三维模型数字水印

论文摘要

随着计算机图形学,游戏,虚拟现实等领域的发展,三维物体的应用也越来越广泛,随之而来的是非法占有、复制、修改、传播未授权产品的侵权行为越来越多。从而使人们对其产品的所有权、修改权等合法权利受到严重破坏。数字水印技术作为一种新的信息安全保护措施,在三维物体领域的应用已经成为一个研究热点。当前的数字水印技术主要集中在静止图像,音频,视频,电子文档等数据领域,而对于三维物体数字水印领域的研究相对较少。但是随着社会和个人对知识产权保护意识的增强,三维物体数字水印具有广泛的应用前景。本文在图像,音频,视频等数字水印研究的基础上,讨论了三维物体水印方法,并提出了空域和频域两种不同的数字水印方法。在空域方法中,本文研究了三维物体数据结构和仿射不变空间理论,将三维物体变换到仿射不变空间,利用三维物体数据源中顶点的位置关系,巧妙的实现了在球面坐标下嵌入水印。为了保证水印的不可见性,分别使用了中值和平均值两种方法,实现了三维模型水印良好的视觉效果。实验结果表明了该方法的有效性。在频域方法中,本文深入研究了离散余弦变换(DCT)和小波变换(DWT)两种频谱分析方法。相对于空域方法,频域方法在鲁棒性方面的效果更好,但是基于三维物体特殊的数据结构,寻找频域分析的数据比图像数字水印要困难的多。本文的频域方法,首先借鉴空域方法将三维物体变换到仿射不变空间,这样就可以在一定程度上保证水印的几何鲁棒性。然后将三维物体变换到球面坐标,根据球面坐标的角度值来选择嵌入点,通过改变球面半径来嵌入水印,并充分利用三维物体的数据结构,尽量保证算法的快速性。由于高维离散余弦和小波变换在计算量和计算速度上有很大的劣势,因此最后我们通过由球面半径组成的一维信号来嵌入水印,保证了水印的嵌入速度和鲁棒性。在试验结果分析中,本文通过图表的方式展示了试验结果,并对空域和频域水印进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 三维模型数字水印的分类
• 1.2.1 按水印的可见性
• 1.2.2 按应用领域
• 1.2.3 按是否需要原始数据
• 1.2.4 按水印嵌入的特征集合
• 1.3 三维模型数字水印的特性
• 1.3.1 三维模型数字水印特性
• 1.3.2 特性的相互关系
• 1.4 三维数字水印的应用领域
• 1.5 三维模型研究现状
• 1.5.1 国外研究现状
• 1.5.2 国内研究现状
• 1.6 论文的范围与结构
• 1.6.1 研究范围
• 1.6.2 本文的主要工作
• 1.6.3 论文组织结构
• 第二章 仿射不变空间及水印嵌入算法分析
• 2.1 仿射不变空间
• 2.1.1 仿射变换基础
• 2.1.2 三维网格物体的数据表示及仿射不变性
• 2.2 三维网格物体水印嵌入算法分析
• 2.2.1 算法描述
• 2.2.2 伪随机序列的生成
• 2.3 本章小结
• 第三章 三维网格物体空域水印
• 3.1 引言
• 3.2 基于三维网格物体的鲁棒性空域水印
• 3.2.1 水印生成与嵌入点的选取
• 3.2.2 水印嵌入
• 3.2.3 水印提取
• 3.3 试验结果与分析
• 3.3.1 攻击分析
• 3.3.2 性能评价
• 3.3.3 空域水印特点及应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 三维网格物体频域水印
• 4.1 引言
• 4.2 三维模型DCT 频域水印
• 4.2.1 DCT 理论基础
• 4.2.2 DCT 水印嵌入
• 4.2.3 DCT 水印提取
• 4.2.4 试验结果与分析
• 4.3 三维模型DWT 频域水印
• 4.3.1 DWT 理论基础
• 4.3.2 DWT 水印嵌入
• 4.3.3 水印提取
• 4.3.4 试验结果与分析
• 4.4 空域，DCT,DWT 水印试验结果比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与未来工作
• 5.1 研究成果
• 5.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献