shù)據(jù)按順序分別構(gòu)造鄰域球、計(jì)算其球面積分不變量（這里本文提出兩種計(jì)算方法——球冠近似法和基于球的表面積的計(jì)算方法）并歸一化。最后通過比較計(jì)算出的歸一化后的球面積分不變量的值與閾值(一般取1/2)的大小關(guān)系，進(jìn)行水印信息的構(gòu)造。水印信息構(gòu)造完成后，我們需要把它結(jié)合時(shí)間戳一起注冊到一個(gè)可信的第三方IPR(Intellect

4、ual Property Rights)數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)對三維模型的版權(quán)保護(hù)。這種技術(shù)很好地解決了不可見數(shù)字水印的透明性與魯棒性之間的矛盾，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該算法可以很好地抵抗重采樣攻擊，對簡化、細(xì)分、平滑、相似變換、頂點(diǎn)重排等常見攻擊也具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　本文最后針對上述提出的三維模型零水印算法，基于VS2010、C++、MFC、OpenGL以及半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，搭建了一個(gè)三維模型零水印系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括三個(gè)功能模塊，分別是: