基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法技术

本发明专利技术提供一种基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法，提出一种二维图像向三维网格模型曲面自适应映射并嵌入水印的非平面水印方法；包括：对物体三维重建，生成三维网格模型；根据像素的FT显著图值、MB显著图值、梯度值和结构张量，结合像素边缘成本，定义能量值，提出一种复合能量接缝剪切方法，使得图像放缩效果更好；将二维图像分块，并根据三维网格模型的网格形状放缩，映射到三维网格模型；水印生成：对映射后三维网格网格模型生成零水印，并将零水印加密后上传区块链，充分利用了区块链的不可伪造、公开透明的性质，保证了生成的零水印的安全性和权威性；水印检测：根据区块链中存储的零水印，确定待检测的三维网格模型是否存在水印。否存在水印。否存在水印。

【技术实现步骤摘要】
基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法


[0001]本专利技术涉及信息隐藏领域，具体涉及一种基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法。

技术介绍

[0002]数字水印技术在二维图像和三维模型的版权保护、溯源追踪、防伪、认证等方面得到了广泛的研究，诸多研究者提出了各种兼顾水印的不可见性和鲁棒性的方法策略。但是只在数字载体中嵌入水印是远远不够的，对现实非平面物体嵌入水印的研究仍是少之又少，现有的数字水印技术很难应用到陶瓷器具、铜鼎等非平面物体的防伪和溯源。
[0003]接缝剪切图像调整技术或称seam carving方法，其方法简单且具有不错的图像重定向性能。这类方法一般通过原图启发式得到代表像素重要程度的能量图，根据能量图进行反复裁剪水平或者竖直方向能量最小细缝，但由于能量图仅检测到图像的边缘信息，裁剪的细缝不可避免穿过重要主体对象，如今迫切需要一种鲁棒性强、不可感知性高的非平面水印方法来实现对物理载体嵌入水印。

技术实现思路

[0004]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种能够从物体中提取零水印，并且能够准确判断物体是否存在零水印的基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供下述的技术方案：一种基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：对物体三维重建，生成三维网格模型；
[0007]步骤2：确定图像映射区域，按照所述三维网格模型的网格划分，使用复合能量接缝剪切方法对二维图像进行放缩，使得M
×
N的二维图像大小与U
×
V的三维网格模型上待映射区域大小保持在一定范围差内，其中M、N分别表示二维图像的长、宽，U、V分别表示三维网格模型上待映射区域的长、宽，并对二维图像分块，得到二维图像子块；
[0008]其中，复合能量接缝剪切方法的具体过程为：
[0009]对于垂直方向的接缝，从上往下选择累积能量E
Y
(i,j)低的像素连接生成，其生成规则为：
[0010][0011]其中，α、β、θ和μ表示不同的权重，F(i,j)表示IMG经全分辨率频率调制方法生成的FT显著图中i行j列的像素的显著值，B(i,j)表示IMG经快速光栅扫描显著性检测方法生成的MB显著图中i行j列的像素的显著值，G(i,j)表示IMG中i行j列的像素的梯度值，T(i,j)表示IMG中i行j列的像素根据结构张量得到的区域模式决定的幅值，C
L
(i,j)、C
D
(i,j)、C
R
(i,
j)分别表示IMG中属于接缝的i行j列的像素在主对角线、垂直和副对角线方向的像素边缘成本；
[0012]对于水平方向的接缝，从左往右选择累积能量E
X
(i,j)低的像素连接生成，其生成规则为：
[0013][0014]其中，C
H
(i,j)表示水平方向的像素边缘成本；
[0015]复合能量接缝剪切方法对二维图像的缩小操作过程是，将M
×
N的二维图像在水平方向删除p列接缝来调整二维图像大小为M
×
(N
‑
p)，再在垂直方向插值添加q行接缝来调整二维图像大小为(M+q)
×
(N
‑
p)，进行相似转换，将二维图像由(M+q)
×
(N
‑
p)缩放到U
×
((N
‑
p)
×
M/(M+q))，在图像两侧中选择(N
‑
p)
×
M/(M+q)
‑
V列累计能量最小的一侧直接裁切，得到U
×
V的二维图像；
[0016]复合能量接缝剪切方法对二维图像的放大操作过程是，将查找到的接缝删除，并在删除的每个像素的位置插入两个由接缝的每个像素的相邻8个像素中最相似的像素与左右相邻的像素生成的新的像素；
[0017]按照三维网格模型的四边形网格长、宽的均值，对二维图像进行分块，得到二维图像子块；
[0018]步骤3：每个二维图像子块根据对应三维网格模型的网格形状，与之对应的三维网格模型的四边形网格的长、宽分别比较,继而进行相应的放缩；
[0019]步骤4：将放缩后的二维图像子块映射在三维网格模型上；
[0020]步骤5：对映射后三维网格模型生成零水印，并将零水印加密后上传区块链，保存区块链返回的哈希值；
[0021]步骤6：对待检测的三维网格模型，根据区块链中存储的零水印，生成二进制水印，与原始二进制水印比较，采用相关系数Corr来表示该二进制水印与原始二进制水印的相似度来判断待检测的三维网格模型是否存在水印。
[0022]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述步骤1中具体为，使用三维激光扫描仪扫描物体，得到物体的三维点云数据，进行预处理后通过一定构网规则生成物体的三维网格模型，网格形状为三角形，使用莫尔斯
‑
斯梅尔复形方法将网格形状为三角形的三维网格模型转换为网格形状为四边形的三维网格模型，使用相机采集物体影像，经共线方程计算将纹理色彩映射到三维网格模型上，从而生成具有纹理色彩的三维网格模型。
[0023]作为本专利技术的一种优选实施方式：步骤2中对于垂直方向的接缝生成规则中，C
L
(i,j)、C
D
(i,j)、C
R
(i,j)和T(i,j)分别由以下公式确定：
[0024][0025][0026]其中，IMG(i,j)表示二维图像IMG中i行j列的像素的灰度值，t表示设定的幅值，(i,j)表示IMG中i行j列的像素；
[0027]对于水平方向的接缝生成规则中，水平方向的像素边缘成本C
H
(i,j)确定为：
[0028]C
H
(i,j)＝|IMG(i
‑
1,j
‑
1)
‑
IMG(i+1,j
‑
1)|+|IMG(i
‑
1,j)
‑
IMG(i+1,j)|。
[0029]作为本专利技术的一种优选实施方式：步骤3中，进行相应的放缩具体方法为：
[0030][0031][0032]其中，m、n分别表示二维图像子块的长、宽，u、v分别表示三维网格模型的四边形网格的长、宽，缩小放大是使用复合能量接缝剪切方法对二维图像子块进行图像重定向。
[0033]作为本专利技术的一种优选实施方式：步骤4具体为二维图像子块映射在三维网格模型上的具体过程是将三维网格模型的四边形网格的四个顶点与放缩后的二维图像子块的四个顶点对应，往三维网格模型的四边形网格上进行纹理映射，并且经过接边纠正、色彩调节等工序，实现二维图像对三维网格模型的高质量纹理映射。
[0034]作为本专利技术的一种优选实施方式：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合能量接缝剪切的非平面零水印方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对物体三维重建，生成三维网格模型；步骤2：确定图像映射区域，按照所述三维网格模型的网格划分，使用复合能量接缝剪切方法对二维图像进行放缩，使得M
×
N的二维图像大小与U
×
V的三维网格模型上待映射区域大小保持在一定范围差内，其中M、N分别表示二维图像的长、宽，U、V分别表示三维网格模型上待映射区域的长、宽，并对二维图像分块，得到二维图像子块；其中，复合能量接缝剪切方法的具体过程为：对于垂直方向的接缝，从上往下选择累积能量E
Y
(i,j)低的像素连接生成，其生成规则为：其中，α、β、θ和μ表示不同的权重，F(i,j)表示IMG经全分辨率频率调制方法生成的FT显著图中i行j列的像素的显著值，B(i,j)表示IMG经快速光栅扫描显著性检测方法生成的MB显著图中i行j列的像素的显著值，G(i,j)表示IMG中i行j列的像素的梯度值，T(i,j)表示IMG中i行j列的像素根据结构张量得到的区域模式决定的幅值，C
L
(i,j)、C
D
(i,j)、C
R
(i,j)分别表示IMG中属于接缝的i行j列的像素在主对角线、垂直和副对角线方向的像素边缘成本；对于水平方向的接缝，从左往右选择累积能量E
X
(i,j)低的像素连接生成，其生成规则为：其中，C
H
(i,j)表示水平方向的像素边缘成本；复合能量接缝剪切方法对二维图像的缩小操作过程是，将M
×
N的二维图像在水平方向删除p列接缝来调整二维图像大小为M
×
(N
‑
p)，再在垂直方向插值添加q行接缝来调整二维图像大小为(M+q)
×
(N
‑
p)，进行相似转换，将二维图像由(M+q)
×
(N
‑
p)缩放到U
×
((N
‑
p)
×
M/(M+q))，在图像两侧中选择(N
‑
p)
×
M/(M+q)
‑
V列累计能量最小的一侧直接裁切，得到U
×
V的二维图像；复合能量接缝剪切方法对二维图像的放大操作过程是，将查找到的接缝删除，并在删除的每个像素的位置插入两个由接缝的每个像素的相邻8个像素中最相似的像素与左右相邻的像素生成的新的像素；按照三维网格模型的四边形网格长、宽的均值，对二维图像进行分块，得到二维图像子块；步骤3：每个二维图像子块根据对应三维网格模型的网格形状，与之对应的三维网格模型的四边形网格的长、宽分别比较,继而进行相应的放缩；步骤4：将放缩后的二维图像子块映射在三维网格模型上；步骤5：对映射后三维网格模型生成零水印，并将零水印加密后上传区块链，保存区块
链返回的哈希值；步骤6：对待检测的三维网格模型，根据区块链中存储的零水印，生成二进制水印，与原始二进制水印比较，采用相关系数Corr来表示该二进制水印与原始二进制水印...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小瑞，蒋睿，孙伟，孙星明，付章杰，夏志华，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：