[发明专利]基于Schur分解的三维模型盲数字水印算法

说明书

本发明提供了一种基于Schur分解的三维模型盲数字水印算法，用于在三维模型中嵌入水印图像以及提取水印图像的提取图像具有这样的特征，包括以下步骤：步骤S1，将水印图像进行双随机相位光全息加密得到加密图像；步骤S2，对三维模型进行预处理得到几何特征矩阵R'；步骤S3，对几何特征矩阵R'进行Schur分解并嵌入加密图像得到处理模型，该处理模型作为待测模型；步骤S4，对待测模型进行水印提取得到提取图像。本算法具有很强的抗顶点重排攻击能力、很强的抗旋转能力、很强的抗平移能力、很强的抗缩放能力、较强的抗噪能力以及较强的抗裁剪能力，鲁棒性非常好；此外，本算法不易被解密仿制。

技术领域

本发明涉及一种基于Schur分解的三维模型盲数字水印算法，属于三维模型数字水印领域。

背景技术

近年来，随着计算机处理能力的提高，三维模型作为一种新的媒体数据，在计算机辅助设计、计算机图形学、虚拟现实到文物考古、医学可视化、影视游戏等众多领域得到了广泛应用。与传统的媒体数据—文字、音频、图像—相比，三维模型的获取、加工处理更加复杂，投入的人力、物力和财力更多，凝聚了更多的智力因素，具有更高的价值。因此面对人类社会的数字化进程、在网络交流日益普及和电子商务逐渐启动的今天，如何对三维模型进行有效保护变得势在必行。

其中三维模型数字水印是对三维模型进行有效保护的一种重要手段，它的研究不仅可在信息交流中防止侵权、在打击盗版方面发挥着重要的作用，而且对于规范数字化市场、促进人类信息产业健康持续的发展也具有极为重要的意义。

在公开出版的文献中，国内学者对数字水印的研究多集中于图像水印，而对3D网格数字水印的研究还处于起步阶段。其中，有代表性的成果有：2002年，浙江大学CADCG国家重点实验室的周昕等提出的一种基于平面参数化和小波变换的网格水印算法，该算法利用边折叠网格简化及其在这一过程中产生的其他信息，通过平面参数化方法将原始3D网格转化为平面矩形域上的二维网格，然后采用基于小波变换的方法嵌入水印。2009年，清华大学王瑀屏等人提出了一种基于积分不变量的空域半脆弱盲水印算法，该算法虽然可以抵抗顶点乱序、RST变换、轻微噪声等攻击，但易造成原始三维模型的整体变形。此外，上述现有的三维网格数字水印算法都存在着易被解密仿制无法进行准确地防伪认证的突出问题。

光波是一种简谐电磁波，有振幅、频率、波矢、初相位和偏振方向等五个不同的特征量，具有很强的信息携带能力，因而基于光学信息处理技术的加密防伪研究也受到国内外学者的广泛重视。其中最典型的就是2000年Takai等人提出的正实图像全息水印技和印度理工学院的Unnikrishnan等人在2000年提出的基于分数傅里叶域的双随机加密技术。前者的算法水印没有安全性，而且鲁棒性差不能抵抗一般的低通滤波和JPEG压缩等常用操作；而后者所提出的双随机相位加密技术其安全性也在不高，主要是由于加密过程的线性处理。

总之，现有的三维模型数字水印技术普遍存在鲁棒性差、易被解密仿制的缺点。

发明内容

本发明是为了解决三维模型数字水印技术鲁棒性差、易被解密仿制的问题而进行的，目的在于提供一种基于Schur分解的三维模型盲数字水印算法。