[發明專利]基于虛擬圖形水印的三維網格數據保護方法

有效

• 申請號: 201310401136.9
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103440614A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 朱文忠;楊曦;葉陽;張旭東;葉露涵;朱龍澤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及基于虛擬圖形水印的三維網格數據保護方法。

背景技術

隨著數字多媒體技術與網絡的迅速普及，包括圖像、視頻、音頻在內的數字媒體信息的傳播和交流日益頻繁。網絡的普及在方便信息交流的同時，也為盜版者非法占有和傳播數字制品提供了方便，多媒體數字制品的產權保護問題在這樣的背景下日漸突出。而對于三維模型這種包含了設計人員智慧和汗水的媒體數據而言，對其的版權保護顯得尤為重要。數字水印作為信息隱藏的一種重要技術，為實現多媒體產品的版權保護提供了新的手段，成為信息安全領域的研究熱點。

數字水印是一種將特定的、可識別模型歸屬的信息隱藏于媒體信息中的技術。它是一種新興的多媒體信息保護技術，是對傳統加密技術的有效補充手段。傳統的加密方法一直被認為是通信研究應用領域中主要的信息安全手段而受到極大重視。近年來人們逐步認識到其對多媒體內容的保護和完整性認證具有一定的局限性。首先，加密方法只用在通信的信道中，密文數據因其不可理解性妨礙多媒體信息的傳播。其次，多媒體信息經過加密后容易引起攻擊者的好奇和注意，并有被破解的可能。而一旦被破解后，其內容完全透明，版權所有者就失去了對盜版的控制權。另外，密碼學中的完整性認證是通過數字簽名方式實現的，它并不是直接嵌入到多媒體信息中，因此無法察覺加密之后的信息在傳播過程中內容被改變。

在三維模型應用領域存在著大量諸如版權保護、侵權檢測等問題需要解決。越來越多的三維數字產品在互聯網上的傳播，對于那些在虛擬網絡中提交或出售三維數字產品的公司或版權所有人來說也將同樣面臨一些與版權相關的問題。他們迫切需要一種能夠阻止未經授權而非法使用他們的數字產品的方法，而只允許被授權的用戶對三維數字產品進行復制、修改和再創造。

基于3D模型的復雜性和特殊性，通過對3D多邊形網格數據中嵌入數字水印，可以對3D模型和其他三維產品進行有效的保護。另外，基于Intemet的交互式協同設計也需考慮對外與對內兩類安全性問題，“對外”指數據存放于服務器上時，以及數據在傳輸過程中的安全性，這是所有網絡應用的共同問題。“對內”指參加協同設計的人員之間的保密問題，由于基于Intemet的三維模型生產設計打破了設計主體在地域和企業上的限制，一個產品的設計往往由多個企業參加，而今日的合作伙伴很可能是明日的競爭對手，這使得人們會擔心他人將自己的設計成果留作它用。雖然運用產品數據管理系統對不同的設計人員設置不同的權限可以使各設計人員只能獲得他必需的數據，從而將數據的外泄減到最少，但畢竟仍有許多場合設計人員必須向合作伙伴遞交完整的設計數據。網絡環境下三維幾何模型數字水印技術及算法研究技術正是解決這一問題的理想途徑，將版權信息、特殊工藝信息和獨有的知識產權信息等作為數字水印嵌入設計數據后，在他人未經許可使用這些數據時可以以水印為證追究其侵權責任，這一領域已逐漸成為數字水印應用研究的新熱點。

發明內容

本發明要克服現有技術不能事先阻止未經許可的使用數字產品的行為的不足，提供一種基于虛擬圖形水印的三維網格數據保護方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于虛擬圖形水印的三維網格數據保護方法，所述虛擬圖形水印的三維網格數據保護方法包括以下步驟：

（1）、設計一個具有標識意義的虛擬數字水印圖形標識

（1.1）、確定一個基于三維網格數據包圍盒的網格切面基準方向，其主要的標識特征為虛擬網格切面方向矢量V（v_x,v_y,v_z）；

（1.2）、定義基于一組圖形水印信息嵌入虛擬網格切面V_i（v_x,v_y,v_z）;

（1.3）、以三維網格質心為基準，確定的起始位置與虛擬網格切面的間距λ（0≤λ）或λ_i（0≤λ_i，0≤i≤n）;

（1.4）、針對虛擬網格切面方向矢量V（v_x,v_y,v_z）和間距λ這二個變量，設計具有標識意義的特定數字圖形指紋編碼；

（1.5）、此虛擬網格切面覆蓋三維網格數字全圖，也可以n組虛擬網格切面(方向矢量V_i（0≤i≤n）重疊覆蓋，隨著n的增大，圖形指紋的魯棒性越強;

（1.6）、為防止剪切，需要設計一個合適的網格切面間距λ（0≤λ）；

（2）、虛擬網格切面圖形水印特征點的嵌入策略設計