[发明专利]一种基于小波域粒子群的三维模型水印嵌入方法

说明书

本发明公开了一种基于小波域粒子群的三维模型水印嵌入方法，涉及多媒体数据处理保护技术领域，对三维模型进行降维，获得降维后的三维模型的特征点，结合特征点生成矩阵，将水印嵌入矩阵的中频区域，并调整嵌入深度，得到包含水印的三维模型，对含有水印图像的三维模型进行鲁棒性计算评价，确定三维模型的水印信息。通过本发明的技术方案使嵌入的水印可以抵抗平移、旋转和缩放的几何攻击，并且利用多小波嵌入水印，根据质量的大小自适应选择中频嵌入水印，提供了一种确保医学数据完整、安全的鲁棒水印方法。

技术领域

本发明涉及多媒体数据处理保护技术领域，具体而言涉及一种基于小波域粒子群的三维模型水印嵌入方法。

背景技术

随着科技的进步以及网络技术的快速发展，数字化的医疗数据存储使得远程医疗诊断成为可能。在远程医疗诊断系统中，2D图像正在被更直观具体的3D模型所取代，3D模型作为最直接权威的医疗凭证起着关键的作用，医生通过旋转缩放模型能够更清晰的判断病灶区域所在，因此它的准确性直接影响着医生对病情的诊断。然而在当前错综复杂的网络时代，医疗数据在传输以及存储的过程中，即使是很小程度的失真，也有可能会影响医生对患者病情的诊断，从而造成严重的后果。

数字水印作为一种新的信息隐藏技术，将水印信息嵌入到数字媒体中实现对原始载体图像的保护，通过一定的水印算法，将水印信息嵌入到医学数据中，防止在传输和存储过程中被篡改，保护医生、患者的合法权益，为了防止不法分子获取利益或别有用心的人进行伪造或篡改，如何确保医学数据的完整性、准确性和安全性是当前医疗机构所面临的关键问题，但是在现有的数字水印嵌入技术中，水印的嵌入过程通常会给三维模型造成较大的改变，影响三维模型的原有结构，导致三维模型中数据缺失，降低了三维模型的可见效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于小波域粒子群的三维模型水印嵌入方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于小波域粒子群的三维模型水印嵌入方法，包括以下步骤：

步骤A、对三维模型进行降维，将三维模型经过主成分分析，根据主成分方向得到降维后的三维模型，进而获得降维后的三维模型的特征点，随后进入步骤B；

步骤B、针对降维后的三维模型，结合三维模型的特征点生成矩阵，利用多小波方法对矩阵进行预处理操作，将水印嵌入矩阵的中频区域，并调整嵌入深度，得到包含水印的三维模型；

步骤C、针对步骤B中得到的三维模型，判断待检测三维模型中是否含有水印图像，当待检测三维模型中含有水印图像时，对水印图像和含有水印的三维模型进行鲁棒性计算评价，确定三维模型的水印信息，当三维模型中不含水印图像时，返回步骤A。

进一步地，前述的步骤A中，通过PCA分析方法对三维模型进行降维，获得降维后的三维模型，包括以下步骤：

步骤A11、获得三维模型中各个顶点的顶点坐标，根据顶点坐标通过以下公式(1)得到三维模型的几何中心：

式(1)中，v_p为三维模型的几何中心，三维模型中的n个顶点坐标组成的顶点坐标集为V＝{v_i|v_i＝(x_i,y_i,z_i),i＝1,2,…,n}，其中，v_i为顶点，(x_i,y_i,z_i)为顶点v_i对应的坐标；

步骤A12、平移三维模型，使三维模型的中心点与坐标系原点重合，通过公式(2)得到三维模型顶点的协方差矩阵C_v：

式(2)中，C_v为对称实矩阵，T为转置矩阵；