[发明专利]基于径向距离和特征点的确定点云水印方法

权利要求书

1.基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤1，计算三维点云模型中每个顶点的平均曲率，并且将模型内顶点按照平均曲率计算结果分为两部分：一部分顶点用来建立不变空间，一部分顶点作为嵌入水印的特征点；

所述步骤1中，根据平均曲率大小模型所有顶点分为两部分：C1区域表示平均曲率小于0的顶点，用于嵌入水印；C2区域表示其余顶点，用于建立不变空间；

步骤2，将模型中所有顶点坐标用新建立的不变空间的笛卡尔坐标表示，并将其所有顶点的坐标转化为球面坐标；

所述步骤2中，计算不变空间原点坐标公式如下：

其中，为模型内第i个非特征点球面坐标，为模型非特征点个数；

计算分环公式如下：

for 1≤n≤N；0≤j≤G_n (3)

其中G_n是第n个环中的顶点个数，r_n,j是第n个球环中的第j个顶点；步骤3，根据嵌入水印比特位个数，将转化好坐标的三维点云模型按照顶点径向距离进行等间距圆环划分操作；每一个圆环内将嵌入一个水印比特位，并且按照落入圆环内的特征点数来控制嵌入同一水印比特位的次数；

步骤4，将特征点的径向距离归一化到[0，1]范围，方便操作和计算；

步骤5，根据直方图映射函数按照此位置嵌入的二值水印比特内容来调整特征点的径向距离，完成各个圆环的水印嵌入；

所述步骤5中，直方图映射公式如下：

其中为调整后的径向距离值，为归一化后的径向距离值，α为参数；

步骤6，将嵌入水印后已调整径向距离的特征点反归一化为原始径向距离范围，并将球面坐标转化为笛卡尔坐标；

步骤7，将嵌入水印后的顶点与未嵌入水印的顶点进行重构得到完整的嵌入水印后图像。

2.根据权利要求1所述的基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，所述步骤2中坐标转化公式如下：

其中M(x_c，y_c，z_c)表示模型中心点在笛卡尔坐标系中的坐标，A_i(x_i，y_i，z_i)表示第i个顶点的笛卡尔坐标；r_i表示第i个顶点在球面坐标中距离中心点的径向距离，θ_i是顶点A_i到模型中心点的线段与正Z轴之间的夹角，为A_i在水平面的投影点到模型中心点的线段与正X轴的夹角。

3.根据权利要求1所述的基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，所述步骤4中，特征点归一化公式如下：

其中为第n个球环内第j个特征点归一化后的径向距离值，和为第n个球环内最大和最小特征点的径向距离值。

4.根据权利要求1所述的基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，所述步骤6中，特征点反归一化公式和球面坐标转化为笛卡尔坐标公式分别为下式(6)和(7)：

为第n个球环内第j个特征点反归一化后的径向距离值，

表示由球面坐标反变换的第i个顶点的笛卡尔坐标；表示第i个顶点调整后的径向距离。

5.根据权利要求4所述的基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，所述步骤3中，分环个数为嵌入水印比特位大小，即16位。

6.根据权利要求1所述的基于径向距离和特征点的确定点云水印方法，其特征在于，所述步骤5中利用直方图映射公式调整径向距离，若参数α减小则特征点径向距离变大，均值变大，即嵌入水印位1；相反，若α增大则特征点径向距离变小，均值变小，即嵌入水印位0。