基于顶点范数三维网格模型抗简化盲水印算法

为提高三维网格模型的数字水印对网格简化攻击的鲁棒性，提出一种基于顶点范数的三维网格模型抗简化盲水印算法。结合网格模型点与面的权重关系计算模型中心，利用中心计算顶点范数，根据水印长度建立顶点范数分组，在嵌入水印时，通过映射函数调整分组内顶点范数均值嵌入水印信息；在检测水印时，计算各集合内均值进行水印信息的盲检测。实验结果表明，该水印算法具有较好的透明性、鲁棒性以及简化攻击抵抗的能力，为三维网格模型的版权保护提供了有效技术支持。     

结合顶点趋势检测的三维模型数字水印算法

为了提高三维模型空域数字水印算法对抗各类攻击尤其是简化、剪切及其联合攻击的鲁棒性,提出一种新的结合顶点趋势检测的三维模型数字水印算法。利用三维模型顶点的球面坐标构建有序顶点集,选择体现三维模型整体形状信息的顶点范数嵌入水印;通过比较和统计待检测模型和原始模型顶点范数的变化关系,以变化趋势为依据实现水印检测,并分析顶点缺失率进一步弱化剪切对水印检测的影响。实验表明,该算法对各种常见的单一类型攻击如平移、旋转、均匀缩放、顶点重排序、噪声、简化、剪切、量化和细分以及联合攻击都具有较好的鲁棒性,对平滑攻击也有一定的抵抗能力,能够较好地应用于三维模型的版权保护。     

构造顶点分布特征的三维模型数字水印算法

为了提高三维模型非盲数字水印算法对抗高强度攻击及联合攻击的鲁棒性,提出一种构造顶点分布特征的三维模型数字水印算法.该算法融合零水印和嵌入式水印算法的思想,利用顶点范数的取值分布建立顶点分布特征;然后基于顶点分布特征构造数字水印,并由此水印强化这一特征,使数字水印与三维模型特征彼此契合、更加稳定.实验结果表明,文中算法能有效地抵抗平移、旋转、均匀缩放、顶点重排序、噪声、简化、剪切、量化、平滑和细分等常见攻击,对联合攻击也有较强的抵抗能力.     

基于特征点提取的三维点云模型水印算法

为了有效提高三维水印的透明性、抗噪能力和水印提取准确度,针对三维网格中不固定点云数据,提出一种基于局部特征点提取的三维点云模型水印算法。根据协方差分析提取出三维模型初始特征点,以初始特征点为核心,在它K近邻邻域中,构建不跨越区域最小三角形为嵌入单元的底面,将剩余顶点按照升序排列,寻找合适的嵌入顶点,构建局部嵌入单元,通过改变嵌入顶点信息来嵌入水印。其中通过顶点在平面投影产生的夹角确定水印索引值,实现盲水印。算法通过保留特征点信息,改变非特征点嵌入水印信息能有效提高透明性和抗噪能力,通过限制嵌入单元区域提高水印提取准确率,同时实现了盲水印检测。     

基于三维网格模型的双重数字盲水印算法

为提高一重三维模型数字水印的安全性,提出一种基于三维网格模型的双重数字盲水印算法。通过改变三角网格顶点在其一环相邻顶点所确定的局部几何空间中的位置和三角面片顶点排列顺序,嵌入双重水印,使模型能抵抗严重的剪切攻击及一定程度的噪声攻击。算法在提取水印时无需原始模型。仿真结果表明,该算法能够有效抵抗平移、旋转、均匀缩放、顶点乱序、多边形乱序及剪切等攻击,具有嵌入可读水印的不可见性。     

基于内容认证的三维网格模型半脆弱水印算法

提出一种新的基于内容认证的半脆弱水印算法。在对三维网格模型进行主元分析校准处理后,以模型顶点几何数据构造生成球面坐标映射方阵实现二维参数化。嵌入的半脆弱水印为一幅二值图像,将其嵌入到方阵的系数得到三维网格模型的修改系数方阵,可通过检测可疑模型提取出的半脆弱水印的完整性来判断其是否经历过非法篡改。实验结果表明,算法嵌入的半脆弱水印可容忍多种类型的网格正常数据处理,例如网格平移、旋转、各向一致缩放处理,以及低强度的顶点坐标量化处理和顶点随机噪声等,对于恶意攻击(例如较高强度的顶点随机噪声)则表现敏感。     

基于八叉树空间分割的三维点云模型密写

针对三维点云模型的信息隐藏,提出一种基于八叉树空间分割的空域密写算法。对经过主成分分析后的三维点云模型建立包围盒,利用八叉树空间分割得到小体元并记录分割过程,通过顶点位移将信息嵌入到小体元内的不同空间位置。实验结果表明,该算法在提取信息时不需要原始模型数据,具有嵌入量高、失真度低的特点,能够抵抗旋转、平移、均匀缩放和顶点重排序攻击,适合于任意网格的三维模型信息隐藏。     

网格分割的3维网格模型非盲水印算法

目的 信息技术的发展使得面向3维模型版权保护的问题越来越突出,提出一种新的基于网格分割的3维网格模型非盲水印算法。方法 首先使用基于形状直径函数的网格分割算法对3维网格模型进行有意义的网格分割,然后计算每个分块的鲁棒重心并以此为中心将模型由直角坐标系转换到球面坐标系,最后通过调制每个顶点范数的分布来嵌入水印,在水印检测阶段使用非盲检测的方法提取水印。结果 针对目前基于网格分块的水印算法的网格分割不一致以及对分割边界依赖性过强等问题,引入基于形状直径函数的网格分割算法并在重对齐、重采样过程中加入待检测模型与原始模型分块匹配过程以保证网格分割的一致性,并且选取分块的顶点范数的分布作为水印嵌入基元,使得算法能够有效地减弱对分割边界的依赖性。结论 实验结果表明,该算法可以有效抵抗平移、旋转、缩放、噪声、细分、简化、剪切等常见的攻击以及多种攻击的联合攻击。     

一种基于特征点的三维网格盲水印算法

针对三维网格水印空域算法无法兼顾嵌入量与透明性,且水印盲检测过程繁琐的问题,提出一种基于特征点的盲水印算法。选取三维模型最远两点为全局特征点建立全局坐标系,根据仿射不变性原理将原始载体仿射到一个固定的球型空间,以增强对多种几何攻击的抵抗能力。根据载体点密集程度将其等分成若干个局部空间,以局部空间中离质心最远点为局部特征顶点建立局部几何坐标系,从而增强算法的透明性。利用顶点在坐标系的投影角度来存储水印索引,实现盲水印。实验结果表明,该算法能有效抵抗旋转、缩放、噪声等攻击,具有强鲁棒性和较好的不可感知性,同时兼具盲水印检测优势。     

块矢量的三维模型数字水印

针对三维网格模型数据的版权保护提出一种基于块矢量分布的三维网格模型数字水印算法。对三维网格模型进行分块,用块质心集代替原模型质心,构造模型块曲面的基本几何单元,视觉系统产生最小代价的基础上,调整块质心来嵌入单位水印信息,从而改变顶点位置使水印信息遍布整个模型。实验结果表明该算法对剪切,仿射变换、随机噪声和网格简化等攻击有较好的鲁棒性,具有较高的水印信息嵌入量和信息的冗余度。     

A public fragile watermarking scheme for 3D model authentication

A public fragile watermarking scheme based on the sensitivity of vertex geometry is proposed for 3D model authentication. In the 3D fragile watermarking embedding, slightly perturbing the positions of a subset of vertices is usually needed to keep them in some predefined relationship with their neighboring vertices. Two problems frequently arise in the embedding stage: the causality problem and the convergence problem. The causality problem arises while the neighboring relationship of a former processed vertex is influenced by the perturbing of its latter processed neighboring vertices. The convergence problem means that the original model has been heavily distorted before some vertices reach the predefined relationship. In this paper, we propose a multi-function vertex embedding method and an adjusting-vertex method to overcome these two problems. The proposed method does not need the original model and watermarks for authentication; moreover, the key for extracting watermarks is relatively smaller than that of previous works. For some artistic or technical models, sometimes it is very important to control the distortion ratio caused by watermark embedding. Our method can control the average distortion by the keys used in watermark embedding. Experimental and analytic results on various kinds of 3D models show the effectiveness of the scheme.     

基于几何特征的自适应三维模型数字水印算法

针对三维三角网格模型提出一种稳健的数字水印算法.首先将三维三角网格模型进行仿射变换,以获得模型的旋转不变性和缩放不变性;然后将各顶点邻域内顶点位置的平均差值作为掩蔽因子确定水印嵌入的强度,使得嵌入的水印具有不可见性.实验结果表明:该算法简单,对几何变换、简化、随机噪声和剪切攻击具有较好的鲁棒性.     

A blind watermarking algorithm for 3D mesh models based on vertex curvature

We propose a robust blind watermarking algorithm for three-dimensional （3D） mesh models based on vertex cur-vature to maintain good robustness and improve visual masking in 3D mesh models. In the embedding process, by using the local window of vertex, the root mean square curvature is calculated for every vertex of the 3D mesh model and an ordered set of fluctuation values is obtained. According to the ordered fluctuation values, the vertices are separated into bins. In each bin the fluctuation values are normalized. Finally, the mean of the root mean square curvature fluctuation values of the vertices in each bin is modulated to embed watermark information. In watermark detection, the algorithm uses a blind watermark extraction technique to extract the watermark information. The experimental results show that the algorithm has a very good performance for visual masking of the embedded model and that it can resist a variety of common attacks such as vertex rearrangement, rotation, trans-lating, uniform scaling, noise, smoothing, quantization, and simplification.     

自适应于局部几何特征的三维模型水印算法

文章针对三维模型提出了一种稳健的三角网格数字水印算法,通过修改从模型中心到各顶点的向量长度来嵌入数字水印。该算法具有如下特点:以全局几何特征作为嵌入对象;将一比特的水印信息分布到整个模型之中;水印的嵌入强度自适应于模型的局部特征。实验结果表明该水印算法能抵抗网格简化攻击,噪声攻击,剪切攻击,以及它们的混合攻击,具有很高的稳健性。     

基于几何特征的3维网格模型零水印算法

由于3维网格模型对水印嵌入强度高度敏感,为避免外观视觉效果严重失真,如今多数水印算法只能采用低强度的嵌入策略,从而导致其鲁棒性能下降。为了解决水印鲁棒性和透明性之间的矛盾问题,提出了一种不对网格模型数据进行任何改动的零水印算法。该方法首先对网格模型的几何数据进行校准预处理,然后对网格按顶点包围盒进行分割来提取几何数据空域特征,进而再应用3维DCT变换在变换域中进一步集中能量,其水印由若干DCT大值系数构造生成,并在IPR数据库注册获得版权保护,该水印的检测过程无需原始网格模型数据的参与。实验结果表明,该算法构造的水印不仅能抵抗顶点重排序、平移、旋转、各向一致缩放等攻击,而且对加噪、网格简化、网格滤波和二次水印等也表现出一定的鲁棒性。     

一种3维模型的网格盲水印算法

3维模型的数字水印是数字水印研究的热点之一,鲁棒性、嵌入可读性水印和盲检测是3维模型数字水印的难点所在。从增强3维模型数字水印的鲁棒性出发,提出一种基于局部几何空间的3维模型数字水印算法,它以模型三角网格顶点在其一环邻居顶点为所确定的局部几何空间;通过改变顶点在局部几何空间中的位置来嵌入水印,并以调整其间的夹角来嵌入水印序列的索引,而调整顶点与圆心的距离来嵌入较高比特的二进制数值。本文算法在水印检测时,无需原始模型,且可抵抗平移、旋转、均匀缩放、顶点乱序、剪切及网格简化等攻击。实验结果表明, 该水印算法具有很好的鲁棒性、可读水印的不可感知性和盲水印检测的优势。     

A robust watermarking scheme for 3D triangular mesh models

Copyright protection of digital media has become an important issue in the creation and distribution of digital content. As a solution to this problem, digital watermarking techniques have been developed for embedding specific information identifying the owner in the host data imperceptibly. Most watermarking methods developed to date mainly focused on digital media such as images, video, audio, and text. Relatively few watermarking methods have been presented for 3D graphical models. In this paper we propose a robust 3D graphical model watermarking scheme for triangle meshes. Our approach embeds watermark information by perturbing the distance between the vertices of the model to the center of the model. More importantly, to make our watermarking scheme robust against various forms of attack while preserving the visual quality of the models our approach distributes information corresponds to a bit of the watermark over the entire model, and the strength of the embedded watermark signal is adaptive with respect to the local geometry of the model. We also introduce a weighting scheme in the watermark extraction process that makes watermark detection more robust against attacks. Experiments show that this watermarking scheme is able to withstand common attacks on 3D models such as mesh simplification, addition of noise, model cropping as well as a combination of these attacks.     

一种基于局部坐标系的3维模型盲水印算法

3维模型数字水印是目前数字水印研究的热点之一,鲁棒性和盲检测是3维模型数字水印的难点所在。为了增强3维模型数字水印的鲁棒性、实现盲检测并使检测结果具有可读性,提出了一种基于局部坐标系的3维模型数字水印算法,算法把可读的字符串作为水印信息,通过改变三角网格顶点在其一环邻居所确定的局部坐标系中的位置实现水印的嵌入。该算法在检测水印时,不需要原始模型,而且可以抵抗平移、旋转、缩放、剪切和顶点乱序等攻击。实验结果表明,水印算法具有很好的鲁棒性和不可感知性。     

混沌加密的三维网格模型盲水印算法

从保护三维模型数据的版权信息为出发点,提出一种基于Logistic混沌加密的三维模型盲水印方法。该算法首先采用点阵字体生成的二值图像作为水印信息,对水印图像进行置乱加密处理,然后利用网格简化的方法对三维网格模型进行多分层显示,计算中层每个顶点的局部集面积,再修改中层面积较小且密集的顶点进行水印信息嵌入,最后根据该顶点的邻域的曲率自适应地嵌入水印强度。水印的检测是水印嵌入的逆过程。实验结果表明,该算法对仿射变换、简化、平滑等攻击具有鲁棒性,不仅达到了保护三维模型版权的目的,而且提高了水印系统的安全性。