基于几何不变对照表三维模型数字水印技术

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1、山东大学硕士学位论文摘要近十几年里，三维(3D)模型己被越来越多地应用在工业、医疗、艺术、娱乐和虚拟现实等领域。大量来自学术界和工业界的研究者们开始意识到保护这些数字产品的知识产权和版权的重要性。目前，关于数字水印的大量研究工作主要集中在声音、图像和视频上，并且都已比较成熟。然而，由于三维模型没有统一的表示形式且其几何变换和拓扑操作的多样性，针对三维模型的数字水印技术仍具有很大的挑战性。本文中，我们引入了新的几何变换不变量，并提出了针对三维模型的两种鲁棒三维数字水印算法和一种可逆数字水印算法。研究成果包括：．一种嵌入容量和不可见

2、性线性可调的三维数字水印算法：本算法是针对任意连通性的三维模型的空域盲水印算法。它具有随算法参数线性可调的嵌入容量和不可见性。基于一个新颖的四点组构造和选择方案，我们将水印嵌入到三维模型的相似变换不变比中。实验结果表明，嵌入水印的三维模型的嵌入容量和不可见性可以根据参数进行线性的细调。在保证大的水印嵌入容量和对典型攻击包括剪切、相似变换(旋转、缩放和平移)和局部攻击鲁棒的前提下，新算法可以提供比其它所有的三维数字水印算法更好的不可见性。本算法的水印嵌入流程和提取流程的计算复杂度低，这使得本算法能够高效地针对三维模型进行版权保护。

3、一种新的基于仿射变换不变量的三维鲁棒性盲水印算法：基于仿射变换不变量，本文提出了一种针对三维模型的新的鲁棒性盲水印空域算法。给定一个输入(原始三维模型)，水印序列被嵌入到凸共面四边形的对角线交点分线段比(交比)上。这个交比是一种仿射变换不变量，因为在共面四边形进行仿射变换时，此交比保持不变。提出的新算法中，凸共面四边形是在模型顶点的局部邻域内通过对顶点坐标的细微扰动构造得出。提取水印流程中，遍历嵌入水印后的三维模型的所有顶点并计算其相对应的交比。最后通过投票选举法，将所有的从交比中提取出来的水印片段进行组合形成最终的水印序列。本

4、算法的计算复杂度是o(v)，其中矿表示三维模型的顶点数。实验结果表明，与其它现行算法相比，新算法具有多种优点，包括对多种攻击(比如剪切，顶点乱序，非均匀仿射变换，模型简化和变形等)的强鲁棒性，可以微调的水印嵌入容量和不可见性，以及线山东大学硕士学位论文性计算复杂度。一种相似变换不变的三维模型可逆水印算法：基于直方图变换策略，我们提出了一种针对任意连通性的三维模型可逆数字水印算法。为了使算法对相似变换具有完全地鲁棒性，我们使用相似变换不变量来生成三维模型的直方图。通过适当地调整直方图的分布范围，我们的算法提供了具有嵌入容量和不可见

5、性可以调节的水印嵌入流程和提取流程。该算法的计算复杂度是D∥)。实验结果表明，与当前的三维模型可逆水印算法表现性能相比，我们的算法具有很强的竞争力。关键字：三维模型数字水印；高嵌入容量；线性可调的不可见性；仿射变换不变量；版权保护；可逆水印。II山东大学硕士学位论文ABSTRACTInthepastdecades，threedimensional(3D)modelshavebeenincreasinglyusedintheapplicationsofindustry,medical，graphicsarts，entertainm

6、ent，andvirtualreality．Watermarkingforprotectingtheintellectualpropertyrightsandcorafyingtheauthenticationofaudiosignals，2Dstillimagesandvideohasbeenthoroughlystudiedinrecentyears．However,sincethesynchronizationproblem,complexgeometricalandtopologicalproblemsintroduce

7、dbythe3Dprojects，watermarkingtechniquefor3Dmodelsremainsachallengingproblem．Inthispaper,weintroducetwonovelgeometrytransforminvariants，andproposetworobustwatermarkingmethodsandonereversiblewatermarkingapproach，whicharestatedasfollows：Ahighlyadaptablecapacityandinvisi

8、bility3Dwatermarkingmethod：Weproposeafinelytunablecapacityandinvisibilitynovelblindwatermarkingmethodfor3Dmodelswitharbitrarytopolo