[發(fā)明專利]基于NURBS表示的CAD模型的數(shù)字水印嵌入及檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910152766.0
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN101692288A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張引;陳志揚;劉楠;高路
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06T17/40
• 分類號: G06T17/40
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CAD模型的數(shù)字水印嵌入及檢測方法，特別涉及一種基于NURBS表示的CAD模型數(shù)字水印方法，適用于CAD模型的版權(quán)保護。

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和不斷應(yīng)用，產(chǎn)品數(shù)據(jù)安全已成為一個研究問題。傳統(tǒng)的密碼認證技術(shù)對于數(shù)字產(chǎn)品的任意非法復(fù)制、篡改和傳播顯得力不從心，于是，近幾年國際上提出了一種新的數(shù)字信息產(chǎn)品版權(quán)保護和數(shù)據(jù)安全維護的技術(shù)——數(shù)字水印技術(shù)。經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展，數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)較成功的應(yīng)用于靜止圖像、視頻和文本等傳統(tǒng)的媒體類型.其間經(jīng)過了使用簡單位替換技術(shù)的基礎(chǔ)算法、應(yīng)用擴展頻譜等技術(shù)的通用算法以及逐漸成為主流研究方向的基于人類感知生理模型的算法等階段，形成了大量的實用算法和商品化系統(tǒng)。

然而，針對CAD模型尤其是基于NURBS表示的CAD模型的水印算法的研究和應(yīng)用還很少，其主要存在以下設(shè)計難點：

1)沒有固定的數(shù)據(jù)順序。音頻、視頻的數(shù)據(jù)是按時間順序排列的，靜止圖像、視頻的幀則以掃描線順序排列，而CAD模型數(shù)據(jù)卻沒有固定的數(shù)據(jù)順序。

2)目前的模型水印算法都是通過修改模型的幾何或拓撲信息來嵌入在感覺上透明而不是在功能上透明的水印，但在CAD模型中，必須精確地保持CAD模型幾何形狀。

3)由于對CAD模型經(jīng)?？赡軙龅礁鞣N操作，如旋轉(zhuǎn)、平移、尺度變換、仿射變換，變形等，因此，水印算法還應(yīng)該具有較強的抗攻擊能力?，F(xiàn)有的各種算法其抗攻擊能力都還比較弱，具有較強魯棒性的水印算法還很少看到。

4)CAD模型中冗余的信息量少。與以點陣表示的圖像不同，CAD模型一般采用參數(shù)化的矢量表示，從而整個模型的數(shù)據(jù)量要少得多，因此，其中可用于編碼水印的冗余信息也要少得多。

綜上所述，CAD模型水印技術(shù)才剛剛起步，還有許多有待解決的課題，目前該領(lǐng)域已經(jīng)逐漸成為數(shù)字水印研究的新熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前CAD模型數(shù)字水印算法中存在的難點不足，提出一種可廣泛應(yīng)用于CAD模型的數(shù)字水印方法，該方法能夠精確的保持CAD模型的幾何形狀并有效抵抗各種常見攻擊，且水印檢測過程不需要原始CAD模型參與，是一種魯棒的盲水印方法。

本發(fā)明主要研究采用NURBS表示的CAD模型的數(shù)字水印技術(shù)。對于復(fù)雜的模型，為了能夠嵌入大量的水印信息，本發(fā)明首先對水印信息進行分段，然后分別嵌入各NURBS曲線和/或曲面中。為了能夠在嵌入水印后嚴格保持CAD模型幾何形狀，對于其中每個NURBS曲線和/或曲面采用節(jié)點向量為水印載體，通過插入含有水印信息的多個節(jié)點嵌入水印，最終檢測結(jié)果將基于提取水印與原始水印的相似度分析。由于節(jié)點插入算法僅僅增加NURBS節(jié)點及控制點的數(shù)量并不改變其形狀，使得該方法在嵌入水印后仍能精確保持CAD模型的幾何形狀。此外，過程中將采用混沌技術(shù)來進行有效的信息編碼及復(fù)雜模型中多NURBS的置亂，以顯著提高水印對于仿射變換、節(jié)點插入、節(jié)點刪除等攻擊的抵抗性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案流程如下：

1.嵌入水印(圖1)：

1)對模型中的NURBS曲線和/或曲面依次進行排序、置亂，后選取作為實際水印嵌入載體的NURBS曲線和/或曲面；

2)對水印信息進行預(yù)處理以提高水印方法的魯棒性；

3)利用反插節(jié)點方法將水印信息分段嵌入所選取的各NURBS曲線和/或曲面的相對節(jié)點位置中；

2.檢測水印(圖2)：

1)用嵌入水印時的同樣方法選擇實際水印載體；

2)分別提取各NURBS曲線和/或曲面中的水印信息；

3)將所提取的水印信息合并還原，將還原后水印信息與原始水印信息進行相似度分析，以驗證還原后水印信息的正確性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是一種能夠精確的保持CAD模型幾何形狀的水印方法，其水印檢測過程不需要借助原始CAD模型的參與，且水印方法對于各種常見攻擊具有很強的魯棒性。

附圖說明

圖1是CAD模型數(shù)字水印嵌入流程圖。

圖2是CAD模型數(shù)字水印檢測流程圖。

具體實施方式

1.水印的實際載體的選取