基于三維網(wǎng)格的可逆水印算法研究.pdf

1、可逆水印技術(shù)是指水印被提取之后，原始數(shù)據(jù)能夠完全恢復(fù)，主要應(yīng)用于對(duì)圖像的完整性和真實(shí)性要求高的領(lǐng)域，如法律仲裁、醫(yī)學(xué)、軍事等。隨著三維建模技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)格水印技術(shù)受到了普遍的關(guān)注，三維網(wǎng)格可逆水印技術(shù)也隨之興起。
　　 本文主要提出了兩種用于三維模型的可逆水印算法。一種是基于差值擴(kuò)展的可逆水印算法，算法將三維網(wǎng)格中的點(diǎn)劃分為若干不重疊的區(qū)域，計(jì)算區(qū)域內(nèi)點(diǎn)與點(diǎn)之間的位置差，通過擴(kuò)展差值嵌入水印。為進(jìn)一步減小失真，通過設(shè)定閾值，將水

2、印嵌入到差值較小的區(qū)域內(nèi)。另一種是基于預(yù)測(cè)值的可逆水印嵌入算法，將1-鄰域的中心位置作為當(dāng)前點(diǎn)的預(yù)測(cè)值，計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)與預(yù)測(cè)值的差值，通過擴(kuò)展差值嵌入水印信息。在嵌入過程中檢測(cè)點(diǎn)的曲率來進(jìn)行選擇性嵌入，無須在模型中加入地址映射信息。兩種算法本質(zhì)上都是通過擴(kuò)展差值嵌入水印信息，只是差值的獲取不同，并且都避免了地址映射信息的嵌入，以便提高有效負(fù)載率。盡管如此，兩種算法有著不同的使用價(jià)值。基于向量差值擴(kuò)展的可逆水印算法嵌入容量客觀，原因是每個(gè)嵌入

3、單元都可嵌入多個(gè)比特的水印信息。這樣是導(dǎo)致了嵌入的水印信息密度大，一旦模型受損或者受到惡意的攻擊，水印將很難提取出來，因此該算法僅僅適用于脆弱水印的嵌入和提取。在基于預(yù)測(cè)差值擴(kuò)展的可逆水印算法中，每個(gè)嵌入單元僅僅嵌入一個(gè)比特的水印信息，水印密度相對(duì)稀疏，可以抵抗一定的攻擊，即算法具備一定的魯棒性，因此該算法可用于魯棒性水印的嵌入和提取。
　　 此外，本文還對(duì)三維網(wǎng)格可逆水印的魯棒性進(jìn)行了探討和研究。在預(yù)測(cè)差值擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，選擇中

4、心距作為嵌入水印的載體，增強(qiáng)了水印算法對(duì)平移、旋轉(zhuǎn)、噪聲等無意攻擊的抵抗性。特別地，本文還討論了算法對(duì)頂點(diǎn)亂序的抵抗能力。頂點(diǎn)亂序攻擊并沒有改變對(duì)網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)做任何改動(dòng)，但卻會(huì)影響水印的正確提出，原因是水印時(shí)序的確定大多依賴于網(wǎng)格中的點(diǎn)在文件中存儲(chǔ)的序列。因此如何確定穩(wěn)健的水印時(shí)序是三維網(wǎng)格水印研究的難點(diǎn)。本文根據(jù)中心距的幾何特性，為網(wǎng)格水印確定了一種相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)序，使得算法能夠抵抗頂點(diǎn)亂序的攻擊。
　　 本文的主要貢獻(xiàn)在于將圖像