專利名稱：一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置及方法，具體涉及數(shù)字水印技術(shù)，屬于三維網(wǎng)格模型圖形處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
數(shù)字水印是一種解決二維圖像、音頻、視頻和三維模型版權(quán)保護(hù)和驗(yàn)證的行之有效的手段。然而隨著水印的嵌入，這些數(shù)字產(chǎn)品的內(nèi)容不可避免的會(huì)發(fā)生永久性的改變，即使引起的變化對(duì)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可感知的。但是，對(duì)于具有高精度要求的應(yīng)用(比如醫(yī)療診斷、法庭證據(jù)和藝術(shù)品保存等)來(lái)說(shuō)，任何改變都是不可接受的，因此在水印提取出來(lái)之后，這些數(shù)字產(chǎn)品必須恢復(fù)到原始狀態(tài)。相應(yīng)的，解決此類(lèi)問(wèn)題的能夠完全無(wú)損的將嵌入水印后的數(shù)字媒體恢復(fù)到原始狀態(tài)的可逆水印技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。最近幾年的可逆水印技術(shù)的研究大多通過(guò)無(wú)損壓縮，差值擴(kuò)展和直方圖變換等技術(shù)集中在二維圖像、音頻和視頻上。然而由于三維模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不規(guī)則性，直到目前能夠正確、簡(jiǎn)潔和高效的將嵌入水印后的模型轉(zhuǎn)換回原始模型的三維可逆數(shù)字水印方法還非常少。德國(guó)研究人員Dittmarm和Benedens [1]基于公鑰數(shù)字簽名機(jī)制，提出了第一個(gè)針對(duì)三維模型的可逆水印方法，該方法引入了無(wú)損恢復(fù)的概念，通過(guò)將額外的面和頂點(diǎn)添加到原始模型中實(shí)現(xiàn)水印嵌入，在提取時(shí)，通過(guò)密鑰將嵌入過(guò)程中添加的面和頂點(diǎn)去掉實(shí)現(xiàn)無(wú)損恢復(fù)。但該方法的不可見(jiàn)性較差，而且還在原始模型的數(shù)據(jù)量基礎(chǔ)上增加了額外的負(fù)擔(dān)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生分院的Lu和Li [2]通過(guò)使用PVQ技術(shù)，提出了一個(gè)不完全的可逆水印方法，雖然恢復(fù)出來(lái)的壓縮數(shù)據(jù)與原始模型的壓縮數(shù)據(jù)相同，但由于PVQ技術(shù)本身是有損壓縮，所以恢復(fù)出來(lái)的模型跟原始模型略有差別。法國(guó)的mi和Dugelay [3] 通過(guò)改進(jìn)的差值擴(kuò)展技術(shù)，提出了具有大容量但是低不可見(jiàn)性的三維可逆數(shù)字水印方法。 由于其不可見(jiàn)性較差，該方法在對(duì)不可見(jiàn)性要求較高的應(yīng)用中并不適用。相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)有以下三篇[l]Dittmann，J.，Benedens，0. Invertible authentication for 3D meshes. In !Proceedings of SPIE，Security and Watermarking of Multi-media Contents V， 5020,653-664(2003)；[2]Lu, Ζ. Μ.，Li，Ζ. :High capacity reversible data hiding for 3D meshes in the PVQ domain. In-Proceedings of the 6th International Workshop on Digital Watermarking，593-596(2007)；[3]Wu, H. Τ.，Dugelay, J. L !Reversible watermarking of 3D mesh models by prediction-error expansion. In :10th IEEE Workshop on Multimedia Signal Processing,797-802(2008)。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案
一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，該方法包括水印嵌入和水印提取兩部分，其中水印嵌入部分包括計(jì)算原始模型中相似變換不變量的比值，將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；利用直方圖變換，將給定的水印信息嵌入到原始模型中；水印提取部分包括計(jì)算嵌入水印后的模型中相似變換不變量的比值，將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；利用直方圖反變換，提取出水印信息提取，并將原始模型恢復(fù)出來(lái)。所述水印嵌入的步驟如下Stepl 對(duì)輸入三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算與它相關(guān)聯(lián)的相似變換不變量的比值；Step2 將得到的所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；St印3 將整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成直方圖H ；Mep4:利用直方圖變換，將給定的水印信息嵌入到原始三維模型中。所述st印4的直方圖變換步驟如下a.從直方圖H中找到最大值hmax和最小值hmin，同時(shí)得到hmax，hmin分別對(duì)應(yīng)的整數(shù) χ 禾口 y ；b.如果乂>7則將區(qū)間[y+l，x-l]內(nèi)的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，反之將區(qū)間[x+1，y-Ι]內(nèi)的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也增加一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G ；c.將變換后的映射到X的不變量比值與給定的水印信息進(jìn)行相應(yīng)處理后，得到嵌入水印信息的直方圖；d.根據(jù)嵌入水印信息的直方圖求得嵌入水印后的模型。所述步驟c的處理過(guò)程如下水印信息為由0，1組成的比特序列，如果比特序列的第ith個(gè)比特為“1”，則將第ith不變量比值的映射值由“X”變?yōu)椤癤+1”，如果第ith個(gè)比特為 “0”，則相應(yīng)的不變量比值的映射值仍為“X”。所述水印提取的步驟如下Stepl 對(duì)嵌入水印后的三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算與它相關(guān)聯(lián)的相似變換不變量的比值；St印2 將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；乂印3 將整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成直方圖H'；利用直方圖反變換，將給定的水印信息提取出來(lái)并將原始三維模型恢復(fù)出來(lái)。所述st印4的直方圖反變換步驟如下A.按照輸入三維模型頂點(diǎn)順序，掃描相似變換不變量比值映射在直方圖H'上的整數(shù)，如果掃描到“x+1”，則提取水印比特“1”，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的不變量比值減少0. 5/G ；如果掃描到比值“X”，則提取水印比特“0”，比值不作任何修改；掃描完畢之后，嵌入模型中的水印信息被完全提取出來(lái)了；B.再次掃描相似變換不變量比值映射在直方圖H'上的整數(shù)，如果χ < y將在區(qū)間[x+2，y]的直方圖單元向左移動(dòng)一個(gè)單位，如果乂>7將在區(qū)間[y+2，x]的直方圖單元左移一個(gè)單位；同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也減少一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G;掃描完畢之后，得到原始模型的直方圖信息；C.根據(jù)直方圖信息求得原始模型。
一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置，包括水印嵌入裝置和水印提取裝置兩部分，所述水印嵌入裝置包括選擇原始模型單元，計(jì)算比值集合單元，映射單元，直方圖變換單元，水印嵌入單元；所述水印提取裝置包括選擇模型單元，計(jì)算比值集合單元，映射單元，直方圖變換單元，水印提取單元，原始模型恢復(fù)單元。所述水印嵌入裝置中選擇原始模型單元選取將要嵌入水印信息的原始三維模型；計(jì)算比值集合單元對(duì)原模型上每一個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算其鄰居節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造投影共面四點(diǎn)組，計(jì)算相似變換不變量比值并將其加入比值集合Ω中；映射單元將Ω中的相似變換不變量比值通過(guò)函數(shù)映射到整數(shù)區(qū)間G中；直方圖變換單元首先生成關(guān)于整數(shù)g的分布的直方圖H ；然后將在區(qū)間[x+1， y-Ι]或[y+l，x_l]部分的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也增加一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G ；水印嵌入單元直方圖變換策略完畢后，水印信息相應(yīng)的嵌入到了三維模型中，形成了含水印信息的三維模型。所述水印提取裝置中選擇模型單元選取將要提取水印信息和恢復(fù)原始狀態(tài)的三維模型。計(jì)算比值集合單元對(duì)原模型上每一個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算其鄰居節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造投影共面四點(diǎn)組，計(jì)算相似變換不變量比值并將其加入Ω中；映射單元將Ω中的相似變換不變量比值通過(guò)函數(shù)映射到整數(shù)區(qū)間G中；直方圖變換單元首先生成關(guān)于整數(shù)g的分布的直方圖H’ ；然后將在區(qū)間[x+2， y]或[y+2，x]部分的直方圖單元向左移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也減少一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G ；水印提取單元在直方圖變換策略中，第一次直方圖變換時(shí)將水印信息從三維模型中提取出來(lái)了；原始模型恢復(fù)單元第二次變換是將輸入模型恢復(fù)到了原始三維模型。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提出了一個(gè)新的三維模型的可逆水印方法裝置及方法，通過(guò)改進(jìn)的直方圖變換方法，在任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的三維模型中有效地嵌入/提取水印。 本方法對(duì)相似變換具有完全的魯棒性，高度可調(diào)的嵌入容量和水印不可見(jiàn)性以及低計(jì)算復(fù)雜度(O(V))，這些優(yōu)點(diǎn)使得本算法具有廣泛的應(yīng)用包括三維模型的版權(quán)鑒定和無(wú)損恢復(fù)。


圖1投影平面內(nèi)的對(duì)角線交比經(jīng)過(guò)任意的相似變換后保持不變；圖2四點(diǎn)組{a，b，c, d}的四種投影情況；圖3a根據(jù)原始三維模型生成的直方圖，包含最大點(diǎn)和最小點(diǎn)；圖北在直方圖移動(dòng)前，最大點(diǎn)χ和最小點(diǎn)y之間的直方圖單元；圖3c χ和y之間的單元都加一個(gè)直方圖單元；圖3d嵌入水印后的三維模型的直方圖，此時(shí)χ和y已不是最大點(diǎn)和最小點(diǎn)；圖如 /是四點(diǎn)組{a，b，c, d}的投影共面凸四邊形；圖4b當(dāng)T1 = ao/ac并且它的值增加0. 5/G時(shí)，將a沿著ac方向向外移動(dòng)；
圖如當(dāng)并且它的值增加0.5/G時(shí)，將b和f沿著&的方向向外移動(dòng)；圖Table-cloth原始模型，模型中包含5218個(gè)頂點(diǎn)，10118個(gè)面；圖5b Fandisk原始模型，模型中包含6475個(gè)頂點(diǎn)，12946個(gè)面；圖5c Bunny原始模型，模型中包含35947個(gè)頂點(diǎn)，69451個(gè)面；圖5d Face原始模型，模型中包含31762個(gè)頂點(diǎn)，6M67個(gè)面；圖k Maple-tree原始模型；妨499個(gè)頂點(diǎn)，4；3530個(gè)面；圖6al-3Fandisk，Bunny和Maple-tree模型的嵌入容量C和G的關(guān)系曲線。圖6bl_3Fandisk，Bunny和Maple-tree模型的嵌入容量不可見(jiàn)性SNR和G的關(guān)系曲線；圖 6cl_3 當(dāng)與模型 Fandisk，Bunny, Maple-tree 相對(duì)應(yīng)的 G 分別為 40，20 和 70 的時(shí)候，模型的直方圖；圖7應(yīng)用本發(fā)明嵌入水印后的模型與原始模型的視覺(jué)對(duì)比(G = 20，SNR = 58. 44)；圖fe原始模型；圖8b嵌入水印后的模型；圖9水印圖像G2在嵌入該水印后的模型經(jīng)過(guò)任意相似變換后可以完全提取出來(lái)；圖10本發(fā)明的水印嵌入流程圖；圖11本發(fā)明的水印提取流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明我們將本發(fā)明應(yīng)用在三維網(wǎng)格模型水印處理系統(tǒng)中。在本文中，基于直方圖變換技術(shù)，我們提出了一個(gè)嵌入容量和不可見(jiàn)性高度可調(diào)的三維模型可逆數(shù)字水印方法。首先， 針對(duì)輸入三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，我們計(jì)算與它相關(guān)聯(lián)的相似變換不變量比值；然后，我們將這些比值映射到一個(gè)整數(shù)區(qū)間以此來(lái)生成直方圖，通過(guò)恰當(dāng)?shù)闹狈綀D變換機(jī)制，我們將水印嵌入到三維模型中，與此同時(shí)，調(diào)整水印信息嵌入的頂點(diǎn)的坐標(biāo)位置。通過(guò)控制整數(shù)區(qū)間范圍來(lái)調(diào)整直方圖，我們可以非常靈活的調(diào)節(jié)算法的水印嵌入容量和不可見(jiàn)性大小。在具有低計(jì)算復(fù)雜度的前提下，我們的方法在提取過(guò)程中可以完全地將嵌入水印后的模型恢復(fù)到原始模型，而且提取的水印信息還可以用作版權(quán)驗(yàn)證。一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其方法包括水印嵌入流程和水印提取流程。I.水印嵌入流程如圖10所示，步驟如下1)計(jì)算輸入三維模型的相似變換不變量的比值集合；2)將比值集合映射到整數(shù)區(qū)間；3)對(duì)整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成的直方圖進(jìn)行直方圖變換策略，將水印信息嵌入到三維模型中。II.水印提取流程如圖11所示，步驟如下1)計(jì)算輸入嵌入水印后的三維模型的相似變換不變量的比值集合；
2)將比值集合映射到整數(shù)區(qū)間；3)將水印信息從三維模型中提取出來(lái)，然后，對(duì)整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成的直方圖進(jìn)行直方圖變換策略將原始三維模型恢復(fù)出來(lái)。所述步驟I. 1)中計(jì)算輸入三維模型的相似變換不變量的比值集合的過(guò)程為A.相似變換不變量比值的定義如附圖1所示，設(shè)a，b，c, d為三維空間中的任意四點(diǎn)，Z7為從a到平面Abcd的投影點(diǎn)，直線況和bd的交點(diǎn)記為ο (圖1. a)。記T1為而和5c的比值，r2為bo/bd。那么巧和巧的值在任意的相似變換情況下保持不變。假定a'，b' ,c'，d'和7為a，b，c，d， 歹經(jīng)任意相似變換后相對(duì)應(yīng)的三維空間內(nèi)五點(diǎn)(圖l.b)，記< = aV/^V，r' 2 = b' ο' / b' d'。那么，萬(wàn)為a'到平面Ab' c' d'的投影點(diǎn)，并且巧=!·' ,r2 = r' 2。B.三維模型中構(gòu)造相似變換不變量比值的集合在此討論的三維網(wǎng)格模型包含有一組頂點(diǎn)集合V和一組邊集合E。設(shè)Vi表示V中第ith個(gè)頂點(diǎn)。定義頂點(diǎn)Vi的一階鄰域?yàn)?包含頂點(diǎn)在輸入的三維模型中的頂點(diǎn)序號(hào)。在我們的水印方法中，我們將應(yīng)用上文提到的相似變換不變量對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行水印加密。給定N(Vi)，設(shè)Iii (Vi)包含的頂點(diǎn)數(shù)目，則其所有的四點(diǎn)組合數(shù)為 <，如果ni <4，則N(Vi)內(nèi)不存在四點(diǎn)組。對(duì)于N(Vi)中的任意一個(gè)四點(diǎn)組{a，b，c，d}，有四種投影情況如附圖2所示，分別為伊,6,C,t/},{α,F,C, /}，{α,δ,乙 /}和{α,c·, J}，其中廠,F,孑分別為點(diǎn) a，b，c，d 到對(duì)應(yīng)
平面Abcd，Aacd, Aabd和Aabc。對(duì)于三維模型中的每一個(gè)頂點(diǎn)，我們生成所有這些投影四邊形，然后選擇第一個(gè)凸四邊形作為構(gòu)造相似變換不變量的候選四點(diǎn)組。對(duì)于三維模型中的每個(gè)頂點(diǎn)Vi，我們通過(guò)上述方法構(gòu)造T1和r2并將它們加入到比值集合Ω中。為了在水印的嵌入和提取過(guò)程中清楚的區(qū)別！^和巧，我們使得巧和巧滿足如下關(guān)系式0. 5 ^ r1 r2 < 1 (1)注意，為了確保比值構(gòu)造的相互獨(dú)立性，對(duì)于在之前的比值構(gòu)造過(guò)程中已經(jīng)用過(guò)的頂點(diǎn)并且它們也在Vi的一階鄰域N(Vi)中，則對(duì)這些頂點(diǎn)不予考慮。所述步驟I. 2)中將比值集合映射到整數(shù)區(qū)間的方法為給定含有浮點(diǎn)數(shù)的比值集合Ω，我們將這些比值映射到整數(shù)區(qū)間(1，G]，其中G為可調(diào)參數(shù)，范圍在[10，999]之間，與我們的水印方法的嵌入容量和水印不可見(jiàn)性有關(guān)。映射函數(shù)給定如下
權(quán)利要求
1.一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，該方法包括水印嵌入和水印提取兩部分，其中水印嵌入部分包括計(jì)算原始模型中相似變換不變量的比值，將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；利用直方圖變換，將給定的水印信息嵌入到原始模型中；水印提取部分包括計(jì)算嵌入水印后的模型中相似變換不變量的比值，將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；利用直方圖反變換，提取出水印信息提取，并將原始模型恢復(fù)出來(lái)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，所述水印嵌入的步驟如下Stepl 對(duì)輸入三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算與它相關(guān)聯(lián)的相似變換不變量的比值；Step2 將得到的所有比值映射到整數(shù)區(qū)間；Step3 將整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成直方圖H;St印4 利用直方圖變換，將給定的水印信息嵌入到原始三維模型中。
3.如權(quán)利要求2所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，所述step4的直方圖變換步驟如下a.從直方圖H中找到最大值hmax和最小值hmin，同時(shí)得到hmax，hmin分別對(duì)應(yīng)的整數(shù)χ和y ；b.如果x>y則將區(qū)間[y+Ι，χ-l]內(nèi)的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，反之將區(qū)間 [x+1，y-Ι]內(nèi)的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也增加一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G；C.將變換后的映射到X的不變量比值與給定的水印信息進(jìn)行相應(yīng)處理后，得到嵌入水印信息的直方圖；d.根據(jù)嵌入水印信息的直方圖求得嵌入水印后的模型。
4.如權(quán)利要求3所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，所述步驟c的處理過(guò)程如下水印信息為由0，1組成的比特序列，如果比特序列的第ith個(gè)比特為“ 1 ”，則將第ith不變量比值的映射值由“χ”變?yōu)椤皒+1 ”，如果第ith個(gè)比特為“0”，則相應(yīng)的不變量比值的映射值仍為“X”。
5.如權(quán)利要求1所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，所述水印提取的步驟如下Stepl 對(duì)嵌入水印后的三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算與它相關(guān)聯(lián)的相似變換不變量的比值；St印2 將所有比值映射到整數(shù)區(qū)間； 乂印3:將整數(shù)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)生成直方圖H'；利用直方圖反變換，將給定的水印信息提取出來(lái)并將原始三維模型恢復(fù)出來(lái)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印方法，其特征是，所述step4的直方圖反變換步驟如下A.按照輸入三維模型頂點(diǎn)順序，掃描相似變換不變量比值映射在直方圖H'上的整數(shù)，如果掃描到“x+1”，則提取水印比特“1”，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的不變量比值減少0. 5/G ；如果掃描到比值“X”，則提取水印比特“0”，比值不作任何修改；掃描完畢之后，嵌入模型中的水印信息被完全提取出來(lái)了；B.再次掃描相似變換不變量比值映射在直方圖H'上的整數(shù)，如果x<y將在區(qū)間 [x+2，y]的直方圖單元向左移動(dòng)一個(gè)單位，如果χ > y將在區(qū)間[y+2，χ]的直方圖單元左移一個(gè)單位；同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也減少一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G ；掃描完畢之后，得到原始模型的直方圖信息；C.根據(jù)直方圖信息求得原始模型。
7.一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置，包括水印嵌入裝置和水印提取裝置兩部分，其特征在于，所述水印嵌入裝置包括選擇原始模型單元，計(jì)算比值集合單元，映射單元，直方圖變換單元，水印嵌入單元；所述水印提取裝置包括選擇模型單元，計(jì)算比值集合單元，映射單元，直方圖變換單元，水印提取單元，原始模型恢復(fù)單元。
8.如權(quán)利要求7所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置，其特征是，所述水印嵌入裝置中選擇原始模型單元選取將要嵌入水印信息的原始三維模型； 計(jì)算比值集合單元對(duì)原模型上每一個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算其鄰居節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造投影共面四點(diǎn)組，計(jì)算相似變換不變量比值并將其加入比值集合Ω中；映射單元將Ω中的相似變換不變量比值通過(guò)函數(shù)映射到整數(shù)區(qū)間G中； 直方圖變換單元首先生成關(guān)于整數(shù)g的分布的直方圖H;然后將在區(qū)間[x+l，y_l]或 [y+1，x-1]部分的直方圖單元向右移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也增加一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G ；水印嵌入單元直方圖變換策略完畢后，水印信息相應(yīng)的嵌入到了三維模型中，形成了含水印信息的三維模型。
9.如權(quán)利要求7所述的一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置，其特征是，所述水印提取裝置中選擇模型單元選取將要提取水印信息和恢復(fù)原始狀態(tài)的三維模型。 計(jì)算比值集合單元對(duì)原模型上每一個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算其鄰居節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造投影共面四點(diǎn)組，計(jì)算相似變換不變量比值并將其加入Ω中；映射單元將Ω中的相似變換不變量比值通過(guò)函數(shù)映射到整數(shù)區(qū)間G中； 直方圖變換單元首先生成關(guān)于整數(shù)g的分布的直方圖H'；然后將在區(qū)間[x+2，y]或 [y+2, χ]部分的直方圖單元向左移動(dòng)一個(gè)單位，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的相似變換不變量比值也減少一個(gè)直方圖單位寬度0. 5/G；水印提取單元在直方圖變換策略中，第一次直方圖變換時(shí)將水印信息從三維模型中提取出來(lái)了；原始模型恢復(fù)單元第二次變換是將輸入模型恢復(fù)到了原始三維模型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)相似變換魯棒的三維模型可逆水印裝置及方法，所采用的方法包括水印嵌入和水印提取兩部分。首先針對(duì)輸入三維模型的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算與它關(guān)聯(lián)的相似變換不變量比值；然后將這些比值映射到一個(gè)整數(shù)區(qū)間以此來(lái)生成直方圖；經(jīng)過(guò)直方圖變換后，將水印嵌入到三維模型中，與此同時(shí)，調(diào)整水印信息嵌入到頂點(diǎn)的坐標(biāo)位置。通過(guò)控制整數(shù)區(qū)間范圍來(lái)調(diào)整直方圖，我們可以非常靈活的調(diào)節(jié)算法的水印嵌入容量和不可見(jiàn)性大小。在具有低計(jì)算復(fù)雜度的前提下，我們的方法在提取過(guò)程中可以完全地將嵌入水印后的模型恢復(fù)到原始模型，而且提取的水印信息還可以用作版權(quán)驗(yàn)證。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102339456SQ20101023307
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者張彩明, 高希峰, 黃艷 申請(qǐng)人:山東大學(xué)