基于数字水印技术的三维数字产品版权保护系统研究

论文摘要

近年来,随着数字多媒体技术与网络的迅速普及,多媒体数据的保护问题日渐突出。三维数字产品包含了设计人员大量劳动付出,对其的版权保护更显得尤为重要。数字水印是一种可以将版权等可识别模型归属的信息隐藏于特定媒体信息中的技术。它利用人类感觉的冗余特性,通过信号处理的方法在数字产品中添加保护信息。为包括产品版权,版本跟踪,完整性等多方面的验证和保护提供了依据。本文在分析三维模型数字水印研究现状的基础上,结合版权保护对数字水印的具体要求,给出了基于数字水印技术的三维数字产品版权保护系统总体框架。阐述了系统中的各个环节的主要内容并介绍了系统所涉及到的关键技术。然后,针对一些三维模型高精度要求的特点与在作为产品展示时多以二维图形表示(三维模型在某个视角下的二维平面显示)的实际情况,分别提出了基于细分曲面的抗仿射变换三维模型数字水印算法与三维模型轮廓数字水印算法。前者在细分曲面的基础上,结合Nielson范数抗仿射变换的优势利用三维模型文件中的表示冗余嵌入水印信息;后者对二维矢量模型水印算法进行了扩展,把代表产权信息的水印隐藏在三维模型某个视角下所显现的轮廓图形中,并且可以通过三维模型二维投影提取出数字水印信息。攻击实验证明算法对各种常见的攻击都具有较强的鲁棒性。最后,借助OpenGL图形图像引擎,结合版权保护系统各个环节模块的详细设计,给出了基于数字水印的三维数字产品版权保护系统的实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 三维模型数字水印技术
• 1.2.1 三维模型数字水印算法分类
• 1.2.2 三维模型数字水印国内外研究现状
• 1.2.2.1 国外研究现状
• 1.2.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 三维模型数字水印算法的难点和问题
• 1.2.4 系统攻击分析
• 1.3 论文的主要工作和组织结构
• 第二章 基于数字水印技术的三维数字产品版权保护系统总体设计
• 2.1 三维数字产品版权保护水印算法的一般要求
• 2.2 三维数字产品版权保护系统总体框架
• 2.3 三维模型的网格表示法
• 2.4 系统关键技术研究
• 2.4.1 基于细分曲面的抗仿射变换三维模型空域数字水印算法
• 2.4.2 三维模型轮廓数字水印算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于细分曲面的抗仿射变换三维模型空域数字水印算法
• 3.1 细分曲面水印算法总体流程
• 3.2 三维模型网格细分处理
• 3.2.1 loop 细分规则
• 3.2.2 loop 细分算法步骤
• 3.2.3 loop 细分算法效果
• 3.3 水印算法设计
• 3.3.1 水印嵌入算法设计
• 3.3.1.1 Nielson 范数
• 3.3.1.2 伪随机序列
• 3.3.1.3 水印信息的嵌入
• 3.3.2 水印检测算法设计
• 3.4 实验分析
• 3.4.1 攻击实验
• 3.4.2 对比实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 三维模型轮廓数字水印算法
• 4.1 三维模型轮廓水印算法总体流程
• 4.2 水印算法设计
• 4.2.1 水印嵌入算法设计
• 4.2.1.1 视角的选取
• 4.2.1.2 三维模型轮廓提取
• 4.2.1.3 水印信息的生成
• 4.2.1.4 水印信息的嵌入
• 4.2.2 水印检测算法设计
• 4.3 实验分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统实现
• 5.1 系统总体设计
• 5.1.1 开发环境
• 5.1.2 总体设计方案
• 5.1.3 系统功能结构设计
• 5.2 功能模块的实现
• 5.2.1 输入输出部分
• 5.2.1.1 3DS 文件读取
• 5.2.2 图形显示部分
• 5.2.3 水印相关部分
• 5.3 系统运行效果
• 5.3.1 系统运行主界面
• 5.3.2 细分曲面部分
• 5.3.3 三维轮廓提取部分
• 5.3.4 水印算法测试部分
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与的项目
• 攻读学位期间发表的学术论文