[發明專利]基于圖像離散余弦變換的三維網格模型盲水印方法

在審

• 申請號: 201410520269.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104318505A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李黎;陸劍鋒
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.基于圖像離散余弦變換的三維網格模型盲水印方法，其特征在于包括的具體步驟是：

步驟1.為三維模型的每個頂點選取如下兩個特征：

特征一：模型頂點V_i到模型中心點O的距離S_i；

特征二：兩條連線的夾角θ_i，兩條連線分別為模型頂點V_i與它的一階鄰域中心點T_i的連線，一階領域中心點T_i與模型中心點O的連線；

通過特征一和特征二對三維模型的所有頂點確定一個唯一排序序列；

步驟2.選取排序后頂點序列的前M×M個頂點，并獲得前M×M個頂點的紋理坐標，組成一個M×M的紋理坐標矩陣；

步驟3.原始水印是一幅m×m的二值圖像，將一幅M×M的原始圖像I進行離散余弦變換得到系數矩陣i∈(1,M)，j∈(1,M),將原始水印信息W通過加法模型嵌入到K的中頻部分i∈(S1,S2)，j∈(S3,S4)，得到嵌入原始水印信息W后的系數矩陣K′，再將系數矩陣K′反變換回來，得到嵌入水印圖像I′；對嵌入水印圖像I′和原始圖像I的差值進行調整，得到新水印信息W′；

步驟4.將新水印信息W′添加到排序后的前M×M個頂點的紋理坐標，即將新水印信息W′替換掉紋理坐標值的5、6和7這三個有效位，保證嵌入水印的三維網格模型的透明性；

步驟5.M×M個頂點的紋理坐標中，嵌入新水印信息W′的紋理坐標對應的頂點和其余頂點共同構成嵌入水印后的三維模型；

步驟6.嵌入水印后的三維模型中提取原始水印W，具體采用如下步驟：

步驟6-1.首先提取嵌入水印后的三維模型的中心點坐標O′，計算各頂點V_i′到模型中心點坐標O′的距離S_i′，然后計算各個頂點的一階鄰域中心點T_i′，最后計算向量和的夾角θ_i′；

步驟6.2.將嵌入水印后的三維模型的頂點先按S_i′的大小升序排列；如果S_i′相同，則根據頂點對應的夾角θ_i′來進行升序排列，最終獲得一個唯一的頂點序列；

步驟6.3.選取唯一排序后頂點序列的前M×M個頂點，獲得前M×M個頂點的紋理坐標，提取出得前M×M個頂點的紋理坐標的5、6和7三個有效位，構成藏有水印的M×M的矩陣B；

步驟6.4.將矩陣B進行離散余旋變換得到頻域系數矩陣S，按照水印嵌入位置恢復出最終的水印。

2.如權利要求1所述的基于圖像離散余弦變換的三維網格模型盲水印方法，其特征在于步驟1具體如下：

設P＝(V,T)，為一個三角形網格模型，其中V＝{V_i|i∈(1,N)},表示模型三角形網格模型P＝(V,T)中的頂點，N為模型頂點的數目，T表示模型的拓撲關系；通過T得到每個頂點的一階鄰域，對于頂點V_i，其一階鄰域定義為與之相鄰接的所有頂點的集合；

通過特征一和特征二對三維模型的所有頂點確定一個唯一排序序列，具體如下：

將模型頂點先按S_i的大小升序排列；如果S_i相同，則按照頂點對應的θ_i值進行升序排列，最終獲得一個唯一的頂點序列。

3.如權利要求1所述的基于圖像離散余弦變換的三維網格模型盲水印方法，其特征在于步驟3具體如下：

步驟3.1.將一幅m×m的二值圖像作為原始水印W，將一幅原始圖像I進行離散余旋得到系數矩陣K，通過公式(1)將原始水印W嵌入系數矩陣K的中頻部分得到嵌入后系數矩陣K′，再將K′進行離散余弦反變換得到嵌入水印圖像I′，其中，α為水印嵌入的強度；

K′＝K+W×α?????????(1)

步驟3.2.通過公式(2)對水印信息進行調整，并得到最終要嵌入三維網格模型的新水印信息W′，且調整后W′(i,j)＞0；其中，δ是一個大于0的整數,i∈(1,M)，j∈(1,M)

W′(i,j)＝I′(i,j)-I(i,j)+δ????????(2)。

4.如權利要求1所述的基于圖像離散余弦變換的三維網格模型盲水印方法，其特征在于，步驟6.4具體如下：

對藏有水印的M×M的矩陣B，進行離散余弦變換得到頻域系數矩陣S；將頻域系數矩陣S中含有水印信息的系數S(i,j)提取出來組成序列W，其中i∈(S1,S2)，j∈(S3,S4)；將序列W按照從小到大排序，且將排序后的序列W中的前k個最小值改為O,其他改為1,；然后將更改后的0、1序列恢復到原來頻域系數矩陣S中的位置，即排列成m×m的二值圖像，該二值圖像即為最終恢復的水印信息；k為原始水印二值圖像中0的個數。