[发明专利]基于图像的三维网格模型盲水印方法

摘要

本发明涉及一种基于图像的三维网格模型盲水印方法。现有方法稳定性不好。本发明方法包括嵌入水印方法和提取水印方法，其中嵌入水印方法利用Fourier加法性质将水印间接嵌入网格模型顶点坐标上，即先将水印嵌入一个稳定图像中，然后将嵌入水印后的图像和原始图像进行比较得到水印信息，最后将水印信息嵌入网格模型顶点坐标上得到嵌入水印的三维网格模型。本发明方法提取水印不需要原始网格，不需要预处理，可以抵抗很多攻击，攻击包括加噪、光滑、增强、旋转、平移、缩放、重采样、裁剪和一些组合攻击。

主权项

1.基于图像的三维网格模型盲水印方法，包括嵌入水印方法和提取水印方法，其特征在于：嵌入水印方法的具体步骤是：步骤(1)水印编码将字符串w作为水印信息，字符串包括四种字符，每种字符是由5个0和1个1组成的一个序列，字符串w的比特流表示为w＝(w₁，w₂，...，w₂₄)，w_i∈{0.1}，i＝1，2，...，24；步骤(2)对原始网格X-坐标进行重新排序，使其成为由小到大上升排列方式得到一个新X-坐标的网格；步骤(3)将作为水印信息的字符串w嵌入到原始图像中得到含有水印信息的噪声W^*(x，y)；原始图像是灰度图像，表示为I(x，y)，尺寸为64×64，x＝1，2，…，64，y＝1，2，…，64；该步骤利用基于Fourier变换(FFT)和Log-Polar映射(LPM)产生该原始图像的几何不变量(RST)，具体步骤如下：a.对原始图像I(x，y)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵B(x，y)，x＝1，2，…，64，y＝1，2，…，64；b.选择B(x，y)的中频系数C(x，y)，中频系数C(x，y)是以原始图像I(x，y)的中心为圆心、外径r₁为52内径r₂为42的圆环范围内的系数；c.然后通过双线性插值将C(x，y)映射到log-polar坐标系统，将笛卡儿坐标系统的C(x，y)转换成log-polar坐标系统的C(ρ，θ)，x=eρ×Δρcos(θ×Δθ)y=eρ×Δρsin(θ×Δθ)---(1)]]>其中，Δρ＝15/64，Δθ＝2π/64；ρ＝1，2，…，64，θ＝1，2，…，64；d.对C(ρ，θ)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵D(i，j)，i＝1，2，…，64，j＝1，2，…，64；e.将w_i嵌入D(i，j)得到新的幅度谱矩阵D^*(i，j)，D^*((k+32)，(12+l))＝D((k+32)，(12+l))+d      (2)其中，k＝5，7，-5，-7，l＝1，2，…，6，w_i＝1时d＝10⁸，w_i＝0时d＝0；f.对D^*(i，j)分别进行反Fourier变换、反LPM变换和反Fourier变换得到嵌入水印的图像I^*(x，y)；g.用公式(3)得到水印信息W^*；W*(i,j)=(I*(i,j)-I(i,j))×(1500)---(3)]]>步骤(4)将水印信息W^*加到排序后的新的X-坐标，具体步骤如下：h.从排序后的网格M的X-坐标中每隔一个点选出一个点，总共选取4096个数值，组成64×64的矩阵A(i，j)；i.将水印信息W^*(i，j)与矩阵A(i，j)相加，得到新矩阵A^*(i，j)，将网格M中的A(i，j)替换成A^*(i，j)，得到了嵌入水印的网格M′；提取水印方法的具体步骤是：步骤(1)将待检测网格M″的X-坐标按照下式进行处理：其中，f(x)为待检测网格M″的原始X-坐标，g(x)为处理后的待检测网格M″的原始X-坐标，T为设定的阈值，f(m)为f(x)以及前后各三个点的和f(m)＝f(x-3)+f(x-2)+f(x-1)+f(x)+f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)将g(x)进行放大处理得到放大坐标f′(x)，放大函数定义如下：f′(x)＝g(x)+(f(x)-g(x))×β        (5)其中β为放大系数；步骤(2)选待检测网格M″相应的X-坐标中每隔一个点选出一个点，总共选取4096个数值，组成64×64的矩阵A′(i，j)；步骤(3)对A′(i，j)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵B′(x，y)；步骤(4)选择B′(x，y)的中频系数C′(x，y)，中频系数C′(x，y)是以B′(32，32)为圆心、外径r₁′为52内径r₂′为42的圆环范围内的系数；然后通过双线性插值将C′(x，y)映射到log-polar坐标系统，将笛卡儿坐标系统的C′(x，y)转换成log-polar坐标系统的C′(ρ，θ)，x=eρ×Δρcos(θ×Δθ)y=eρ×Δρsin(θ×Δθ)---(6)]]>其中，Δρ＝15/64，Δθ＝2π/64；ρ＝1，2，…，64，θ＝1，2，…，64；步骤(5)对C′(ρ，θ)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵D′(i，j)，i＝1，2，…，64，j＝1，2，…，64；步骤(6)将D′(i，j)中的部分值D′((k+32)，(12+l))取出组成一个序列，该序列由24个数值组成，将该序列平均分成4组，每组中最大值定为1、其余的值定为0，按照水印编码的方法恢复出相应的字符，其中k＝5，7，-5，-7，l＝1，2，…，6。