[發明專利]具有魯棒性的三維模型脆弱水印產生方法及其提取方法

無效

• 申請號: 201210563862.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN102999881A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 孔祥增;姚志強;陳麗萍;黃榕寧;宋考
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 林瑾

1.具有魯棒性的三維模型脆弱水印產生方法，包括二值水印圖像的嵌入，其特征在于：其包括以下步驟：

1）對原始二值水印圖像進行分塊處理，同時對每個分塊圖像采用相同的置亂模板進行置亂，且重復n次排列，得到置亂后的二值水印圖像W＝(w₁,w₂,...,w_n)，所述置亂為：將圖像的信息次序打亂，將a像素移動到b像素的位置上，b像素移動到c像素的位置上……使其變換成雜亂無章難以辨認的圖像，同時選定待嵌入水印圖像的三維模型的網格圖像M(V，C)，其中V是三維模型的網格圖像M中頂點的集合，C是三維模型的網格圖像M中頂點的連接關系；

2）隨機選定V中的頂點V(x₁,x₂,x₃)用以嵌入水印圖像，并將選定嵌入水印圖像的頂點以及和其相鄰的頂點按照頂點坐標的大小排序，得到排序后的頂點序列V_i(x₁,x₂,x₃)，所述排序規則如下：

先按照x₁的坐標大小排序，如果x₁的坐標相同，則按照x₂的坐標大小排序，如果x₁和x₂的坐標均相同，則按照x₃的坐標大小排序；

3)對置亂后的二值水印圖像W＝(w₁,w₂,...,w_n)進行插0步驟，所述插0步驟為：當二值水印圖像W＝(w₁,w₂,...,w_n)出現連續5個1時，則在其后插入一個0，得到插0后的二值水印圖像W′＝(w′₁,w′₂,...,w′_n)；

4）對插0后的二值水印圖像W′＝(w′₁,w′₂,...,w′_n)按照128位作為一個水印塊進行分塊，并按照以下規則對每個水印分塊進行MD5的Hash函數加密，以及在每個水印分塊前加入01111110的標示符用以表示塊的開始：

設第r塊為W′_r＝(w′_r1,w′_r2,...,w′_r128)，則其中p_s^r為散列值，S為散列長度，且S=128；在具有128位的第r塊W′_r＝(w′_r1,w′_r2,...,w′_r128)前加入01111110的標示符，則產生具有136位的新二值水印W″_r；

W″_r＝(0,1,1,1,1,1,1,0,w′_r1,w′_r2,...,w′_rn)

同時在128位的前面加上01111110的用以表示散列值塊開始的標示符，則產生也具有136位的新散列值塊P′_r；

Pr′=(0,1,1,1,1,1,1,0,p1r,p2r,...,p128r)]]>

同樣都是136位的新二值水印W″_r和新散列值塊P′_r對應位置上的二值數字組成136對（w′_i，p_i）；

5）將（w′_i，p_i）依次分別按照以下嵌入規則存入排序后的頂點序列V_i(x₁,x₂,x₃)的對應的x₂和x₃中，即得到嵌入水印圖像的三維模型，所述嵌入規則為：

對于頂點序列V_i(x₁,x₂,x₃)中排在最前面的最小頂點記為V′₁(x′₁,x′₂,x′₃)，則其相鄰頂點與最小頂點V′₁(x′₁,x′₂,x′₃)的對應坐標的坐標差的均值滿足以下關系：

xijc=1|N(v)|Σi=N(v)(xij-xj′),j=1,2,3,]]>

其中N(v)是頂點v_i(x₁,x₂,x₃)相鄰頂點的集合，|N(v)|是集合N(v)的頂點的個數，

對于給定的密鑰參數N，當j=1時，那么以及頂點v_i記為d_i1＝|x₁|,則有以下關系：

如果在頂點v_i(x₁,x₂,x₃)有嵌入水印，除法的商Q_ij必須為奇數，即如果為奇數，則且R_i1＝d_i1%S_i1；如果不為奇數，則且R_i1＝d_i1%S_i1，其中Q_ij是除法的商，R_i1是余數；

如果在頂點v_i(x₁,x₂,x₃)沒有嵌入水印，除法的商Q_ij必須為偶數，即如果為偶數，則且R_i1＝d_i1%S_i1；如果不為偶數，則且R_i1＝d_i1%S_i1，其中Q_ij是除法的商，R_i1是余數；

也即插入水印后的頂點v′_i的d′_i1滿足以下關系式：

令M=Q_ij%2，通過調整v_i(x₁,x₂,x₃)的x₁坐標來改變d_i1，也即：

對于給定的密鑰參數N，以及頂點v_i記為d_ij＝|x_j|,如果j=2,3，則其均滿足以下關系：

(w_i,p_i)是要嵌入x₂,x₃的水印，如果w_i,p_i是1,那么必須Q_ij%2=1，也即除法的商Q_ij必須是奇數，也即是如果為奇數，則且R_i1＝d_i1%S_i1；

如果不為奇數且R_ij＞S_ij/2，則且R_i1＝d_i1%S_i1；

如果不為奇數且R_ij≤S_ij/2，則且R_i1＝d_i1%S_i1；

其中Q_ij是除法的商，R_i1是余數；

如果w_i,p_i是0,那么必須Q_ij%2=0，也即除法的商Q_ij必須是偶數，也即是如果為偶數，則且R_i1＝d_i1%S_i1；

如果不為偶數且R_ij＞S_ij/2，則且R_i1＝d_i1%S_i1；如果不為偶數且R_ij≤S_ij/2，則且R_i1＝d_i1%S_i1，其中Q_ij是除法的商，R_i1是余數；

通過調整v_i(x₁,x₂,x₃)的x_j坐標來改變d_ij，即滿足：

的關系。

2.具有魯棒性的三維模型脆弱水印的提取方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)對于頂點v′_i(x₁,x₂,x₃)，其相鄰頂點與最小頂點V′₁(x′₁,x′₂,x′₃)的對應坐標的坐標差的均值滿足以下關系：

xijc=1|N(v)|Σi=N(v)(xij-xj′),j=1,2,3,]]>

其中N(v)是頂點v_i(x₁,x₂,x₃)相鄰頂點的集合，|N(v)|是集合N(v)的頂點的個數；

2）判斷各頂點v_i(x₁,x₂,x₃)是否嵌入了水印，其判斷規則為：對于嵌入水印時給定的密鑰參數N,記對于頂點v′_i記d′_i1＝|x′₁|,那么R′_i1＝d′_i1%S′_i1其中Q′_i1是除法的商,R′_i1是余數，如果Q_i1是奇數,那么該頂點有嵌入水印，否則，該頂點沒有嵌入水??；

3)對于每一個有嵌入水印的頂點，從其坐標x₂中提取w′，從坐標x₃中提取p′，對于嵌入水印時給定的密鑰參數N,記對于頂點v′_i記為d′_ij＝|x′_j|，

如果j=2,3；則R′_ij＝d′_ij%S′_ij,w′=Q′_i2%2，p′=Q′_i3%2，其中Q′_ij是除法的商，R′_ij是余數，

所有的w'和p'組成含有標識符01111110的W'，P'，按塊標識符01111110將W′，P′分塊，然后分別去除塊標識符01111110，得到嵌入水印時的插0后的二值水印W′_r及其相應的散列值P′_r；

4)判斷可疑的頂點，其判斷規則為：計算P_r=H(W′_r)，如果P_r！=P′_r則將這些頂點及其相鄰的頂點作為可疑的頂點；

5）對得到的插0后的二值水印W′_r按照嵌入時的插0方法進行逆運算，用以去除插0時插的0，得到嵌入時置亂后的二值水印圖像；

6）對得到置亂后的二值水印圖像進行反置亂，即得到嵌入的原始二值水印圖像，完成二值水印圖像的提取。