專利名稱：基于頂點(diǎn)權(quán)值的obj格式三維模型數(shù)字水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，屬于數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人數(shù)的劇增以及三維掃描技術(shù)和模型制作工具的快速發(fā)展， 三維模型數(shù)據(jù)在各個(gè)領(lǐng)域(如生物，化學(xué)，工程等)的應(yīng)用也越來越普遍。人們可以方便地通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布自己的三維作品，進(jìn)行電子交易，研究以及下載有用的三維模型作品。隨著三維模型廣泛應(yīng)用于城市仿真、電影特技、動(dòng)畫游戲制作以及軍事領(lǐng)域中，三維模型的非法占有和傳播未授權(quán)產(chǎn)品的侵權(quán)行為變得更加嚴(yán)重。三維模型數(shù)字水印技術(shù)即為一種較好的解決方案，該技術(shù)在不影響模型的使用性和保真性的前提下，通過在模型數(shù)據(jù)中嵌入具有某種意義的水印信息，從而有效地解決了模型的版權(quán)問題。目前使用的三維模型數(shù)字水印方法主要集中在不同的三維模型格式上。如在三維模型數(shù)據(jù)的拓?fù)湫畔⒅星度攵邓⌒畔?(參見文獻(xiàn):R. Ohbuchi, H. Masuda, Μ. Aono. Watermarking multiple object types in three-dimensional models, Proceedings of the Workshop on Multimedia&Security at ACM Multimedia, 1998: 83^91.)；還有的主要是針對(duì)通用的3DS格式數(shù)據(jù)格式；還有的基于全局幾何特征嵌入的私有水印算法，即通過修改模型質(zhì)心到模型頂點(diǎn)向量大小來嵌入水印(參見文獻(xiàn)胡敏，謝穎，許良鳳，薛峰.基于幾何特征的自適應(yīng)三維模型數(shù)字水印算法. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2008，Vol.20 (3) 39(Γ394.)。以上方法都沒有直接針對(duì)頂點(diǎn)權(quán)值和OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決直接針對(duì)頂點(diǎn)權(quán)值和OBJ格式三維模型數(shù)字水印的問題，本發(fā)明提供基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，可以針對(duì)OBJ格式下進(jìn)行水印嵌入和提取數(shù)字水印的方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，包括水印嵌入和水印提取過程，其中，水印嵌入步驟如下
假設(shè)原始三維模型的頂點(diǎn)序列為V(X，y，ζ)，數(shù)字水印序列為W，若為痛的二值圖像則先按列優(yōu)先原則轉(zhuǎn)化為一維序列W。Stepl 選定將要嵌入模型的水印信息W，該信息可以是有意義的字符序列(如個(gè)人數(shù)字簽名，字符標(biāo)識(shí)等)或圖像(如公司圖標(biāo)等)，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的實(shí)數(shù)。St印2 導(dǎo)入OBJ格式三維模型，計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)V(x，y, ζ)與其相鄰頂點(diǎn)的歐幾里得距離，按各個(gè)頂點(diǎn)的距離之和將頂點(diǎn)從小到大排序，根據(jù)水印大小挑選出相應(yīng)數(shù)量(一般為水印大小的1. 5倍)的頂點(diǎn)，然后根據(jù)頂點(diǎn)鄰環(huán)域的平滑度值選擇合適的嵌入水印的頂點(diǎn)位置。水印嵌入點(diǎn)的個(gè)數(shù)是水印嵌入容量和模型保真度的折衷。當(dāng)要求嵌入容量較大時(shí)，所要求選取的水印嵌入點(diǎn)較多，嵌入水印時(shí)對(duì)模型的修改量也就越大，水印模型的保真度也就越低。 Step3 對(duì)選中的頂點(diǎn)坐標(biāo)區(qū)域，采用加性的嵌入準(zhǔn)則將水印信息嵌入到頂點(diǎn)的X 軸坐標(biāo)中，為了提取出完整的水印信息，在同一個(gè)頂點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)中記錄水印的位數(shù)信息， 表示該頂點(diǎn)X軸坐標(biāo)中嵌入的信息是水印的第i位的值，頂點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)作為受攻擊后提取水印時(shí)的參考位，完成水印嵌入步驟； 具體嵌入公式如下
權(quán)利要求
1.基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，包括水印嵌入和水印提取過程， 其中，水印嵌入步驟如下假設(shè)原始三維模型的頂點(diǎn)序列為V(x，y，ζ)，數(shù)字水印序列為W，若為難的二值圖像則先按列優(yōu)先原則轉(zhuǎn)化為一維序列W ；Stepl 選定將要嵌入模型的水印信息W，該信息為有意義的字符序列或圖像，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的實(shí)數(shù)；St印2 導(dǎo)入OBJ格式三維模型，計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)V(x，y, ζ)與其相鄰頂點(diǎn)的歐幾里得距離，按各個(gè)頂點(diǎn)的距離之和將頂點(diǎn)從小到大排序，根據(jù)水印大小挑選出相應(yīng)數(shù)量的頂點(diǎn)，然后根據(jù)頂點(diǎn)鄰環(huán)域的平滑度值選擇合適的嵌入水印的頂點(diǎn)位置；Step3 對(duì)選中的頂點(diǎn)坐標(biāo)區(qū)域，采用加性的嵌入準(zhǔn)則將水印信息嵌入到頂點(diǎn)的X軸坐標(biāo)中，為了提取出完整的水印信息，在同一個(gè)頂點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)中記錄水印的位數(shù)信息，表示該頂點(diǎn)X軸坐標(biāo)中嵌入的信息是水印的第i位的值，頂點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)作為受攻擊后提取水印時(shí)的參考位，完成水印嵌入步驟； 具體嵌入公式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，水印提取過程如下Stepl 導(dǎo)入含水印的OBJ格式三維模型K以原始模型M為基準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)格對(duì)準(zhǔn)，這樣可以使含水印模型和原始模型的頂點(diǎn)相匹配；Step2 對(duì)含水印的模型進(jìn)行網(wǎng)格重采樣，將含水印的模型重定位使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息與原始模型的相同；St印3 計(jì)算含水印模型中每個(gè)頂點(diǎn)的歐幾里得距離，按各個(gè)頂點(diǎn)的距離之和將頂點(diǎn)從小到大排序，再根據(jù)水印大小挑選出相應(yīng)數(shù)量的頂點(diǎn)；St印4 對(duì)原始模型M也通過上述乂印3的方法選定預(yù)測(cè)的頂點(diǎn)； St印5 將M中選定的頂點(diǎn)和Jf'中選定的頂點(diǎn)，通過如下公式提取水印和水印的位數(shù) fn息
全文摘要
基于頂點(diǎn)權(quán)值的OBJ格式三維模型數(shù)字水印方法，屬于數(shù)字水印技術(shù)領(lǐng)域，其水印嵌入步驟如下一、選定將要嵌入模型的水印信息；二、導(dǎo)入OBJ格式三維模型，計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)與其相鄰頂點(diǎn)的歐幾里得距離，按各個(gè)頂點(diǎn)的距離之和進(jìn)行排序和挑選，然后根據(jù)頂點(diǎn)鄰環(huán)域的平滑度值選擇合適的嵌入水印的頂點(diǎn)位置；三、對(duì)選中的頂點(diǎn)坐標(biāo)區(qū)域，采用加性的嵌入準(zhǔn)則將水印信息嵌入到頂點(diǎn)的X軸坐標(biāo)中。本方法提出在OBJ格式三維模型中的水印信息，可以根據(jù)頂點(diǎn)權(quán)值來決定嵌入水印位置和信息。該算法對(duì)常見的幾何攻擊、剪切攻擊和簡(jiǎn)化攻擊都有較好的魯棒性。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102314667SQ20111025405
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者宮元九, 王丹華, 竇春軼, 范鐵生, 蔚敏 申請(qǐng)人:遼寧大學(xué)