[发明专利]基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法

权利要求书

1.一种基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于步骤如下：

(1)首先通过主成分分析PCA对三维模型进行预处理，得到模型唯一的姿态朝向的三维模型；

(2)然后对所述的三维模型进行Octree剖分得到Octree结构和编码数据；

(3)嵌入水印，选择层次Octree的底层节点中的单非空节点进行水印嵌入；

(4)构造零水印；

(5)进行水印的提取和检测，包括二值图水印的提取以及零水印相似性的检测。

2.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(1)的通过主成分分析PCA对三维模型进行预处理，得到模型唯一的姿态朝向的三维模型的方法为：将原始三维网格模型的中心和笛卡尔坐标系原点对齐，求解模型顶点坐标的协方差矩阵，对得到的3个特征值进行降序排列，得到相应的3个特征向量，分别使3个特征向量与Z，X，Y轴对齐，从而得到模型唯一的姿态朝向。

3.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的Octree剖分和编码方法为：以坐标轴原点为中心，最大顶点中心距为尺寸对预处理后的三维网格模型进行Octree轴向均匀剖分，根据Octree压缩编码方法将Octree层数定为12，对Octree的最底层节点中的单非空节点进行编码。

4.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(3)中选择层次Octree的底层节点中的单非空节点进行水印嵌入的方法为：根据编码数据的特点，选择有标识意义的大容量二值图作为水印信息进行嵌入，对二值图进行行序置乱，得到密钥和置乱后的二值图数据。密钥在提取水印时使用，将置乱后的二值图数据以3个bit为嵌入单位，替换Octree的最底层节点编码。

5.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(4)中构造零水印的方法：选取层次Octree的第6层进行零水印的构造，并注册到第三方公正中心，具体为：

(1)初始化零水印数组M，M长度为86，元素全置0；

(2)将第6层的节点入队，得到nodeQueue＝{node₁，node₂，...，node_k}，k是第6层节点总数；

(3)依次填充数组M，依次从nodeQueue中取出节点node_i，得到node_i的位置nodePosition_i，并将M[nodePosition_i]置为1；

(4)重复步骤(3)，直到nodeQueue为空；

(5)为构造出的零水印注册到第三方公正中心。

6.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(5)中二值图水印的提取方法为：

(1)将层次Octree的底层单非空节点加入节点队列nodeQueue＝{node₁，node₂，...，node_k}，k是单非空节点总数；

(2)从nodeQueue中取出一个节点node_i，得到node_i的3个bit的编码信息m₁m₂m₃，按照密钥中包含的水印图像大小和置乱的行序索引信息对二值图进行填充；

(3)重复步骤(2)直到二值图被填充满为止，最后得到二值图。

7.根据权利要求1所述的基于Octree编码的三维网格数字盲水印方法，其特征在于：所述的步骤(5)中零水印相似性的检测

(1)初始化equal＝0，sum＝0；

(2)遍历M和M′，进行如下判断：

若M′[i]＝1且M[i]＝1，则对equal加1，sum加1；

若M′[i]＝1而M[i]＝0或M′[i]＝0而M[i]＝1，则sum加1.

(3)遍历结束后，得到float λ＝equal/sum，

上述中M是第三方公证处注册的原始模型零水印数组，M′是待检测网格模型的零水印数组。Sum为比较编码总数，equal是相同的编码总数，λ是零水印相关度。