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。     

基于几何特征的鲁棒三维网格数字水印算法

文中算法首先将三维网格模型进行仿射变换,以获得模型的旋转不变性、缩放不变性;然后,将空间坐标系原点到模型顶点的距离通过一维DCT变化到频域,在频域信号上加入水印,使得嵌入的水印具有不可见性。实验结果表明：该算法不仅对仿射攻击具有较强的鲁棒性,而且对网格简化、加噪声和剪切攻击以及它们的联合攻击具有较好的鲁棒性。     

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。     

基于顶点统计特征的三维网格模型盲水印算法

针对三维网格模型盲水印算法鲁棒性和透明性未很好权衡的问题,提出一种基于顶点统计特征的三维网格盲水印算法.在水印嵌入过程中,首先计算顶点到模型中心的距离作为顶点的特征值;根据该特征值对顶点进行分区,并依据特征值的分布将分区分为联合嵌入分区、恢复分区和缓冲分区;然后通过改变联合嵌入分区内归一化后的顶点特征值的分布来嵌入水印,并修改恢复分区中顶点的坐标还原模型中心.文中算法通过综合利用联合嵌入分区、恢复分区和顶点微调方法增强了水印的鲁棒性,并实现了水印的盲检测.实验结果表明,在保持较好的透明性的基础上,该算法能够有效抵抗平移、旋转、均匀缩放、顶点重排序、噪声、平滑、细分和网格重构等常见攻击.     

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。     

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。     

一种适用于数字考古的三维数字水印算法

提出了一种适用于三维数字文物的自适应的三维数字水印算法.该算法选择三维物体中心点到顶点的向量作为水印载体,首先重排网格顶点顺序,再将水印信息自适应地嵌入重排顶点中.实验证明该算法具有较好的鲁棒性、安全性和实用性.该算法已经在考古数字博物中得到应用.     

全局L∞误差可控的网格模型鲁棒水印算法

针对CAD等工程应用的需要,提出一种具有全局L∞误差控制特性的三角网格模型数字水印算法．在建立多分辨网格的同时在网格顶点坐标上嵌入水印信息,通过局部几何特征进行误差控制．由于水印被冗余地嵌入在模型的整个频带上,该算法可有效地抵抗多种攻击．实验结果表明：文中算法可将水印产生的误差控制在指定的阈值内,且能够抵抗多种水印攻击,具有较好的鲁棒性．     

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。     

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。     

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.     

基于距离场的三维模型网格重建

根据任意亏格和任意边界的3D网格模型,给出一种网格重建算法。该算法通过对原始网格进行一系列自适应的局部修改操作,改进网格中三角形的质量和顶点位置分布。为减少优化过程中误差的累积,提出基于距离场的算法将新生成的顶点保留到原始网格曲面上,该算法实现简单,不需要复杂的全局参数化操作。实验结果表明,该算法有效、快速、稳定。     

基于插值多项式的可验证随机数

信息安全协议中使用的随机数通常由协议参与者任意选取,其他参与方无法验证,从而影响协议的公平性。针对上述问题,提出一个基于插值多项式的可验证随机数生成方案。该方案无需可信任的第三方,计算中心只承担计算职责,不承担可信任第三方的验证职责,并且方案中任意参与者都能验证随机数的随机性,保证了协议的公平性。     

基于边折叠和质点-弹簧模型的网格简化优化算法

通过边折叠实现网格曲面简化，提出了保持曲面特征的边折叠基本规则，引入边折叠顺序控制因子λ，给出了折叠点坐标获取方法，简化过程中网格边长度趋于均匀．在曲面简化基础上，利用质点-弹簧模型优化网格形状．将网格顶点邻域参数化到二维域上，在质点-弹簧模型中引入约束弹簧，约束调整网格顶点，并逆映射到三维原始曲面上，局部优化网格顶点的相邻网格；调整曲面上所有网格顶点，在全局上优化网格形状．在曲面简化优化过程中，建立原始模型曲面和简化优化后曲面之间的双向映射关系；曲面的网格顶点始终在原始模型表面上滑动，并以双向Hausdorff距离衡量、控制曲面间的形状误差．应用实例表明：文中算法稳定、高效，适合于任意复杂的二维流形网格．     

Joint reversible watermarking and progressive compression of 3D meshes

A new reversible 3D mesh watermarking scheme is proposed in conjunction with progressive compression. Progressive 3D mesh compression permits a progressive refinement of the model from a coarse to a fine representation by using different levels of detail (LoDs). A reversible watermark is embedded into all refinement levels such that (1) the refinement levels are copyright protected, and (2) an authorized user is able to reconstruct the original 3D model after watermark extraction, hence reversible. The progressive compression considers a connectivity-driven algorithm to choose the vertices that are to be refined for each LoD. The proposed watermarking algorithm modifies the geometry information of these vertices based on histogram bin shifting technique. An authorized user can extract the watermark in each LoD and recover the original 3D mesh, while an unauthorized user which has access to the decompression algorithm can only reconstruct a distorted version of the 3D model. Experimental results show that the proposed method is robust to several attack scenarios while maintaining a good compression ratio.     

基于 Kinect 的拉普拉斯网格形变三维人脸建模

为了快速创建真实感较强的三维人脸模型,提出了基于 Kinect 的拉普拉斯网格形 变建模方法。利用 Kinect 获取彩色和深度图像信息,对深度图像进行双边滤波处理,对彩色图 像进行低层级顶点定位;构建标准三维人脸模型,并为该人脸模型中的顶点建立低、中、高 3 个级别的层级结构,通过低、中层级中顶点的位置关系创建 Sibson 局部坐标约束;利用该约束 构建彩色图像中间层级顶点,并结合深度信息对标准三维人脸模型进行拉普拉斯网格变形,获 得真实感较强的三维人脸模型。实验结果表明,该算法在建模的真实感上得到了提高,与对比 算法相比,在建模时间上得到很大的优化。     

Blind robust watermarking schemes for copyright protection of 3D mesh objects

In this paper, two novel methods suitable for blind 3D mesh object watermarking applications are proposed. The first method is robust against 3D rotation, translation, and uniform scaling. The second one is robust against both geometric and mesh simplification attacks. A pseudorandom watermarking signal is cast in the 3D mesh object by deforming its vertices geometrically, without altering the vertex topology. Prior to watermark embedding and detection, the object is rotated and translated so that its center of mass and its principal component coincide with the origin and the z-axis of the Cartesian coordinate system. This geometrical transformation ensures watermark robustness to translation and rotation. Robustness to uniform scaling is achieved by restricting the vertex deformations to occur only along the r coordinate of the corresponding (r, /spl theta/, /spl phi/) spherical coordinate system. In the first method, a set of vertices that correspond to specific angles /spl theta/ is used for watermark embedding. In the second method, the samples of the watermark sequence are embedded in a set of vertices that correspond to a range of angles in the /spl theta/ domain in order to achieve robustness against mesh simplifications. Experimental results indicate the ability of the proposed method to deal with the aforementioned attacks.     

A high-capacity steganographic approach for 3D polygonal meshes

We present a high-capacity steganographic approach for three-dimensional (3D) polygonal meshes. We first use the representation information of a 3D model to embed messages. Our approach successfully combines both the spatial domain and the representation domain for steganography. In the spatial domain, every vertex of a 3D polygonal mesh can be represented by at least three bits using a modified multi-level embed procedure (MMLEP). In the representation domain, the representation order of vertices and polygons and even the topology information of polygons can be represented with an average of six bits per vertex using the proposed representation rearrangement procedure (RRP). Experimental results show that the proposed technique is efficient and secure, has high capacity and low distortion, and is robust against affine transformations. Our technique is a feasible alternative to other steganographic approaches.