[发明专利]一种基于特征保持失真模型的3D网格隐写方法

说明书

本发明公开了一种基于特征保持失真模型的3D网格隐写方法，首先，构造隐写嵌入域：将3D网格模型的顶点坐标转换至小数形式，继而转换至整数对应的比特形式；其次，构建适合3D网格隐写的受限有效载荷最优嵌入问题，得到最优嵌入分布；然后，利用最优隐写分析器NVT+的三个隐写分析性能最好的子模型构造出加性特征保持失真模型；最后，基于多层校验格码的多元隐写嵌入算法，实现数据嵌入。本发明可以削弱嵌入变化引起的影响，降低现代3D隐写分析器的检测精度；利用校验格码的自适应3D网格隐写术可用于嵌入更高的有效载荷；且可以提高3D网格隐写术的安全性。

技术领域

本发明属于3D网格模型隐写领域，具体涉及一种基于特征保持失真模型的3D网格隐写方法。

背景技术

隐写术是一门将机密信息以不可察觉的方式隐藏在不易被怀疑的物体中的艺术和科学，与数字水印不同，隐写术是为对抗隐写分析的隐蔽通信而诞生的。随着互联网的发展和数字媒体应用的不断迭代更新，信息传输条件不断改善，隐写载体的选择也日益多样化。然而，大多数隐写算法只考虑图像、视频和文本作为隐写载体，而用于3D模型的算法相对较少。近年来，由于3D扫描技术的进步，自然物体3D模型的获取更加方便，3D应用在医疗、视频游戏、动画电影、建筑等领域得到广泛应用。因此，3D模型似乎成为隐藏数字内容的理想载体。据我们所知，3D模型通常以三种方式渲染：点云、网格和体素。在3D隐写术中，网格是数据隐藏的首选，因为它们可以通过对顶点(几何)、连通性(拓扑)和数据表示的一系列难以察觉的修改来提供更多的嵌入可能性，现有3D网格隐写术的主流都是基于这些关于难以察觉的几何修改。现有的3D网格隐写术大致可以分为四类：基于量化索引调制的隐写术,最低有效位隐写术,置换隐写术以及基于变换域的隐写术。

传统3D隐写算法并非自适应隐写且3D隐写算法设计者在追求高容量嵌入时并未考虑其算法抗隐写分析能力，因此这类隐写算法不能有效抵抗现代3D隐写分析者的攻击。现有的自适应3D隐写术包含大量非自适应数据嵌入操作，因此隐写安全性能较低。

发明内容

发明目的：本发明提出一种完全自适应的且具有较高隐写安全性能的3D网格隐写分析方法，可以削弱嵌入变化引起的影响，从而降低现代3D隐写分析器的检测精度。

技术方案：本发明所述的一种基于特征保持失真模型的3D网格隐写方法，具体包括以下步骤：

(1)构造隐写嵌入域：将3D网格模型的顶点坐标转换至小数形式，继而转换至整数对应的比特形式；

(2)构建适合3D网格隐写的受限有效载荷最优嵌入问题，得到最优嵌入分布；

(3)利用最优隐写分析器NVT+的三个隐写分析性能最好的子模型构造出加性特征保持失真模型；

(4)基于多层校验格码的多元隐写嵌入算法，实现数据嵌入。

进一步地，所述步骤(1)实现过程如下：

(11)给定顶点集合v_i＝{v_i，x，v_i，y，v_i，z}，将小数形式表示的3D网格模型的顶点坐标转换至整数形式其中：

其中，k为预先设置的参数；

(12)将整数形式的坐标转换至比特形式B_i，j：

其中，表示整数的第l个最低有效比特位，h满足

(13)原来值为连续的顶点坐标离散化并规定3D网格模型坐标顶点变化范围：

进一步地，所述步骤(2)实现过程如下：