[发明专利]一种基于数字指纹技术的三维模型版权保护方法

摘要

本发明公开了一种基于数字指纹技术的三维模型版权保护方法。以三维网格模型的重心为原点建立球面坐标系得到每个顶点的球面坐标，对球面坐标的经纬角数据聚类，得到三维网格模型分块特征矩阵；将该分块特征矩阵进行离散小波变换得到低频系数，对低频系数作奇异值分解，同时对指纹信息做数字全息变换后置乱，并将置乱的信息进行奇异值分解，将得到的奇异值加性嵌入到分块特征矩阵的奇异值上，作相应的逆变换得到含指纹信息的分块特征矩阵；计算各块内顶点半径平均值的偏差，调整各个顶点的半径，得到含有指纹信息的三维网格模型。本方法克服了三维模型数字指纹嵌入的鲁棒性与不可见性之间的矛盾，并实现对非法盗版源的有效追踪。

主权项

一种三维模型版权保护方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将三维网格模型的几何重心移到笛卡尔坐标系的原点，建立球面坐标系，计算各个顶点的半径r₁,r₂,…,r_i,…,r_N、经度角θ₁,θ₂,…，θ_i,…,θ_N、纬度角φ₁,φ₂,…，φ_i,…,φ_N和高斯曲率ρ₁,ρ₂,…，ρ_i,…,ρ_N，其中，N为顶点总数，i为不大于N的正整数；(2)根据待嵌入的数字指纹信息的长度n，确定聚类的分类数c，使得c≥4n，利用三维网格模型各个顶点的经度角θ₁,θ₂,…，θ_i,…,θ_N和纬度角φ₁,φ₂,…，φ_i,…,φ_N形成经纬坐标，构成经纬角数据集合U＝{(θ₁,φ₁),(θ₂,φ₂),...,(θ_i,φ_i),...,(θ_N,φ_N)}，根据聚类分析方法将经纬角数据集合U分为c类，得到三维网格模型对应的c个分块的集合V＝{V₁,V₂,...,V_k,...,V_c}，其中，k为不大于c的正整数；(3)计算每个分块内顶点半径的平均值和方差σ₁,σ₂,…,σ_k,…,σ_c，选取方差较大的前4n个分块的顶点半径的平均值，以任一方式排列构成原始分块特征矩阵R₁；(4)对原始分块特征矩阵R₁作二维离散小波变换得到低频系数，并对低频系数作奇异值分解，得到原始分块特征矩阵R₁的奇异值S₁；对用户的数字指纹信息作数字全息变换并对变换结果置乱，将置乱的信息作奇异值分解，得到数字指纹信息的奇异值S₂；(5)将数字指纹信息的奇异值S₂以加性嵌入的方法嵌入到原始分块特征矩阵R₁的奇异值S₁上，得到新的奇异值S₃＝S₁+α·S₂，其中，α为嵌入强度，将新的奇异值S₃分别作上述奇异值分解及离散小波变换的相应逆变换，得到含数字指纹信息的分块特征矩阵R₂；(6)由含数字指纹信息的分块特征矩阵R₂和原始分块特征矩阵R₁计算得到方差较大的前4n个分块内顶点半径的平均值的偏差Δr₁,Δr₂,…,Δr_j,…,Δr_4n，进一步利用顶点半径的方差σ₁,σ₂,…,σ_k,…,σ_c和每个顶点的高斯曲率ρ₁,ρ₂,…,ρ_i,…,ρ_N，调整各分块内各个顶点的半径；(7)根据调整后的各顶点的半径得到相应顶点的坐标值，从而得到含有数字指纹信息的三维网格模型；(8)从待检测的盗版三维网格模型中提取数字指纹信息，计算提取出的数字指纹与分发给各个用户的数字指纹之间的相关度R，然后根据相关度R比较判断待检测的盗版三维网络模型的非法盗版源。