局部球坐标系下的三维盲水印嵌入和提取检测方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108335256A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201711323673.0(22)申请日2017.12.13(71)申请人深圳大学地址518060广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人彭翔王启垒何文奇刘晓利(74)专利代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312代理人王利彬(51)Int.Cl.G06T1/00(2006.01)权利要求书5页说明书10页附图7页(54)发明名称局部球坐标系下的三维盲水印嵌入和提取检测方法及装置(57)摘要本发明适用于三维数字水印领域，提供了一种局部球坐标系下的三维盲水印嵌入和提取检测方法及装置，嵌入部分为：先对待嵌入的原始水印图片进行预处理，获得待嵌入能量值和索引值，然后从待嵌入水印的三维模型中筛选出满足条件的候选顶点，并建立候选顶点的局部球坐标系，最后进行不可见性约束下的属性替换来嵌入索引信息和能量值，即完成了水印图片的嵌入过程；提取检测部分为：首先，筛选可能嵌入顶点，建立可能嵌入顶点的局部球坐标系获取球坐标值，并进行索引值和能量值提取，然后逆变换回空域得到提取的水印图片，最后将提取的水印图片与原始水印图片做相关计算来判断是否含有水印；本发明实现了三维模型可视化盲水印的不可见性嵌入及盲提取。CN108335256ACN108335256A权利要求书1/5页1.一种局部球坐标系下的三维盲水印嵌入和提取检测方法，其特征在于，所述方法包括：盲水印嵌入步骤S1和盲水印提取检测步骤S2；其中，所述盲水印嵌入步骤S1包括：步骤S11，对待嵌入的原始水印图片进行预处理，得到所述原始水印图片的水印元素的属性值(L，J，I)；其中，L为行索引编码值，J为列索引编码值，I为元素值即能量值；步骤S12，根据第一预置筛选条件从待嵌入水印的三维模型中筛选出所有满足筛选条件的候选顶点；步骤S13，对所述候选顶点建立自定义下的局部球坐标系，并确定各个所述候选顶点的球坐标值其中，θ、r作为每个满足筛选条件的候选顶点的三个属性值；步骤S14，将所述水印元素的属性值和所有满足筛选条件的候选顶点的属性值相比，查找与所述水印元素的属性值相差最小的候选顶点作为嵌入此水印元素的点，改变此候选顶点在它的球坐标系中的位置，使得它的θ值分别等于水印元素的行索引编码值L、列索引编码值J，并使得它的r值等于水印元素的元素值I，来嵌入所述水印元素的索引编码值和能量值；嵌入完毕后在所有满足筛选条件的候选顶点中剔除此候选顶点，遍历所述原始水印图片的所有水印元素进行上述操作，直到完全嵌入；其中，所述盲水印提取检测步骤S2包括：步骤S21，根据所述第一预置筛选条件从待检测的所述三维模型中筛选出所有满足筛选条件的可能嵌入顶点；步骤S22，对所述可能嵌入顶点建立自定义下的局部球坐标系，并确定各个所述可能嵌入顶点的球坐标值其中，θ、r作为每个满足筛选条件的可能嵌入顶点的三个属性值；步骤S23，结合所述可能嵌入顶点的属性值对所述三维模型中的每个满足筛选条件的所述可能嵌入顶点进行索引值和能量值提取，得到矩阵S4；步骤S24，对所述矩阵S4进行逆变换回空域，得到提取的水印图片；步骤S25，利用水印相关度计算公式计算所述提取的水印图片与所述原始水印图片的相关度，若所述相关度大于经验阈值，则证明所述三维模型含有水印。2.如权利要求1所述的三维盲水印嵌入和提取检测方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：步骤S111，利用二维离散余弦变换公式对待嵌入的原始水印图片进行二维离散余弦变换，得到所述原始水印图片的离散余弦变换域的频谱矩阵S1；所述二维离散余弦变换公式为：其中，u＝0,1,…,W1-1；v＝0,1…,W2-1；2CN108335256A权利要求书2/5页其中，所述原始水印图片的大小为W1×W2，W1代表原始水印图片的长，W2代表原始水印图片的宽，所述原始水印图片的矩阵表示为f(x,y)，所述原始水印图片记为S，S1(u,v)表示对原始水印图片的矩阵f(x,y)离散余弦变换后得到的频谱矩阵；步骤S112，提取所述频谱矩阵S1的正负系数矩阵作为恢复秘钥K1，对所述频谱矩阵S1进行绝对值化，并做归一化处理，得到矩阵S2，以所述矩阵S2的最大值作为恢复秘钥K2；步骤S113，利用置乱矩阵对所述矩阵S2进行Arnold置乱得到矩阵S3，所述置乱矩阵为：其中，a和b是设定的参数，k是迭代次数，W2是原始水印图片的宽，a、b、k、W2作为恢复秘钥K3；所述矩阵S3中的每个元素都有三个属性值(m，n，I)，其中，m为行索引值，n为列索引值，I为元素值即能量值；步骤S114，利用如下公式分别将所述矩阵S3中每个元素的属性值m、n编码成角度值，得到所述矩阵S3