三維CAD模型數(shù)字水印技術研究.pdf

1、伴隨著計算機及工業(yè)設計的迅猛發(fā)展，3D模型開始被大量的生成并廣泛的使用。3D模型通常是由網(wǎng)格、NURBS或者體素進行表示。其中，網(wǎng)格模型因為其大量深入的研究而被廣泛采用。然而，網(wǎng)格模型有著其固有的缺陷，它需要存儲大量的數(shù)據(jù)且無法在數(shù)學上精確表示曲線及曲面。與網(wǎng)格不同，NURBS通過數(shù)學公式來表示3D模型。它的數(shù)據(jù)量非常小，因為曲面等在數(shù)學上僅適用少量參數(shù)即可表示。此外，NURBS的光順性也只受到硬件解析度的限制。因此，CAD系統(tǒng)由于其高

2、精度要求通常采用NURBS模型進行表示，而在拓撲上往往通過CSG及BREP等進行混合表示。
　　盡管3D模型的數(shù)量在飛速增加，但關于其上的數(shù)字水印技術的研究卻遠遠落在了后面，尤其是三維CAD模型上的數(shù)字水印技術。因此，本論文將針對以下幾個方面進行深入的討論研究:
　　基于混沌機制的半盲數(shù)字水印算法:介紹了CAD模型相關數(shù)字水印技術的研究進展，進而提出了一種基于混沌機制的半盲數(shù)字水印算法，該算法利用節(jié)點反插方法將數(shù)字水印信息分

3、組嵌入到CAD模型的各NURBS數(shù)據(jù)的節(jié)點向量中，實驗證明，該算法不僅能夠嚴格保持原始CAD模型的幾何形狀，水印提取過程不需要原始模型的參與，而且對仿射變換及節(jié)點插入節(jié)點刪除升階等攻擊具有很強的魯棒性。
　　三維CAD模型上的零水印機制:CAD模型對于嚴格保持幾何形狀有著苛刻的要求，而現(xiàn)階段CAD模型數(shù)字水印技術的研究尚不成熟，為避免模型功能失效，多數(shù)情況下水印只能以很低的強度嵌入，從而降低了水印的魯棒性。為解決水印算法中水印魯棒

4、性與透明性之間的矛盾，引入了零水印的概念，在不對原始模型進行任何改動的前提下，利用其重要特征構造水印，再將水印在IPR信息數(shù)據(jù)庫注冊實現(xiàn)版權保護，并詳細闡述了基于時間戳機制的零水印算法在CAD模型上的應用。
　　基于脆弱水印的CAD模型認證技術研究:與用于版權保護的魯棒水印不同，脆弱水印主要用于數(shù)字產品的內容認證及篡改檢測，即通過對模型的水印提取及檢測，判斷出模型是否被篡改，并在判定被篡改時指出篡改的具體位置。接著詳細闡述了基于C

5、SG及BREP結構的CAD模型上的脆弱水印算法，該算法通過在CSG樹中插入控制節(jié)點的方法嵌入水印信息，該算法能夠很好的完成脆弱水印的內容認證及篡改檢測功能，檢測過程不需要先驗知識，且嚴格保持CAD模型的幾何形狀。
　　CAD模型上的多重水印策略研究:詳細討論了多種CAD模型上的多重數(shù)字水印策略。從時間戳機制、自恢復技術、動態(tài)多重水印方案等三方面進行了詳細闡述。其中時間戳機制主要用于解決數(shù)字產品中含有多個不同版權水印信息時的版權糾紛