一種3d模型版權(quán)保護的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及版權(quán)保護技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種3D模型版權(quán)保護的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著開放互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的興起，文本、圖像、音頻、視頻、3D模型等媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)上能夠 更加便捷地交換和傳播，隨之引起了各種有意或無意的復(fù)制、修改等數(shù)字作品的侵權(quán)行為。 隨著CAD三維仿真等相關(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，3D數(shù)字模型將越來越多，在因特網(wǎng)上提供與銷 售的3D模型也將層出不窮，3D模型的版權(quán)合法擁有者正面臨著諸多的盜版問題，此外，3D 打印技術(shù)的興起也將使得3D數(shù)字模型的版權(quán)保護更顯迫切。為了防止版權(quán)合法擁有者的 3D模型作品被非法盜用，迫切需要利用信息安全等技術(shù)武器實現(xiàn)對3D模型的數(shù)字版權(quán)的 有效保護。
[0003] 數(shù)字水印技術(shù)和數(shù)字指紋技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型數(shù)字版權(quán)保護技術(shù)。數(shù) 字水印是向數(shù)字產(chǎn)品中嵌入版權(quán)擁有者的一些信息，當發(fā)生爭議時能夠有效確認出版權(quán)歸 屬，對相同的作品嵌入的水印信息是相同的。而數(shù)字指紋是在原產(chǎn)品中嵌入與用戶有關(guān)的 信息，產(chǎn)品提供者能夠根據(jù)該信息對非法用戶進行跟蹤，嵌入的內(nèi)容對不同購買者是不同 的。數(shù)字指紋技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境和廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 3D模型具有以下特點：1) 3D模型元素的不規(guī)則性。3D模型的頂點排列不像二維 矩陣具有規(guī)則性，3D模型中的頂點和面片的排列順序比較容易發(fā)生改變，它們不能類似音 頻或視頻根據(jù)時間來進行排列，3D模型的頂點和面都沒有一個相對固定的排序方式；2)對 3D模型的攻擊方法更多樣。除了二維圖像的平移、縮放、剪切等仿射變換攻擊，以及剪切、噪 聲攻擊等，還會受到根據(jù)3D模型自身特點的頂點重新排序、網(wǎng)格簡化等攻擊。3) 3D模型的 表示方法不唯一。3D模型在不同的格式下的格式轉(zhuǎn)換容易引起模型屬性的丟失。4)3D模 型無明確的采樣率。3D模型中的數(shù)據(jù)有其自身的特點，缺乏自然的參數(shù)化分解的方法，不像 二維圖像那樣可以方便地使用離散余弦變換、離散小波變換等工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種模型誤差小、透明性較好的3D模型版權(quán)保護的方法， 以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種3D模型版權(quán)保護的方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，所述水印嵌入 方法具體包括如下步驟：
[0008] (1)對3D模型進行預(yù)處理，平移3D模型，使3D模型的中心與笛卡爾坐標系的原點 重合，計算3D模型各個頂點的半徑r、經(jīng)度角Θ和煒度角φ，將3D模型頂點的笛卡爾坐標 (X，y，z)轉(zhuǎn)化為球面坐標（r，θ，φ);
[0009] (2)將所有頂點按照半徑r值由小到大排列得到一個頂點序列，并將這個頂點序 列分成N個頂點子集Mi，i = l，2,3，···，N;
[0010] (3)將待嵌入的水印信息輸入偽隨機序列生成模塊，生成相對應(yīng)的二進制水印序 列；
[0011] (4)以一個頂點子集為一個嵌入元素，采用加性的嵌入準則將水印信息嵌入到頂 點的經(jīng)度角Θ坐標中，在同一頂點的煒度角Φ坐標中記錄水印的位數(shù)信息；
[0012] (5)將嵌入水印序列后的3D模型進行逆變換恢復(fù)其原來的頂點順序，得到嵌入水 印后的3D模型；
[0013] 所述水印提取方法具體包括如下步驟：
[0014] A、對嵌入水印后的3D模型進行預(yù)處理，平移嵌入水印后的3D模型，使嵌入水印后 的3D模型的中心與笛卡爾坐標系的原點重合，計算嵌入水印后的3D模型各個頂點的半徑 r、經(jīng)度角Θ和煒度角φ，將嵌入水印后的3D模型頂點的笛卡爾坐標（x，y，z)轉(zhuǎn)化為球面 坐標（r，θ，φ);
[0015] B、將原始3D模型和嵌入水印后的3D模型中所有頂點按照半徑r值由小到大排列 得到頂點序列并進行分組，使原始3D模型和嵌入水印后的3D模型的頂點相匹配；
[0016] C、取笛卡爾坐標系的原點為中心，計算每個分組中原始3D模型和嵌入水印后的 3D模型中對應(yīng)頂點分別到中心的長度差并對每一組長度差進行求和；
[0017] D、提取水印序列。
[0018] 作為本發(fā)明再進一步的方案：所述3D模型版權(quán)保護的方法中使用的水印裝置包 括水印信息編碼裝置、水印嵌入裝置和水印提取裝置。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 本發(fā)明提高了水印的信息量和穩(wěn)定性，同時又使得含水印的3D模型具有很強的 魯棒性，從而達到版權(quán)保護的目的，可以有效抵抗幾何攻擊和剪切攻擊。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
[0022] -種3D模型版權(quán)保護的方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，所述水印嵌入 方法具體包括如下步驟：
[0023] (1)對3D模型進行預(yù)處理，平移3D模型，使3D模型的中心與笛卡爾坐標系的原點 重合，計算3D模型各個頂點的半徑r、經(jīng)度角Θ和煒度角φ，將3D模型頂點的笛卡爾坐標 (X，y，z)轉(zhuǎn)化為球面坐標（r，θ，φ);
[0024] (2)將所有頂點按照半徑r值由小到大排列得到一個頂點序列，并將這個頂點序 列分成N個頂點子集Mi，i = l，2,3，···，N;
[0025] (3)將待嵌入的水印信息輸入偽隨機序列生成模塊，生成相對應(yīng)的二進制水印序 列；
[0026] (4)以一個頂點子集為一個嵌入元素，采用加性的嵌入準則將水印信息嵌入到頂 點的經(jīng)度角Θ坐標中，在同一頂點的煒度角φ坐標中記錄水印的位數(shù)信息，記錄方法是用 10-6對水印信息的位數(shù)進行加權(quán)，表示該經(jīng)度角Θ坐標中嵌入的信息是水印的第i位的 值，在提取水印時，可根據(jù)這個值按位恢復(fù)水印，同一頂點的半徑r坐標可以作為受攻擊后 提取水印時的參考位；
[0027] (5)將嵌入水印序列后的3D模型進行逆變換恢復(fù)其原來的頂點順序，得到嵌入水 印后的3D模型。
[0028] 所述水印提取方法具體包括如下步驟：
[0029] A、對嵌入水印后的3D模型進行預(yù)處理，平移嵌入水印后的3D模型，使嵌入水印后 的3D模型的中心與笛卡爾坐標系的原點重合，計算嵌入水印后的3D模型各個頂點的半徑 r、經(jīng)度角Θ和煒度角φ，將嵌入水印后的3D模型頂點的笛卡爾坐標（x，y，z)轉(zhuǎn)化為球面 坐標（r，θ，φ);
[0030] B、將原始3D模型和嵌入水印后的3D模型中所有頂點按照半徑r值由小到大排列 得到頂點序列并進行分組，使原始3D模型和嵌入水印后的3D模型的頂點相匹配；
[0031] C、取笛卡爾坐標系的原點為中心，計算每個分組中原始3D模型和嵌入水印后的 3D模型中對應(yīng)頂點分別到中心的長度差并對每一組長度差進行求和，求和公式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種3D模型版權(quán)保護的方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，其特征在于，所 述水印嵌入方法具體包括如下步驟： (1) 對3D模型進行預(yù)處理，平移3D模型，使3D模型的中屯、與笛卡爾坐標系的原點重 合，計算3D模型各個頂點的半徑r、經(jīng)度角0和紳度角4,將3D模型頂點的笛卡爾坐標 (X，y，Z)轉(zhuǎn)化為球面坐標（r，0，4); (2) 將所有頂點按照半徑r值由小到大排列得到一個頂點序列，并將該個頂點序列分 成N個頂點子集Mi，i = l，2,3，…，N; (3) 將待嵌入的水印信息輸入偽隨機序列生成模塊，生成相對應(yīng)的二進制水印序列； (4) W-個頂點子集為一個嵌入元素，采用加性的嵌入準則將水印信息嵌入到頂點的 經(jīng)度角0坐標中，在同一頂點的紳度角4坐標中記錄水印的位數(shù)信息； (5) 將嵌入水印序列后的3D模型進行逆變換恢復(fù)其原來的頂點順序，得到嵌入水印后 的3D模型； 所述水印提取方法具體包括如下步驟： A、 對嵌入水印后的3D模型進行預(yù)處理，平移嵌入水印后的3D模型，使嵌入水印后的3D 模型的中屯、與笛卡爾坐標系的原點重合，計算嵌入水印后的3D模型各個頂點的半徑r、經(jīng) 度角0和紳度角4,將嵌入水印后的3D模型頂點的笛卡爾坐標（x，y，z)轉(zhuǎn)化為球面坐標 (r，白，4); B、 將原始3D模型和嵌入水印后的3D模型中所有頂點按照半徑r值由小到大排列得到 頂點序列并進行分組，使原始3D模型和嵌入水印后的3D模型的頂點相匹配； C、 取笛卡爾坐標系的原點為中屯、，計算每個分組中原始3D模型和嵌入水印后的3D模 型中對應(yīng)頂點分別到中屯、的長度差并對每一組長度差進行求和； D、 提取水印序列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D模型版權(quán)保護的方法，其特征在于，所述3D模型版權(quán)保護 的方法中使用的水印裝置包括水印信息編碼裝置、水印嵌入裝置和水印提取裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種3D模型版權(quán)保護的方法，包括水印嵌入方法和水印提取方法，水印嵌入方法的具體步驟包括：對3D模型進行預(yù)處理，平移3D模型，使3D模型的中心與笛卡爾坐標系的原點重合，將3D模型頂點的笛卡爾坐標轉(zhuǎn)化為球面坐標；將所有頂點按照半徑r值由小到大排列得到一個頂點序列，并將這個頂點序列分成N個頂點子集Mi；以一個頂點子集為一個嵌入元素，將水印信息嵌入到頂點的經(jīng)度角θ坐標中；將嵌入水印序列后的3D模型進行逆變換恢復(fù)其原來的頂點順序，得到嵌入水印后的3D模型。本發(fā)明提高了水印的信息量和穩(wěn)定性，同時又使得含水印的3D模型具有很強的魯棒性，從而達到版權(quán)保護的目的，可以有效抵抗幾何攻擊和剪切攻擊。
【IPC分類】G06T17-00, G06T1-00
【公開號】CN104599223
【申請?zhí)枴緾N201410764552
【發(fā)明人】程琪, 韋南, 毛偉
【申請人】上海觸明計算機科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月12日