[发明专利]在三维网格模型中嵌入可见水印的方法

摘要

本发明提供了一种在三维网格模型中嵌入可见水印的方法。该方法主要包括：利用TTF字符库生成水印信息，对原始三维网格模型的平滑度进行分析，选出适合标记水印的平滑区域，对平滑区域进行细分操作，将细分后的平滑区域投影到二维平面得到二维平滑区域，将水印信息嵌入到二维平滑区域中，将嵌入水印信息后的二维平滑区域投影回原始三维网格模型中。本发明提出的在三维网格模型中嵌入可见水印的方法，能够按照投影后平滑区域内的三角形与水印信息不同的位置关系进行不同的自适应细分处理，能够在嵌入水印信息后的三维网格模型中清楚地看到水印信息，并且嵌入的水印信息多样，边界处处理的十分平滑且具有一定的鲁棒性。

主权项

1.一种在三维网格模型中嵌入可见水印的方法，其特征在于，包括：利用TTF字符库生成水印信息；对原始三维网格模型的平滑度进行分析，选出适合标记水印的平滑区域，对所述平滑区域进行细分操作，将细分后的平滑区域投影到二维平面得到二维平滑区域，包括：设原始三维网格模型为M＝(V，F)，其中V为三维网格模型的顶点集V＝{v_i|v_i＝(x_i，y_i，z_i)∈R³，1≤i≤N}，F为构成三维网格模型的三角面片集合，F＝{f_i＝(v_p，v_q，v_r)|v_p，v_q，v_r∈V，1≤i≤N_f}，N为三维网格模型中顶点总个数，N_f为三维网格模型中三角面片的总个数，x_i，y_i，z_i是三维网络模型的空间坐标对应的x，y，z轴坐标值；利用下述公式(1)与(2)计算顶点v_i的k阶邻域中三角面片的法向量的平均夹角和；D(v_i)＝∑_n＝pd(v_i)   (1)其中p为所选择顶点邻域的阶数，d(v_i)为顶点一阶邻域中三角面片的法向量的的平均夹角和，N_i为顶点v_i的一阶邻域三角形面片的个数，N_f(v_i)为顶点v_i一阶邻域面片集合，f_k，f_l为顶点v_i邻域中两个相邻三角形面片，为分别f_k，f_l的法向量；找到一阶邻域中三角面片的平均夹角和最小的顶点v_imin作为平滑点，以平滑点v_imin点为圆心，以固定阈值r为半径选择一块区域作为要嵌入水印信息w的平滑区域s；对细分后的平滑区域S’沿平滑区域的法向量进行投影，获得所述原始三维网格模型的二维网格，所述平滑区域的法向量为所述平滑点的法向量，所述投影的过程为三维坐标系的转换过程，即在原点不变的条件下，利用空间直角坐标转换公式将原三维坐标系的坐标轴z轴方向变换为平滑点的法向量的方向，所述空间直角坐标转换公式如下述公式(3)所示，其中，R₁(ε_X)，R₂(ε_Y)，R₃(ε_Z)为旋转矩阵；转换后的(X，Y)为二维平面坐标，平滑区域S’投影后的二维平滑区域记为P＝(V’，F’)，此时，V’＝{v’_i|v’_i＝(X_i，Y_i)}，F’是将三维网络模型平滑区域S’的顶点投影至二维平面后形成的二维平面的面的集合；将所述水印信息嵌入到所述二维平滑区域中，将嵌入水印信息后的二维平滑区域投影回所述原始三维网格模型中，包括：按照所述二维平滑区域P中的三角形面片在水印信息w的闭合区域中的顶点个数可将三角形面片分为以下4类，并对每种类别的三角形面片进行自适用处理：A.0个顶点在水印信息w内部，则不保留三角形面片的细分后的小三角形；B.1个顶点在水印信息w内部，若一个顶点在水印信息w内部，一个顶点在水印信息w外部，另一个顶点恰好在水印信息w的边界处，则求出该三角形面片的边与水印信息w的交点，并由上述交点和该三角形面片的3个顶点一起总共4个顶点重新构成两个小三角形，切分出位于水印信息w内部的一个小三角形；C.2个顶点在水印信息w的闭合区域内部，1个顶点在水印信息w的闭合区域外部，则求出包含上述闭合区域外部的顶点的三角形面片的两边与水印信息w的两个交点，切分出上述两个交点与上述闭合区域外部的顶点构成的水印信息外部的小三角形；D.3个顶点均在水印信息w内部，则保留该三角形面片的细分后的三角形；利用空间直角坐标转换公式将包含所述水印信息w的二维平滑区域P投影回所述原始三维网格模型中，得到嵌入所述水印信息w后的三维网络模型。