V-系统在3D模型数字水印中的应用

目的 基于一类三角域上定义的正交函数系——V-系统,提出一种在频域嵌入水印的3D模型水印新算法.方法 首先针对3D模型的顶点信息构造一个“伪模型”,进而对伪模型进行参数化,使之表示为在三角域上定义的一个分片线性函数;然后将这个分片线性函数在V-系统下进行正交分解,得到伪模型的V-谱;最后将水印信息通过修改V-谱嵌入到频域,得到新的V-谱,利用这些新的V-谱和V-系统基函数重构水印伪模型,将水印伪模型的顶点信息替换原3D模型的相应顶点,生成最终的水印模型.结果 本文算法水印模型保真度高,且可以在一个模型中植入多个水印依然保持较高的保真度,提取的水印误码率低、相关系数高.结论 理论上证明了本文算法具有相似变换的鲁棒性,通过实验,也表明了本文算法对噪声、剪切和平滑攻击的鲁棒性.     

3D模型数字水印研究进展

数字水印作为3D模型版权保护和内容认证的有效手段近年来被广泛研究,论文从水印算法的分类、典型算法、性能衡量等方面全面综述了近年来国内外3D模型数字水印研究与开发的进展情况,总结了3D模型水印算法发展的新特点,并对该领域未来可能的研究方向和重点进行了展望。     

数字水印中的解释攻击及其解决方案

数字水印主要用于数字作品的版权保护,解释攻击是数字水印攻击的主要手段之一,详细介绍了如何利用时戳机制,公证机制,单向水印机制来对抗解释攻击,以及各种解决方案优劣特性,并在此基础上,提出了一种能够较好抵抗解攻击的数字水印模型,该模型能够避免由于解释攻击引起的无法仲裁的版权纠纷的出现,并允许版权所有者在一个比较宽松的环境下为作品添加水印。     

信息安全中的数字水印算法研究

研究数字图像版权保护问题,数字水印要求不可复制、防攻击等特性.针对传统数字水印算法不能很好的抗几何攻击,为了更好对数字图像版权进行保护,提出一种图像归一化技术的数字水印算法.通过对原始图像和攻击后的图像的归一化处理,使水印和图像在嵌入与提取过程保证同步,提高数字水印抵抗几何攻击的能力.仿真结果表明,图像归一技术的水印算法能够很好抵抗各种几何攻击,提高了数字水印抗几何攻击的鲁棒性,为保护版权提供了参考.     

稳健局部特征非下采样小波域数字水印

目的 基于数字水印技术的音乐作品版权保护是学术界的研究热点之一,多数数字音频水印方案仅仅能够对抗简单的常规信号处理,无法有效抵抗破坏性较强的一般性去同步攻击。为此,提出了一种基于稳健局部特征的非下采样小波域数字水印算法。方法 利用非下采样小波域平滑梯度检测算子从载体音频中提取稳定的音频特征点,结合数字音频样本响应确定局部特征音频段,采用量化调制策略将数字水印信号重复嵌入局部特征音频段中。结果 选取4段典型的采样频率为44.1 kHz、量化精度为16 bit、长度为15 s的单声道数字音频信号作为原始载体进行测试,并与经典算法在不可感知性和鲁棒性两方面进行对比。结果表明,本文算法在含水印音频与原始载体音频间的信噪比平均提升了5.7 dB,同时常规攻击和去同步攻击下的平均检测率分别保持在0.925和0.913,高于大多数传统算法,表明了本文算法具有较好的不可感知性。在常规信号处理（MP3压缩、重新量化、重新采样等）和去同步攻击（幅度缩放、随机剪切、音调伸缩、DA/AD转换、抖动等）方面均具有较好的鲁棒性。结论 本文利用描述能力强且性能稳定的平滑梯度刻画局部数字音频性质,提出一种基于平滑梯度的非下采样小波域音频特征点提取方法,有效解决了音频特征点稳定性差且分布极不均匀的缺点,提高了数字音频水印对音调伸缩、随机剪切、抖动等攻击的抵抗能力。     

局部特征点的3维模型变换域水印算法

目的 为进一步提高变换域水印的鲁棒性,解决多分辨率小波变换对三角形网格形状的限制,提出一种基于局部特征点的变换域水印算法。方法 首先根据经度角和纬度角对模型分区,并求出局部特征点;其次由局部特征点的模长与非局部特征点模长的均值构成的比值组成2维矩阵,对2维矩阵进行离散小波变换,并修改小波系数中的各分辨率层的中高频系数来嵌入水印;最后通过逆向离散小波变换得到空域信号,修改3维模型局部特征点的模长以得到含水印的3维网格模型。结果 本文方法能够不受平移、旋转、均匀缩放和顶点重排序的影响,并能有效抵抗噪声、简化、剪切、细分、量化和联合攻击等一系列的常见攻击。结论 实验结果表明,该算法具有很好的鲁棒性和不可见性,对模型的网格形状无严格要求。     

面向神经辐射场的水印算法

针对隐式表示的3D模型的版权保护问题,提出了一种面向神经辐射场（NeRF）的水印算法。该算法通过嵌入网络对训练集中的图像嵌入水印,再利用NeRF模型进行3D模型建模。版权验证方通过给定一个秘密视角作为神经辐射场的输入,生成新视角下的图像作为后门图像,接着利用神经网络的过参数化方法设计一个水印提取器,获取该视角下嵌入的水印图像。在黑盒场景下,一旦怀疑3D模型被未经授权的使用,验证方则可以通过秘密视角提取水印以验证网络版权。实验结果表明,所提算法提取水印不仅具有良好的视觉效果,而且对不同类型的噪声攻击具有较好的抵抗能力。     

双重视图下的3维网格模型可见水印

目的 为保护3维模型数据的版权,提出一种在3维视图下和线框视图下都可察觉的3维网格可见水印,并针对三角形网格建立了相应的可见水印算法。方法 该算法首先将待嵌入区域投影到2维平面上,再将矢量形式的水印信息嵌入其中,最后将该区域投影到原模型上。算法的核心过程是将三角形划分成在水印信息内和在水印信息外的两部分。文中借鉴了Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法,将其应用于水印嵌入的过程。结果 为验证算法的可行性,使用3个3维模型数据进行了实验,实验结果表明该算法较好地保持了原模型的外观,且嵌入的水印信息在两种视图下清晰可见,嵌入水印后的数据增加量约为10%。结论 本文算法可有效地嵌入水印信息,达到保护3维模型数据版权的目的。     

结合视觉密码和离散小波变换的栅格地理数据双重水印

目的 在栅格地理数据的使用过程中,为防止数据被破坏或被篡改,需要加强对数据完整性的检验;为防止数据被恶意传播,需要加强对数据版权信息的保护。双重水印技术可以同时完成这两项任务。方法 利用基于异或的（2,2）-视觉密码方案VCS（visual cryptography scheme）和离散小波变换DWT（discrete wavelet transform）,对数字栅格地理数据嵌入双重水印,使用半脆弱性水印作为第1重水印进行完整性检验,水印信息依据DWT变换后高频系数中水平分量之间的大小关系嵌入;使用零水印作为第2重水印进行版权保护,提取DWT变换后经低频子带奇异值分解的特征值生成特征份,利用基于异或的（2,2）-VCS,根据特征份和水印信息生成版权份。结果 为验证算法的有效性,对具体的栅格地理数据进行实验分析。结果表明,本文算法中第1重水印能够正确区分偶然攻击和恶意破坏,对含水印的栅格地理数据进行质量因子为90、80、70、60、50的JPEG压缩后,提取出完整性水印的归一化相关系数NC（normalized correlation）值分别是1、0.996、0.987、0.9513、0.949,在定位裁剪攻击时,能准确地定位到篡改的位置,对于定位替换攻击时,能定位到篡改的大致位置;第2重水印具有良好的视觉效果和较强的鲁棒性,对含水印的栅格地理数据进行滤波攻击、JPEG压缩、裁剪攻击、缩放攻击等性能测试,提取出版权水印的NC值优于其他方案。结论 论文基于异或的（2,2）-VCS和DWT提出的栅格地理数据双重水印算法,在实现数据完整性检验的同时达到了版权保护的目的。     

一种三维网格模型的数字水印算法

研究数字媒体版权保护问题,由于三维网格模型数据量大,传统数字水印算法不能很好解决水印的不可见性和抗攻击性之间矛盾,安全性不高。为了更好保护数字媒体版权,提出一种新的三维网格模型的数字水印算法。采用奇异值分解将三维水印信号分解,降低数据复杂度,然后采用零水印算法进行水印嵌入和检测。仿真结果表明,网络模型算法嵌入的水印信息不仅具有很好的不可见性,而且能够很好抵抗模型的平移、剪切、旋转、等比例缩放以及噪声攻击,算法执行效率较高,能够满足实时性要求高的数字媒体版权验证。     

浅析三维数字水印

随着因特网的迅猛发展和数字记录存储设备的普及,对于声像数据进行加密、认证和版权保护的需求也日益增多,本文综合介绍三维数字水印技术,论述了三维数字水印技术目前的发展现状,明确了现有三维数字水印技术的分类,分析几种典型的三维数字水印的算法,并提出相应的攻击分析,最后介绍了今后的三维数字水印发展方向以及研究前景。     

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.     

三维模型数字水印技术研究进展

数字水印技术为网络环境下的三维模型提供版权保护。介绍三维模型数字 水印的特征、分类及其攻击技术,重点分析三维点云模型、三维网格模型、参数曲面模型、 体数据模型数字水印技术以及三维模型数字水印算法性能评价的研究现状,归纳、总结出三 维模型数字水印技术的研究难点以及需要深入研究的问题。     

VRML animated model watermarking scheme using geometry and interpolator nodes

Distinct from image and video watermarking, a watermarking scheme for 3D animation content is required in the 3D industry market for various applications. This paper develops a watermarking scheme for copyright protection and authentication of 3D animation content. A 3D animated model generally has a hierarchical structure with a number of transform nodes of a geometry node and an interpolator node for the timeline in contrast to a 3D polygon mesh model. The proposed scheme embeds not only a robust watermark into the geometry node for copyright protection but also a fragile watermark into the position and orientation interpolators for content authentication. We named the former “robust geometry watermarking” and the latter “fragile interpolator watermarking”. The proposed scheme performs the two watermarking schemes independently to realize simultaneously robust and fragile watermarked 3D animated model. Experimental results confirm that a watermark embedded by geometry watermarking robust to many attacks from commercial 3D editing tools while a watermark embedded by interpolator watermarking fragile to the same attacks.     

基于几何特征的三维模型双重数字水印算法

提出了一种新的数字水印方法,通过一次水印嵌入操作同时嵌入鲁棒和脆弱双重水印。该水印信号自适应于局部几何特征。通过嵌入的脆弱水印可以检测出顶点是否被篡改,进而在水印检测过程中通过赋予未被篡改的顶点更重的权重提出了一种水印检测权重方法。提出的算法可以实现三维模型的版权保护和完整性验证双重目的。该水印方案是专为发送者检查版权的所有权（鲁棒水印）和接收者核实所收到的媒体的完整性（脆弱水印）。