[發(fā)明專利]一種基于小波域粒子群的三維模型水印嵌入方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110591597.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113255202B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小瑞;張文芳;孫偉;孫星明;夏志華;付章杰;周志立
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/27;G06T1/00;G06V10/77;G06N3/006;G06F111/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發(fā)明公開了一種基于小波域粒子群的三維模型水印嵌入方法，涉及多媒體數(shù)據(jù)處理保護技術(shù)領(lǐng)域，對三維模型進行降維，獲得降維后的三維模型的特征點，結(jié)合特征點生成矩陣，將水印嵌入矩陣的中頻區(qū)域，并調(diào)整嵌入深度，得到包含水印的三維模型，對含有水印圖像的三維模型進行魯棒性計算評價，確定三維模型的水印信息。通過本發(fā)明的技術(shù)方案使嵌入的水印可以抵抗平移、旋轉(zhuǎn)和縮放的幾何攻擊，并且利用多小波嵌入水印，根據(jù)質(zhì)量的大小自適應(yīng)選擇中頻嵌入水印，提供了一種確保醫(yī)學數(shù)據(jù)完整、安全的魯棒水印方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多媒體數(shù)據(jù)處理保護技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于小波域粒子群的三維模型水印嵌入方法。

背景技術(shù)

隨著科技的進步以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲使得遠程醫(yī)療診斷成為可能。在遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)中，2D圖像正在被更直觀具體的3D模型所取代，3D模型作為最直接權(quán)威的醫(yī)療憑證起著關(guān)鍵的作用，醫(yī)生通過旋轉(zhuǎn)縮放模型能夠更清晰的判斷病灶區(qū)域所在，因此它的準確性直接影響著醫(yī)生對病情的診斷。然而在當前錯綜復雜的網(wǎng)絡(luò)時代，醫(yī)療數(shù)據(jù)在傳輸以及存儲的過程中，即使是很小程度的失真，也有可能會影響醫(yī)生對患者病情的診斷，從而造成嚴重的后果。

數(shù)字水印作為一種新的信息隱藏技術(shù)，將水印信息嵌入到數(shù)字媒體中實現(xiàn)對原始載體圖像的保護，通過一定的水印算法，將水印信息嵌入到醫(yī)學數(shù)據(jù)中，防止在傳輸和存儲過程中被篡改，保護醫(yī)生、患者的合法權(quán)益，為了防止不法分子獲取利益或別有用心的人進行偽造或篡改，如何確保醫(yī)學數(shù)據(jù)的完整性、準確性和安全性是當前醫(yī)療機構(gòu)所面臨的關(guān)鍵問題，但是在現(xiàn)有的數(shù)字水印嵌入技術(shù)中，水印的嵌入過程通常會給三維模型造成較大的改變，影響三維模型的原有結(jié)構(gòu)，導致三維模型中數(shù)據(jù)缺失，降低了三維模型的可見效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于小波域粒子群的三維模型水印嵌入方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于小波域粒子群的三維模型水印嵌入方法，包括以下步驟：

步驟A、對三維模型進行降維，將三維模型經(jīng)過主成分分析，根據(jù)主成分方向得到降維后的三維模型，進而獲得降維后的三維模型的特征點，隨后進入步驟B；

步驟B、針對降維后的三維模型，結(jié)合三維模型的特征點生成矩陣，利用多小波方法對矩陣進行預(yù)處理操作，將水印嵌入矩陣的中頻區(qū)域，并調(diào)整嵌入深度，得到包含水印的三維模型；

步驟C、針對步驟B中得到的三維模型，判斷待檢測三維模型中是否含有水印圖像，當待檢測三維模型中含有水印圖像時，對水印圖像和含有水印的三維模型進行魯棒性計算評價，確定三維模型的水印信息，當三維模型中不含水印圖像時，返回步驟A。

進一步地，前述的步驟A中，通過PCA分析方法對三維模型進行降維，獲得降維后的三維模型，包括以下步驟：

步驟A11、獲得三維模型中各個頂點的頂點坐標，根據(jù)頂點坐標通過以下公式(1)得到三維模型的幾何中心：

式(1)中，v_p為三維模型的幾何中心，三維模型中的n個頂點坐標組成的頂點坐標集為V＝{v_i|v_i＝(x_i,y_i,z_i),i＝1,2,…,n}，其中，v_i為頂點，(x_i,y_i,z_i)為頂點v_i對應(yīng)的坐標；

步驟A12、平移三維模型，使三維模型的中心點與坐標系原點重合，通過公式(2)得到三維模型頂點的協(xié)方差矩陣C_v：

式(2)中，C_v為對稱實矩陣，T為轉(zhuǎn)置矩陣；