[发明专利]基于Beamlet线特征定位的3D模型水印方法

说明书

本发明公开了一种利用顶点一环邻域面积和Beamlet线特征构造水印同步信息的三维盲水印方法，包括以下步骤：依据三维模型顶点的一环邻域面积，从小到大选出M个不重叠的一环邻域；对此M个一环邻域进行独立的切面投影，提取M条Beamlet线特征，确定M个水印位的嵌入位置；修改与Beamlet线特征相对的顶点坐标，使与其相连的两条网格边长度相等来嵌入水印信息位；水印检测不需要原始三维模型。本发明方法为空域盲水印方法，在保证水印透明性前提下，明显改善了水印方法对抗仿射变换攻击的鲁棒性；算法对抗网格简化、平滑和噪声等攻击也具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明属于数字水印方法技术领域，涉及一种基于Beamlet线特征定位的3D模型水印方法。

背景技术

三维模型用途广泛，在娱乐业、制造业等都有其身影，因此，保护三维模型的版权相当重要。数字水印作为三维模型版权保护和内容认证的有效手段，近年来得到广泛研究。由于三维模型中的点、线、面数据具有有序性，且模型易受到平移、缩放、旋转、网格简化等处理的攻击，致使水印嵌入过程中，无法利用傅里叶变换、余弦变换、小波变换等数学工具进行分析。这限制了三维模型水印技术的研究与发展，使三维模型水印方法的鲁棒性弱、抗仿射变换攻击能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Beamlet线特征定位的3D模型水印方法，对仿射变换的旋转和等比缩放等攻击具有强鲁棒性。

本发明所采用的技术方案是，基于Beamlet线特征定位的3D模型水印方法，包括以下步骤：

步骤1，嵌入水印；

步骤1.1，确定水印嵌入位置；

步骤1.1.1，计算三维模型顶点的一环邻域面积；

步骤1.1.2，依据步骤1.1.1计算的面积，从小到大取M个独立的一环邻域，并将它们投影在各自的一环邻域中心顶点的切面上，以中心顶点在切面上的投影为投影图像的坐标原点，中心顶点的切面为平面建立新坐标系；

步骤1.1.3，用8×8个像素大小的二维图像表示投影图像，提取投影图像的Beamlet线特征；

步骤1.2，嵌入二值水印序列b′；

修改一环邻域内与Beamlet线特征相对的顶点坐标，若修改Beamlet线特征左侧的顶点坐标，使与该顶点相连的两条网格边长度相等，则嵌入二值水印b′的信息位‘1’；若修改Beamlet线特征右侧的顶点坐标，使与该顶点相连的两条网格边长度相等，嵌入二值水印b′的信息位‘0’；

步骤1.3，将M个水印信息位依照步骤1.2嵌入到M个一环邻域内的相应顶点中，得到水印版三维模型；

步骤2，提取水印；

步骤2.1，确定携带水印信息位的顶点；

步骤2.1.1，计算水印版三维模型每个顶点的一环邻域面积；

步骤2.1.2，依据步骤2.1.1计算的面积，从小到大取M个独立的一环邻域，并将它们投影在各自的一环邻域中心顶点的切面上，中心顶点在切面上的投影为投影图像的坐标原点；

步骤2.1.3，用8×8个像素大小的二维图像表示投影图像，提取投影图像的Beamlet线特征；

步骤2.2，提取二值水印序列b″；

步骤2.2.1确定顶点携带的水印信息位：

若Beamlet线特征左侧顶点的两条相连网格边长度相等，则携带水印信息位‘1’；

若Beamlet线特征右侧顶点的两条相连网格边长度相等，则携带水印信息位‘0’；