[發(fā)明專利]一種幾何造型數(shù)字水印的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410552916.8
• 申請(qǐng)日: 2014-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104318506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅笑南;林淑金;周薇薇;石曉紅;林謀廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種幾何造型數(shù)字水印的方法，其特征在于，包括如下步驟：

采用細(xì)分曲面水印算法對(duì)幾何造型嵌入水印，利用數(shù)學(xué)中的極限概念，對(duì)任意形狀的幾何造型構(gòu)造出光滑的極限逼近效果圖；

產(chǎn)生原始的幾何造型逼近模型后，在模型內(nèi)添加水印的弱信號(hào)后，再和原始作品相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，進(jìn)行幾何校準(zhǔn)后把對(duì)產(chǎn)品精度的影響降低到最小，由此達(dá)到嵌入幾何造型數(shù)字水印的效果。

2.如權(quán)利要求1所述的幾何造型數(shù)字水印的方法，其特征在于，所述采用細(xì)分曲面水印算法對(duì)幾何造型嵌入水印包括：

采用改進(jìn)的Butterfly細(xì)分模式-蝶型算法進(jìn)行細(xì)分曲面的構(gòu)造，改進(jìn)后的蝶型算法中對(duì)奇異點(diǎn)有特殊的處理，可以保證在奇異點(diǎn)周圍是光滑的。

3.如權(quán)利要求2所述的幾何造型數(shù)字水印的方法，其特征在于，所述方法還包括：水印的嵌入步驟：

假設(shè)原始模型為M₀，將M₀不斷地迭代細(xì)分得到網(wǎng)格M＝{V，C}，V是頂點(diǎn)集，C是邊集并且采用頂點(diǎn)表示法C＝{{i_k，j_k}}，k＝0，…，m-1，0≤i_k，j_k≤N-1，{i_k，j_k}是第i_k個(gè)頂點(diǎn)和第j_k個(gè)頂點(diǎn)確定的第K條邊；

將水印與偽隨機(jī)序列相作用，生成長(zhǎng)度為N_w的二進(jìn)制水印序列K＝{K_i}，i＝0，…N_w-1且-1≤K_i≤1；

計(jì)算原始模型的幾何中心坐標(biāo)然后對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行平移，計(jì)算平移后的幾何中心坐標(biāo)，記為平移后的網(wǎng)格模型記為M_t；

用隨機(jī)排列函數(shù)Permute將M_t的頂點(diǎn)進(jìn)行排序，得到頂點(diǎn)集V′；利用下面的公式，分別將頂點(diǎn)集V′由直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)成球坐標(biāo)R_t，θ_t表示；

將集合按順序取S×N_w個(gè)元素，并將其分成N_w組；每一組的作為一個(gè)嵌入單元，嵌入1位水印信息后，將每一組進(jìn)行離散傅里葉變換，得到離散傅里葉系數(shù)再將第一位水印信息利用公式XX嵌入到中，其中，a為嵌入強(qiáng)度系數(shù)；

|Rti′p|=|Rtip|+a·^(|Rtip|)Ki]]>

最后進(jìn)行逆操作步驟，用逆排序函數(shù)IPermute將步驟5得到的頂點(diǎn)集進(jìn)行逆排序，把球坐標(biāo)轉(zhuǎn)為原本的直角坐標(biāo)，即可得到含水印的頂點(diǎn)集V″，此時(shí)網(wǎng)格為M″，此時(shí)還原幾何中心點(diǎn)，平衡到原本的位置就可以得到已嵌入水印的幾何模型。

4.如權(quán)利要求3所述的幾何造型數(shù)字水印的方法，其特征在于，所述方法還包括：水印的提取步驟：

設(shè)V_i為原始模型網(wǎng)格M三次細(xì)分后的頂點(diǎn)，構(gòu)造待檢測(cè)模型M^w的頂點(diǎn)坐標(biāo)到M的頂點(diǎn)坐標(biāo)的變換矩陣H。ω，γ是指旋轉(zhuǎn)角，t_x，t_y，t_z是指平移向量，s是指縮放因子，變換矩陣H初始值為H(0，0，0，0，0，0，1)：

設(shè)網(wǎng)格距離遍歷H的參數(shù)空間后獲得當(dāng)D為最小值時(shí)，H的參數(shù)；此時(shí)，HM^w為待檢測(cè)模型M^w的對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)格M^w′。將M^w′與原始模型網(wǎng)格M進(jìn)行對(duì)比，為M^w′中的每一個(gè)頂點(diǎn)找到M中與它最接近的頂點(diǎn)；若兩個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離小于規(guī)定閾值，則兩點(diǎn)匹配；如果M^w′頂點(diǎn)總數(shù)小于M，則將沒(méi)有匹配到的頂點(diǎn)加入到M^w′中，反之則把未匹配點(diǎn)去除。

計(jì)算HM^w的重采樣網(wǎng)格利用公式XX計(jì)算得出使能量差E(v_r，v₀)最小的網(wǎng)格頂點(diǎn)集，E_dist(v_r，v₀)為兩頂點(diǎn)的歐拉距離；E_ds(v_r，v₀)為胡克定律，這里假設(shè)網(wǎng)格的邊為彈簧，以此計(jì)算彈簧勢(shì)能；C_d為固定的權(quán)值，設(shè)C_d＝10^-3；經(jīng)最小化處理即可得到

E(v_r，v₀)＝E_dist(v_r，v₀)+C_d·E_ds(v_r，v₀)

計(jì)算出原始模型網(wǎng)格M的幾何中心分別將M和進(jìn)行，平移后兩模型頂點(diǎn)集分別為

M:Vt={vti=vi-v‾}]]>

HMrw:Vtw={vtiw=viw-v‾}]]>

利用隨機(jī)排序函數(shù)Permute分別將頂點(diǎn)集V_t和重排序，得到頂點(diǎn)集V_t′和并將頂點(diǎn)從直角坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)換到球坐標(biāo)表示；

將頂點(diǎn)集V_t′和球坐標(biāo)表示的分量集合R_t′和按順序取S×N_w個(gè)元素，并將其分成N_w組；將每一組進(jìn)行離散傅里葉變換，得到離散傅里葉系數(shù)R_tlf′和計(jì)算每一組離散傅里葉系數(shù)R_tlf′和之間的差提取水印序列利用歸一化相關(guān)系數(shù)來(lái)檢驗(yàn)水印的序列和原始水印的序列相似程度：

Wld=sign(Σf=0s-1Rtlf′-Rtlfw′),l=0,1...,Nw-1]]>

NC(Wd,W)=Σl=0Nw-1WldWlΣl=0Nw-1Wl2.]]>