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基于三维模型数字水印算法研究

作　者: 卜雪娜
导　师: 林克正
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数字水印版权保护三维模型矢量拉普拉斯矩阵分解
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

随着数字媒体信息处理技术的发展和应用领域的拓展,作者的版权保护问题变得越来越重要。数字水印技术是解决这个问题的一个很好的方法。由于三维模型数据日益成为流行的多媒体数据类型,用于互联网上数据的交换和可视化,三维模型数字水印技术将用于解决随之而来增长的版权问题。本文首先介绍了研究三维模型数字水印技术的目的,及对版权保护的重要意义,并且概述了目前国内外对三维模型数字水印的研究状况。接着介绍了三维模型的建模方法和数据表示,三维模型数字水印技术的基本框架,基本特性,在研究过程中遇到的难题,三维模型数字水印技术的性能评估和攻击方法,最后对三维模型数字水印算法的分类进行了简介。在以国内外先进的三维模型数字水印技术的参考背景下,本文提出一种基于块矢量的三维网格模型数字水印改进算法。对三维网格模型进行分块,用块质心集替代原模型质心,构造模型块曲面的基本几何单元,视觉系统产生最小代价的基础上,调整块质心来嵌入单位水印信息,从而改变顶点位置使水印信息遍布整个模型。该算法对噪声、简化、仿射变换等不同的攻击特别是剪切攻击具有较好的鲁棒性。此外还提出一种基于拉普拉斯矩阵的三维模型数字水印改进算法,根据三维模型顶点的链接关系,构造拉普拉斯矩阵,然后进行频谱分析,在此基础上调整频谱系数,从而将水印信息嵌入到三维模型中,水印信息在嵌入模型之前利用扩频原理进行了预处理,从而增加了水印对随机噪声攻击的鲁棒性。最后,用图像水印信息替代简单的水印信号量信息,基于位分解原理对灰度图像进行了预处理。实验结果表明该算法可抵抗如仿射变换、顶点坐标的随机噪声、网络平滑(网格的低通滤波)等不同的攻击,但对剪切攻击抵抗能力差。因此,结合两种算法的原理,提出一种基于块矢量拉普拉斯矩阵的算法,对灰度水印图像进行置换预处理,从而在原有的对网格攻击的基础上又互补了彼此没有的抵抗性,较大地提高了算法的鲁棒性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题来源  10
  1.2 研究目的及意义  10-11
  1.3 三维数字水印国内外研究现状  11-13
  1.4 论文主要的研究工作和组织结构  13-15
第2章三维模型数字水印技术的基本理论  15-25
  2.1 三维模型数字水印基础  15-19
    2.1.1 三维模型的建模方法和数据表示方法  15-16
    2.1.2 三维模型数字水印的基本框架  16-17
    2.1.3 三维模型数字水印的基本特性  17-19
  2.2 三维模型数字水印技术的难点  19-20
  2.3 三维模型数字水印技术的性能评估  20-22
  2.4 三维模型数字水印算法的攻击方法  22-23
  2.5 三维模型数字水印算法的分类  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章基于块矢量的三维模型水印  25-37
  3.1 算法原理  26
  3.2 水印信息的嵌入  26-31
    3.2.1 原始模型分块  26-27
    3.2.2 构造一致的曲面块的法向量  27-28
    3.2.3 构造确定嵌入信息的基本几何单元Bin  28
    3.2.4 Bin 法向量的映射变换  28-29
    3.2.5 水印的嵌入  29-31
  3.3 水印信息的提取  31
  3.4 实验结果与分析  31-35
  3.5 本章小结  35-37
第4章基于拉普拉斯矩阵的三维模型水印  37-51
  4.1 三维模型的频谱分析  37-40
    4.1.1 拉普拉斯矩阵的定义  37-38
    4.1.2 拉普拉斯矩阵的选取  38-40
  4.2 水印的嵌入  40-41
  4.3 水印的提取  41-42
  4.4 灰度图像信息的预处理  42-43
  4.5 实验结果及分析  43-49
    4.5.1 不可见性检测  45
    4.5.2 鲁棒性检测  45-49
  4.6 本章小结  49-51
第5章基于块矢量拉普拉斯矩阵的三维模型水印  51-61
  5.1 水印嵌入  51-55
    5.1.1 三维网格模型划分和选取  51-52
    5.1.2 水印的预处理  52-54
    5.1.3 水印嵌入  54-55
  5.2 水印提取  55
  5.3 实验结果及分析  55-60
    5.3.1 不可见性检测  55-56
    5.3.2 鲁棒性检测  56-57
    5.3.3 算法的比较  57-60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68

基于三维模型数字水印算法研究

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