[发明专利]一种可逆的三维模型可见水印嵌入方法

说明书

一种可逆的三维模型可见水印嵌入方法属于水印嵌入领域，该方法内容主要包括：一.水印嵌入部分：1.1获取水印信息，1.2选取平滑区域，1.3将平滑区域投影到二维平面，1.4将水印数组与二维平滑区域对齐，1.5细分网格以嵌入水印；二.逆过程:2.1找到嵌入水印的平滑区域，2.2找到嵌入水印时新增的顶点和一分为多的三角面片，2.3删除新增的顶点和将一分为多的三角面片组合为一，本发明提出的可逆的可见水印嵌入方法用于对三维模型文件的标识版权和数据保护，对原始模型修改较少，并且可以将嵌入水印的模型恢复到原始模型，本发明可以在三维模型文件上嵌入汉字、英文字母、数字、图形标志等多种水印信息，具有一定的鲁棒性。

技术领域

本发明属于水印嵌入技术领域，特别是涉及一种可逆的三维模型可见水印嵌入方法。

背景技术

随着数字多媒体技术的广泛应用和3D打印的流行，人们可以更加方便的使用模型文件来打印物体。但与此同时，不法分子对三维网格模型的复制和篡改也变得更加容易。所以，三维模型文件的版权保护成为了一个热点问题。

数字水印按其透明性，可以分为可见水印与不可见水印。不可见水印利用数字水印技术将水印信息嵌入到原始数据中，且肉眼无法观察到模型中的水印信息。它不影响原始数据的外观。可见水印指的是嵌入水印信息后，观察者可以在原始数据中感知到所嵌入的水印信息。

近年来，三维模型被广泛应用于动画设计、文物重建、机械设计、制造工业等领域中。作为一种重要的数字产品，其版权保护问题也引起了人们的广泛关注。Ohbuchi等人在ACM国际会议上第一次提出三维模型数字水印的概念，设计了利用三角形相似四元组、四面体体积比的不可见水印算法以及网格加密的可见水印算法。按照水印嵌入域的不同，可以分为空域水印与频域水印。空域水印算法是直接修改三维模型的顶点位置，频域的三维模型水印算法是对三维模型的几何信息进行频域变换，再对系数进行水印嵌入。

目前，三维模型的不可见水印算法已得到广泛研究，可见水印算法也有少量问世。但可逆的三维模型可见水印算法还没有出现。可逆的意思是，将嵌入水印的模型恢复到原始模型。相对于不可见水印，可见水印是有目的地使观察者感知到所嵌入的水印信息，适用于标识版权，防止非法使用受保护的数据等。例如，在模型上嵌入公司标志或一些有用信息可以明显地标识模型的归属。陆尘等人提出了一种可见水印算法，但只给出了嵌入几个简单的英文字符的可见水印效果，比如“WM”这两个简单字符。该算法未能给出绘制水印信息的办法。安新辰等人提出的可见水印算法可以嵌入汉字、英文字符和数字，但嵌入过程相对复杂，不仅需要细分网格，还需要对细分后的网格进行裁剪。获取的水印含有矢量信息，需要处理的内容较多，过程较复杂。而本发明的优势在于不仅可以嵌入汉字、英文字符和数字，还可以嵌入图样和标志，嵌入水印时对模型的改动较少，具有一定的鲁棒性，同时可以将嵌入水印的模型无损的恢复到原始模型。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，旨在提供一种可逆的三维模型可见水印嵌入方法。该方法能够实现嵌入水印后的网格模型的无损恢复。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可逆的三维模型可见水印嵌入方法，包括水印嵌入过程和逆过程-恢复到原始模型:

一、水印嵌入过程，具体操作步骤如下：

1.1、获取水印信息的二维数组：将二维数组记为W＝[(a,b),c]，(a,b)代表二维数组的行与列的下标，c代表数组里该位置的数值0或1；

1.2、选取平滑区域：为了保证嵌入的水印的视觉效果，水印嵌入的位置最好选在三维模型的平滑区域。