專利名稱：具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法及其提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻圖像信息安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法及其提取方法。
背景技術(shù)：
近年來，國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)字水印的成果日益增加。自從1997年日本人Ohbuchi第一次提出三維模型水印技術(shù)以來，三維模型數(shù)字水印技術(shù)的研究得到了很大發(fā)展。然而，目前大多數(shù)論文都是關(guān)于魯棒性數(shù)字水印的，只有少數(shù)成果是關(guān)于3D模型完整性驗(yàn)證方面的脆弱水印算法，實(shí)際上，第一篇3D模型完整性驗(yàn)證方面的脆弱水印算法是Yeo和Yeung提 出的。Fornaro和Sanna借鑒2D脆弱水印的方法提出了 CSG模型的3D公鑰脆弱水印算法。由于進(jìn)行Hash處理的水印信息和存儲(chǔ)Hash函數(shù)值的信息位都只有一位，這導(dǎo)致了一些成果中用到的Hash函數(shù)只能是Ii(Wi) =W^h(Wi) = 0. Swi等一些簡(jiǎn)單的Hash函數(shù)，對(duì)這些簡(jiǎn)單的Hash函數(shù)很容易就能夠猜出他們的Hash值，很容易對(duì)他們實(shí)施攻擊。如果能夠?qū)⒁幚淼乃⌒畔磯K來進(jìn)行Hash處理，對(duì)得到的Hash值也按塊進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)利用MD5等一些安全性高的Hash算法就可以更有效的抵抗攻擊。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種隱蔽性能好、可靠性高、同時(shí)具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法及其提取方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法，包括二值水印圖像的嵌入，其包括以下步驟I)對(duì)原始二值水印圖像進(jìn)行分塊處理，同時(shí)對(duì)每個(gè)分塊圖像采用相同的置亂模板進(jìn)行置亂，且重復(fù)n次排列，得到置亂后的二值水印圖像W = (W1, W2,, wn)，所述置亂為將圖像的信息次序打亂，將a像素移動(dòng)到b像素的位置上，b像素移動(dòng)到c像素的位置上……使其變換成雜亂無章難以辨認(rèn)的圖像，同時(shí)選定待嵌入水印圖像的三維模型的網(wǎng)格圖像M (V，C)，其中V是三維模型的網(wǎng)格圖像M中頂點(diǎn)的集合，C是三維模型的網(wǎng)格圖像M中頂點(diǎn)的連接關(guān)系；2)隨機(jī)選定V中的頂點(diǎn)V(X1, x2，X3)用以嵌入水印圖像，并將選定嵌入水印圖像的頂點(diǎn)以及和其相鄰的頂點(diǎn)按照頂點(diǎn)坐標(biāo)的大小排序，得到排序后的頂點(diǎn)序列ViU1, X2, X3)，所述排序規(guī)則如下先按照X1的坐標(biāo)大小排序，如果X1坐標(biāo)相同，則按照X2的坐標(biāo)大小排序，如果X1和X2的坐標(biāo)均相同，則按照X3的坐標(biāo)大小排序；3)對(duì)置亂后的二值水印圖像W = (w1； W2, , wn)進(jìn)行插0步驟,所述插0步驟為當(dāng)二值水印圖像W= (w1； W2,, wn)出現(xiàn)連續(xù)5個(gè)I時(shí),貝U在其后插入一個(gè)0,得到插0后的二值水印圖像 W' = (w/ 1,w/ 2,...,w/ n)；4)對(duì)插0后的二值水印圖像W' = (w1 vw' 2, . . . ,w' n)按照128位作為一個(gè)水印塊進(jìn)行分塊，并按照以下規(guī)則對(duì)每個(gè)水印分塊進(jìn)行MD5的Hash函數(shù)加密，以及在每個(gè) 水印分塊前加入01111110的標(biāo)示符用以表示塊的開始設(shè)第r 塊為 W' r = (w' rl，w' r2, . . . , w' rl28)，則C =H(R.') = 尸[,...,片28)， 其中p/為散列值，S為散列長(zhǎng)度，且S=128 ;在具有128位的第r塊W '
(w; rl,w/ r2,...,w/ ri28)前加入01111110的標(biāo)示符，則產(chǎn)生具有136位的新二值水印 W" r；
權(quán)利要求
1.具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法，包括二值水印圖像的嵌入，其特征在于其包括以下步驟 1)對(duì)原始二值水印圖像進(jìn)行分塊處理，同時(shí)對(duì)每個(gè)分塊圖像采用相同的置亂模板進(jìn)行置亂，且重復(fù)n次排列，得到置亂后的二值水印圖像W= (W1, w2，...，wn)，所述置亂為將圖像的信息次序打亂，將a像素移動(dòng)到b像素的位置上，b像素移動(dòng)到c像素的位置上......使其變換成雜亂無章難以辨認(rèn)的圖像，同時(shí)選定待嵌入水印圖像的三維模型的網(wǎng)格圖像M(V，C)，其中V是三維模型的網(wǎng)格圖像M中頂點(diǎn)的集合，C是三維模型的網(wǎng)格圖像M中頂點(diǎn)的連接關(guān)系； 2)隨機(jī)選定V中的頂點(diǎn)V(Xl，X2, x3)用以嵌入水印圖像，并將選定嵌入水印圖像的頂點(diǎn)以及和其相鄰的頂點(diǎn)按照頂點(diǎn)坐標(biāo)的大小排序，得到排序后的頂點(diǎn)序列Vi (Xl, X2, X3)，所述排序規(guī)則如下 先按照X1的坐標(biāo)大小排序，如果X1的坐標(biāo)相同，則按照X2的坐標(biāo)大小排序，如果X1和X2的坐標(biāo)均相同，則按照X3的坐標(biāo)大小排序； 3)對(duì)置亂后的二值水印圖像W= (W1, W2, , wn)進(jìn)行插O步驟，所述插O步驟為當(dāng)二值水印圖像W = (W1, W2,, wn)出現(xiàn)連續(xù)5個(gè)I時(shí),則在其后插入一個(gè)0,得到插0后的二值水印圖像 W' = (w/ 1,w/ 2,...,w/ n)； 4)對(duì)插0后的二值水印圖像W'= (W' 1,w/ 2,...,w/ n)按照128位作為一個(gè)水印塊進(jìn)行分塊，并按照以下規(guī)則對(duì)每個(gè)水印分塊進(jìn)行MD5的Hash函數(shù)加密，以及在每個(gè)水印分塊前加入01111110的標(biāo)示符用以表示塊的開始設(shè)第 r 塊為 W ' r = (w ' rl’w ' r2,…，w ' rl28)，則 Pr = H(丨<)= (/)；, pi”…/ ;'2S),其中p/為散列值，S為散列長(zhǎng)度，且S=128 ;在具有128位的第r塊W '(w; rl,w/ r2,...,w/ ri28)前加入01111110的標(biāo)示符，則產(chǎn)生具有136位的新二值水印W" r； W" r = (0, I, I, I, I, I, I, O1W' rl，w' r2,. . . , w' rn) 同時(shí)在128位的= =(片，片,…，/4)前面加上01111110的用以表示散列值塊開始的標(biāo)示符，則產(chǎn)生也具有136位的新散列值塊P' r ；Zf = (0,1,1,1,1,1,1,0, /0，..."“) 同樣都是136位的新二值水印W" ^和新散列值塊P' ^對(duì)應(yīng)位置上的二值數(shù)字組成 . 136 對(duì)(W' i, Pi)； 5)將(w'i，Pi)依次分別按照以下嵌入規(guī)則存入排序后的頂點(diǎn)序列ViU1, x2，X3)的對(duì)應(yīng)的X2和X3中，即得到嵌入水印圖像的三維模型，所述嵌入規(guī)則為 對(duì)于頂點(diǎn)序列Vi (X1, X2, X3)中排在最前面的最小頂點(diǎn)記為V' ! W i，x' 2，x' 3),貝Ij其相鄰頂點(diǎn)與最小頂點(diǎn)V' i(X' i，X' 2，x' 3)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的坐標(biāo)差的均值滿足以下關(guān)系 ) j=1，2，3， 其中N(V)是頂點(diǎn)Vi (Xl，x2，X3)相鄰頂點(diǎn)的集合，I N(v) I是集合N(V)的頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)， 對(duì)于給定的密鑰參數(shù)N，當(dāng)j=l時(shí)，那么^ = ^ , (4 !=0)，以及頂AviESdil= X1I,則有以下關(guān)系 如果在頂點(diǎn)Vi(Xl，X2, X3)有嵌入水印，除法的商Qu必須為奇數(shù)，即如果14%1為奇數(shù)，則
2.具有魯棒性的三維模型脆弱水印的提取方法，其特征在于其包括以下步驟 1)對(duì)于頂點(diǎn)V' Jx1, X2, X3),其相鄰頂點(diǎn)與最小頂點(diǎn)V' ^X1 !, x' 2, x' 3)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的坐標(biāo)差的均值4，屹，4滿足以下關(guān)系
全文摘要
本發(fā)明公開具有魯棒性的三維模型脆弱水印產(chǎn)生方法及其提取方法，其產(chǎn)生方法包括步驟1)對(duì)原始二值水印圖像分塊并置亂；2)制作出經(jīng)排序后的用以嵌入水印圖像的頂點(diǎn)序列；3)產(chǎn)生新二值水印和新散列值塊；4)將新二值水印和新散列值塊分別嵌入頂點(diǎn)序列，得到嵌入水印圖像的三維模型。其提取方法包括步驟1)判斷各頂點(diǎn)是否嵌入了水??；2)得到嵌入水印時(shí)的插0后的二值水印以及對(duì)應(yīng)的散列值；3)判斷可疑的頂點(diǎn)；4)得到嵌入時(shí)置亂后的二值水印圖像；5)對(duì)得到置亂后的二值水印圖像進(jìn)行反置亂，完成二值水印圖像的提取。本發(fā)明不會(huì)有塊效應(yīng)、魯棒性好、提取時(shí)可檢測(cè)出對(duì)模型的任何改動(dòng)，且能定位出篡改的區(qū)域。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102999881SQ20121056386
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者孔祥增, 姚志強(qiáng), 陳麗萍, 黃榕寧, 宋考 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)