隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展,物體以三維數(shù)字產(chǎn)品的形式廣泛應用于多個領(lǐng)域。三維數(shù)字模型為人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大益處,但也面臨著非法復制和傳播等威脅。為了有效地保護三維數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán),三維數(shù)字水印算法應運而生。本文從魯棒性和不可見性兩個方面開展對彩色點云模型數(shù)字水印算法的研究,主要工作如下:（1）提出了離散余弦變換域三維彩色點云模型水印算法。該算法首先將彩色點云模型的頂點投影至二維平面,得到RGB彩色圖像;然后對投影圖像的坐標數(shù)組進行離散余弦變換;其次將水印嵌入到變換后的中頻系數(shù)中;最后將含水印的彩色圖像映射回點云模型,完成水印嵌入。實驗結(jié)果表明,算法不僅保證了不可見性,而且對幾何攻擊具有魯棒性,尤其是縮放、平移、旋轉(zhuǎn)攻擊,其頂點位置的變化不會影響所提取水印的質(zhì)量,可應用于魯棒性要求高的版權(quán)保護等場景。（2）提出了倒譜變換域三維彩色點云模型水印算法。該算法首先將彩色點云模型投影至二維平面,將投影得到的彩色圖像由RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間;然后將水印嵌入到人眼不敏感的色度分量Cb中;其次將含水印的二維圖像映射回三維模型;最后得到含水印的模型。實驗結(jié)果表明,算法在滿足魯棒性的前提下,具... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維模型在不同領(lǐng)域中的應用

影響三維模型的使用價值；二是人類視覺系統(tǒng)感知不到嵌入的水�。蝗侵挥型ㄟ^專用的檢測算法才能將嵌入的水印準確地提取出來。算法的研究重點是水印嵌入和水印提取，在水印嵌入前，需要確定水印的嵌入位置和設計嵌入算法，這將決定了算法的不可見性和魯棒性[37]。在實際應用中，由于含水印的三維模型可能遭受到不同類型的攻擊，則提取出的水印信息不一定完整，則需要將提取出的水印與原始水印作相關(guān)性計算，以此來客觀判斷水印提取效果，對整個算法進行全面評估，并有針對性地進行下一步研究。三維模型的數(shù)字水印算法原理如圖2.1所示。圖2.1三維模型水印算法原理圖（1）水印嵌入在水印嵌入系統(tǒng)中，輸入端為原始水英原始三維模型，輸出端為攜帶有水印信息的三維模型。其中，選擇合適的模型屬性對于水印嵌入至關(guān)重要，它不僅要保證不可見性，還要對不同類型的攻擊具有一定的魯棒性，這是數(shù)字水印算法研究的重點，亦是難點。目前，不同的研究學者提出的水印算法選擇不同的模型屬性進行水印嵌入，主流的屬性有三維模型的頂點坐標、表面曲率、拓撲關(guān)系，除此之外，還有表面法向量、頂點顏色、紋理等。（2）水印提取水印提取過程是數(shù)字水印算法中另一個重要的步驟，一般而言，它是嵌入算法的逆過程。水印提取的目的是從接收到的含水印的三維模型中提取出水印，以便通過與原始水印的比較來評價數(shù)字水印算法的優(yōu)劣。水印提取算法分為兩種：非盲提取和盲提齲非盲提取指的是在檢測時需要原始模型參與，而盲提取則不需要，本文提出的算法均是盲水印算法。

3DCT變換域三維彩色點云模型水印算法研究15圖3.1水印嵌入原理圖3.3.1水印圖像預處理當版權(quán)信息使用一幅有意義的二值圖像或灰度圖像或彩色圖像時，在提取的水印和原始水印之間將存在多個比特位錯誤，但是由于肉眼對色彩分辨率有限，就算發(fā)生多個比特位錯誤也不會過多地影響到圖像的質(zhì)量。如果錯誤的多個比特位并不是集中于某一塊區(qū)域，則視覺的影響就可以忽略不計，這就可以間接地提高數(shù)字水印算法的魯棒性，目前，置亂技術(shù)可以做到這一點。因此無論是二值圖像還是灰度圖像作為水印信號，在將其嵌入宿主圖像之前，對水印信號進行置亂處理是必要的�，F(xiàn)有大多數(shù)三維水印算法嵌入的水印是二值圖像或者灰度圖像，這導致了算法的嵌入容量受限，相比于同尺寸大小的灰度圖像，彩色水印的信息量不僅是其三倍，而且在水印提取階段，彩色水印色彩豐富，更易于識別。但同時，彩色水印算法的設計難度卻有所增加，可如今在多媒體信息迅速發(fā)展的時代，彩色的版權(quán)圖像使用越來越普遍，在現(xiàn)實中應用較為廣泛，所以本算法將彩色圖像作為水印進行嵌入。在嵌入過程之前對水印圖像進行圖像置亂，置亂矩陣選為Arnold矩陣，在嵌入時使用原矩陣，提取時利用Arnold矩陣的逆。Arnold變換是V.I.Arnold在研究環(huán)面上的自同態(tài)時提出的一種線性映射，Arnold變換的計算方式為：(x,y)(xy,x2y)(mod1)（3.4）其原意和圖像處理并沒有關(guān)系。離散Arnold變換又稱為貓臉變換（catmapping），最初是用一只貓圖片進行該變換，所以也叫貓臉變換。這種映射只是把圖像的各像素點位置進行置換，即通過將原始圖片上某一點的像素轉(zhuǎn)化到另一個點上，像素值沒有發(fā)生任何改變，只是位置發(fā)生了轉(zhuǎn)移。變換公式如式（3.5）所示：""11(mod1)12xxyy（3.5）當圖像做如上變換時，圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3275312