CN107067361A - 利用分割算法的三维网格模型水印方法及装置 - Google Patents

利用分割算法的三维网格模型水印方法及装置 Download PDF

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Abstract

揭示了一种利用分割算法的三维网格模型水印方法及装置。根据本发明一个实施例的三维网格模型水印插入方法，包括如下步骤：计算三维网格模型的几何特征值；利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中插入预先设定的水印；以及将插入了所述水印的多个网格片按直角坐标系进行复原。

Description

利用分割算法的三维网格模型水印方法及装置
技术领域
本发明涉及三维(3D)网格模型水印技术，更具体来讲，涉及一种利用分割算法分割三维网格模型或即使部分变形、切削也可插入或检测水印的三维网格模型水印方法及装置。
背景技术
随着3D打印机市场的扩大和3D模型编辑工具的发展，通过互联网的3D模型共享也变得频繁。但，由于3D模型作为数码著作物，其特性上信息的储存或变换等非常容易，因此可无限制地进行复制且会发生非法散播的问题。鉴于此，当前急需用于保护3D模型的著作权的方法。
传统的密码化方法仅截止解密前可保护数码著作物，且一次解密之后就不能进行数据保护。
数字水印(digital watermarking)是一种用于完善密码化方法之问题的著作权保护技术。数字水印通过在数码著作物插入特定数据图案且进行检测，可证明著作权。
虽然用于保护3D模型的著作权的数字水印方法存在多种，但由于现有的方法是在3D模型的整个区域插入水印的方法，在3D模型的分割、切削、粘贴之情况，由于会发生同步误差，因此存在不能检测出水印的问题。
并且，由于分割、切削、粘贴3D模型的过程很容易就会发生，因此能保护这种3D模型的著作权的3D模型水印方法的必要性日益显现。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的实施例提供了一种分割3D网格模型来插入并检测水印的水印方法和装置。
本发明的实施例提供了一种插入对如分割、切削、粘贴3D网格模型之部分变形强韧的水印并进行检测的水印方法和装置。
本发明的实施例提供了一种即使没有原件也能检测出水印的水印方法和装置。
用于解决问题的方案
根据本发明一个实施例的三维网格模型水印插入方法，包括如下步骤：计算三维网格模型的几何特征值；利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中插入预先设定的水印；以及将插入了所述水印的多个网格片按直角坐标系进行复原。
插入所述水印的步骤，包括如下步骤：设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印插入区间；和在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印插入区间中插入所述水印。
设定所述水印插入区间的步骤，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印插入区间。
所述分割的步骤，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
根据本发明另一实施例的三维网格模型水印检测方法，包括如下步骤：计算三维网格模型的几何特征值；利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；从按使用所述顶点距离的坐标系变换的多个网格片的每一个中检测水印；以及基于从所述多个网格片的每一个中检测出的水印，决定最终水印。
检测所述水印的步骤，包括如下步骤：设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印检测区间；和在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印检测区间中检测所述水印。
设定所述水印检测区间的步骤，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印检测区间。
所述分割的步骤，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
决定所述最终水印的步骤，在从所述多个网格片每一个中检测出的水印中，使用水印痕迹分析方法或多数投票系统决定最终水印。
根据本发明另一实施例的三维网格模型水印插入装置，包括：计算部，计算三维网格模型的几何特征值；分割部，利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；变换部，将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；插入部，在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中插入预先设定的水印；以及复原部，将插入了所述水印的多个网格片按直角坐标系进行复原。
所述插入部，设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印插入区间，并且在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印插入区间中插入所述水印。
所述插入部，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印插入区间。
所述分割部，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
根据本发明另一实施例的三维网格模型水印检测装置，包括：计算部，计算三维网格模型的几何特征值；分割部，利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；变换部，将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；检测部，从按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中检测水印；以及决定部，基于从所述多个网格片的每一个中检测出的水印，决定最终水印。
所述检测部，设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印检测区间，并且在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印检测区间中检测所述水印。
所述检测部，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印检测区间。
所述分割部，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
所述决定部，在从所述多个网格片每一个中检测出的水印中，使用水印痕迹分析方法或多数投票系统决定最终水印。
发明效果
根据本发明的实施例，可提供一种分割3D网格模型来插入并检测水印的水印方法和装置，具体来讲，可插入对如分割、切削、粘贴3D网格模型之部分变形强韧的水印并进行检测。
具体来讲，根据本发明的实施例，针对3D网格模型中发生的移动、缩放(scaling)、旋转等典型的几何学变形保持强韧，且针对网格次序排列等连接信息变化也强韧，且在分割、切削、粘贴等中心点移动变化可显示良好的性能。
根据本发明的实施例，即使没有原件也能检测出水印，且可有效果地保护3D图面的著作权。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入方法相关的动作流程图。
图2是示出计算3D网格模型的三角面的几何直径值的一个示例图。
图3是示出与在水印文字列中插入第一个文字的算法和第二个文字的算法相关的示例。
图4是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印检测方法相关的动作流程图。
图5是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入装置相关的构成。
图6是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入装置相关的构成。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。但本发明并不局限或限定于实施例。并且，各附图显示的相同参考符号表示相同的部件。
本发明的实施例，其要点在于，通过分割3D网格模型而插入并检测水印，可插入对如分割、切削、粘贴3D网格模型之部分变形强韧的水印并进行检测。
3D网格模型在包括计算机辅助设计(computer-aided design)和3D打印机的多种产业中被使用。3D网格模型可按顶点(vertex)、连接信息(edge)、面(face)、多角形(polygon)、表面(surface)等构成要素的组合而生成。
3D网格模型可在3D体素(voxel)模型中通过文件转换而生成。
图1是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入方法相关的动作流程图。
参考图1，根据本发明一个实施例的水印插入方法计算3D网格模型的几何特征值，且利用计算的几何特征值将3D网格模型按多个网格片进行分割(S110、S120)。
在此，在步骤S110中，可将3D网格模型的三角面的几何直径值按几何特征值进行使用，且几何直径值如同图2所示的一个示例。
几何直径值意味着沿各三角面的垂直面网格模型的内侧方向开始绘制直线到另一三角面接触的支点为止的距离。为了计算更准确的几何直径值，使垂直面网格模型的内侧方向按漏斗(cone)状在许可范围内变化角度，且可计算一定个数角度类别的几何直径值，并且将一个三角面的角度类别几何直径值平均，可计算代表几何直径值。图2所示的绿色线意味着许可角度内的几何直径线，红色线意味着超出许可角度的几何直径线，几何直径线可按[0，1]等一定范围进行正规化。
步骤S120在计算出几何特征值后，利用聚类(clustering)方法可按多个网格片进行分割。
此时，在聚类方法中可利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model)。高斯混合模型按G个的概率密度函数的线型结合进行定义，且越增大G，可按越小的大小来分割网格模型，高斯混合模型的概率密度函数可按下述<数学式1>进行表示。
[数学式1]
在此，p(x|ωi，θi)意味着实现混合模型的基本成分的概率密度函数，θi作为定义成为第i个成分的概率密度函数的参数，当是高斯概率密度函数时，可成为平均与协方差矩阵，ωi意味着表示是第i个成分的概率变数，P(ωi)意味着第i个成分在整个混合概率密度函数中所占的相对重要度，且必需满足下述<数学式2>的性质。
[数学式2]
并且，本发明为了将3D网格模型按多个网格片进行分割，可利用按网格的各点或每个面能进行计算的几何特征值(geometric primitive)。
在步骤110中可使用的几何特征值可包括各种形态的平面性(planarity)、与球、圆筒、圆锥等主要球形的类似度、二面角或法线矢量的变化程度、与曲率、旋转运动或位置移动相关的对称性(slippage)、曲面上距离(geodesic distances)、网格间对称性、凸面、中心轴以及网格动漫的运动特性中的至少一个。
在步骤S120中在利用计算的几何特征值将3D网格模型按多个网格片进行分割的过程中，可使用区域生长(region growing)算法、层次聚类(hierarchical clustering)算法、迭代聚类(iterative clustering)算法、光谱分析(spectral analysis)算法、界线设定算法、自上而下方法、引导算法等。
区域生长作为从多个种子开始扩张领域的方法，包括具有类似特征值的周边的点而进行扩张。
层次聚类是具有类似特征值的块合并的方法。
迭代聚类作为首先在数出与特征值的聚生现象相关的模型后，1)配合模型聚生点，2)根据聚生结果修改模型的方法，是一种通过反复1)和2)的过程而获取正确聚生模型和结果的方法。
光谱分析是一种在按阵列变换网格后通过各种代数演算进行分割的方法。
界线设定一种通过首先设定分割的界线间接地获取分割的各部分的方法。
自上而下方法与层次聚类相反，是一种按特征值明显不同的片来分散块的方法。
引导是一种在首先计算出网格的骨架后利用其分开各部分的方法。
根据步骤S120，若3D网格模型按多个网格片进行分割，被分割的多个网格片每一个按利用顶点距离的坐标系进行变换，针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个，设定用于插入水印的水印插入区间(S130，S140)。
顶点距离意味着自原点至顶点的距离，在利用顶点距离的坐标系中可使用球面坐标系(spherical coordinate system)和圆筒形坐标系(cylindrical coordinatesystem)。并且，在本发明中，坐标系的构成要素中可使用包含顶点距离的全部坐标系。
球面坐标系可按进行(r，θ，ψ)表示，r意味着自原点至顶点的距离，θ意味着自Z轴的正的方向至原点与顶点形成的直线的角，ψ意味着自X轴的正的方向至在XY平面将由原点与顶点形成的直线变为透明的直线的角度。
此时，例如多个示例，L个网格片每一个通过下述<数学式3>可从直角坐标系变换为球面坐标系。
[数学式3]
在此，(xl,g,yl,g,zl,g)意味着第一个网格片的重心，(xl,n,yl,n,zl,n)意味着第一个网格片的第n个顶点坐标。
圆筒形坐标系可按(ρ,z)进行表示，ρ意味着自原点至顶点的距离，意味着自X轴的正的方向至在XY平面将由原点与顶点形成的直线变为透明的直线的角度，z意味着自XY平面至顶点的z轴方向距离。
步骤S140例如多个示例，将按L个进行分割的网格片每一个进行直方图(histogram)化，可设定一定间距的水印插入区间。
此时，步骤S140可将网格片每一个的r进行直方图化，且可将r直方图按要插入的水印文字列的长度以上的预定个数例如M个的一定间距的区间进行划分，且各区间的r值的范围可按[0，1]或[-1，1]等一定范围进行正规化。仅在M个的一定间距的区间中预定的区间插入水印文字列，且该区间是水印插入区间。
在此，水印文字列可使用比特、任意数值、文字等。
根据步骤S140，若与多个网格片每一个相关的水印插入区间被设定，在针对多个网格片每一个设定的水印插入区间插入水印，且插入了水印的多个网格片按直角坐标系进行复原(S150，S160)。
此时，步骤S150可在步骤S140中设定水印插入区间每一个插入要插入的水印文字列中一个的文字，且文字列使用两个种类的文字。文字类种类中插入第一个文字的算法可如图3a，插入第二个文字的算法可如图3b。
图3所示的v意味着顶点，k意味着按变换顶点的参数在一个循环中决定顶点移动何种程度的参数。k越增大，插入速度就随之增大，但非可视性将会下降。α意味着水印插入强度，当水印的插入结束时，可决定顶点将移动何种程度。α越增大，韧性就随之增强，但非可视性将会下降。Vl，m可意味着第一个网格片的第m个区间。
通过步骤S150的过程，在多个网格片每一个中插入相同的水印文字列。
并且，在本发明中，步骤S150的水印插入方法也可使用各区间的平均、方差、标准偏差、倾斜度、协方差、相关个数等区间统计值。
若各区间的r值的范围正规化，区间统计值将具有一定的数值。例如，若按[-1，1]正规化各区间的r值的范围，方差为接近1/3的值，且通过提高或降低方差，可插入水印。
通过提高各区间统计值，可插入水印文字列种类中第一个文字，且通过降低区间统计值，可插入水印文字列种类中第二个文字。水印插入时，区间统计值按水印插入强度α移动。
根据步骤S150，当在多个网格片每一个中插入水印时，在步骤S160中网格片按直角坐标系(x，y，z)复原。当插入了水印的网格片的坐标系是球面坐标系时，利用下述<数学式4＞可将球面坐标系的网格片按直角坐标系(x，y，z)复原。
[数学式4]
x′l，n＝r′l，ncosθl，nsinψl，n+xl，g
y′l，n＝rl，nsinθl，nsinψl，n+yl，g
zl，n＝rl，ncosψl，n+zl，g
在此，(x′l，n，y′l，n，z′l，n)意味着插入水印的第一个网格片的第n个顶点坐标。r′指插入水印的顶点与原点间的距离，r意味着未插入水印的原样中的顶点与原点间的距离。
如上所述，根据本发明一个实施例的水印插入方法在将3D网格模型按多个网格片分割后，按利用顶点距离的坐标系进行变换，通过在多个网格片每一个中插入水印文字列，可对3D网格模型的分割、切削、粘贴之部分变形保持强韧。
图4是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印检测方法相关的动作流程图。
参考图4，根据本发明一个实施例的水印检测方法计算要检测水印的3D网格模型的几何特征值，且利用计算的几何特征值将3D网格模型按多个网格片进行分割(S410、S420)。
在此，在步骤S410中，可将3D网格模型的三角面的几何直径值按几何特征值进行使用，步骤S420在计算出几何特征值后，为了按多个网格片进行分割，在聚类(clustering)方法可利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model)。
并且，本发明为了将3D网格模型按多个网格片进行分割，可利用按网格的各点或每个面能进行计算的几何特征值(geometric primitive)。
在步骤410中可使用的几何特征值可包括各种形态的平面性(planarity)、与球、圆筒、圆锥等主要球形的类似度、二面角或法线矢量的变化程度、与曲率、旋转运动或位置移动相关的对称性(slippage)、曲面上距离(geodesic distances)、网格间对称性、凸面、中心轴以及网格动漫的运动特性中的至少一个。
在步骤S420中在利用计算的几何特征值将3D网格模型按多个网格片进行分割的过程中，可使用区域生长(region growing)算法、层次聚类(hierarchical clustering)算法、迭代聚类(iterative clustering)算法、光谱分析(spectral analysis)算法、界线设定算法、自上而下方法、引导算法等。
根据步骤S420，若3D网格模型按多个网格片进行分割，被分割的多个网格片每一个按利用顶点距离的坐标系进行变换，针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个，设定用于检测水印的水印检测区间(S430，S440)。
此时，步骤S440对多个网格片每一个进行直方图(histogram)化，可设定一定间距的水印检测区间。水印检测区间可与预定的水印插入区间相同，且可正规化各个检测区间。
根据步骤S440，若与多个网格片每一个相关的水印检测区间被设定，在针对多个网格片每一个设定的水印插入区间检测水印，且基于从多个网格片每一个中检测出的水印决定最终水印(S450，S460)。
在此，步骤S450针对就多个网格片设定的水印检测区间的每一个，计算平均值，当平均值是0.5以上时，检测水印文字列种类中第一个文字，当平均值未满0.5时，可检测水印文字列种类中第二个文字。即，步骤S450按分割的网格片从设定的水印检测区间检测水印文字列。
并且，在本发明中，当在水印插入使用各区间的平均、方差、标准偏差、倾斜度、协方差、相关个数等区间统计值中特定统计值时，在水印检测使用该统计值。例如，在水印插入时区间统计值使用方差且将各区间的r值的范围按[-1，1]进行了正规化时，在水印检测时，当各区间的方差相比1/3高或低之情况，可检测水印。
当水印检测时的各区间统计值高于水印插入时的统计值，可检测水印文字列种类中第一个文字，且当低于水印插入时的统计值，可检测水印文字列种类中第二个文字。
步骤S460是在步骤S450检测的水印中决定插入到3D网格模型的最终水印的过程，且可使用多数投票系统(Majority Voting System)或水印痕迹分析(Watermark TraceAnalysis)方法。
其中，利用多数投票系统可在步骤S450检测出的水印中决定插入3D网格模型的最终水印。下述<数学式5>按数学式表现出多数投票系统。
[数学式5]
e4＝sign(e1+e2+e3)
在此，wl意味着在第一个网格片中检测出的水印文字列，e4意味着决定的最终水印文字列，BER(Bit Error Rate)意味着比较两文字列的各文字(或比特)的计算值，例如错误比特数/整体比特数。
利用在各各网格片中检测出的水印来检测最终水印可如下述<数学式6>被公式化。
[数学式6]
efinal＝argmaxePr(e|w1，w2，...，wL)
通过上述数学式6可知，步骤S460当分配了各网格片的水印时，按本来的水印查找概率最高的，步骤S460利用多种方法，例如利用与最大网格片中检测的水印、各网格片中检测的水印的平均等代表值进行决定的方法，建立概率模型进行决定的机械学习方法，以及所有的概率性、统计性推定方法中的至少一种方法，可决定最终水印。
利用水印痕迹分析方法可在步骤S450检测的水印中决定插入到3D网格模型的最终水印。
在对各个网格片的r进行直方图化后，利用非线性最小二乘拟合法(NonlinearLeast Squares Fitting)如下述<数学式7>推定区间函数。
<数学式7>
Y＝Xk
在此，X是属于各区间的顶点的集合，且Y意味着X的实际值。不插入水印的各区间的k初始值是1，且当推定的区间函数的k值和k初始值间的差异值与预先定义的阈值不同时，判断为水印痕迹区间。针对每一个3D网格片计算水印痕迹区间的总和。将水印痕迹区间的总和最大的3D网格片的水印决定为最终水印。
并且，在本发明中，水印痕迹区间判断基准针对每一个3D网格片可使用各区间的平均、方差、标准偏差、倾斜度、协方差、相关个数等区间统计值。当水印插入前的统计值的初始值和插入后的统计值的差异与预先定义的阈值不同时，判断为水印痕迹区间。针对每一个3D网格片计算水印痕迹区间的总和，且将水印痕迹区间的总和最大的3D网格片的水印决定为最终水印。
如上所述，根据本发明一个实施例的3D网格模型水印检测方法为了检测插入到多个网格片的水印，在将3D网格模型按多个网格片进行分割后，按利用顶点距离的坐标系变换，通过检测插入到多个网格片每一个中的水印文字列且通过其决定最终水印，可对3D网格模型中发生的移动、缩放、旋转等典型的几何变化保持强韧，且可对网格顺序排列等的连接信息变化保持强韧，并且针对分割、切削、粘贴等中心点移动变化可以容易地检测出插入的水印。
图5是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入装置相关的构成，示出与执行上述水印插入方法的装置相关的构成。
参考图5，根据本发明实施例的3D网格模型水印插入装置500包括计算部510、分割部520、变换部530、插入部540和复原部550。
计算部510计算用于分割的3D网格模型的几何特征值。
此时，计算部510可计算按几何特征值使用的3D网格模型的三角面的几何直径值。
此时，计算部510为了将3D网格模型分割为多个网格片，可利用网格的各点或各面能进行计算的几何特征值，几何特征值可包括各种形态的平面性(planarity)、与球、圆筒、圆锥等主要球形的类似度、二面角或法线矢量的变化程度、与曲率、旋转运动或位置移动相关的对称性(slippage)、曲面上距离(geodesic distances)、网格间对称性、凸面、中心轴以及网格动漫的运动特性中的至少一个。
分割部520利用计算的几何特征值，将3D网格模型按多个网格片进行分割。
此时，分割部520在计算几何特征值后，利用聚类方法可分割为多个网格片。
此时，分割部520利用计算的几何特征值，为了将3D网格模型分割为多个网格片，可使用区域生长(region growing)算法、层次聚类(hierarchical clustering)算法、迭代聚类(iterative clustering)算法、光谱分析(spectral analysis)算法、界线设定算法、自上而下方法、引导算法等。
变换部530将分割的多个网格片每一个按利用顶点距离的坐标系进行变换。
即，变换部530将分割的多个网格片每一个在直角坐标系中按利用顶点距离的坐标系进行变换。
插入部540针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个插入水印。
此时，插入部540针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个，设定用于插入水印的水印插入区间，且在针对多个网格片每一个设定的水印插入区间插入水印。
插入部540对分割的网格片每一个进行直方图(histogram)化，可设定一定间距的水印插入区间，且可插入在设定的水印插入区间每一个要插入的水印文字列中一个的文字。
因此，插入部540在多个网格片每一个中插入相同的水印文字列。
复原部550将插入了水印的多个网格片每一个在利用顶点距离的坐标系中按直角坐标系进行复原。
图6是示出根据本发明一实施例的与3D网格模型水印插入装置相关的构成，示出与执行上述水印检测方法的装置相关的构成。
参考图6，根据本发明实施例的3D网格模型水印检测装置600包括计算部610、分割部620、变换部630、检测部640和决定部650。
计算部610计算用于分割的3D网格模型的几何特征值。
此时，计算部610可计算按几何特征值使用的3D网格模型的三角面的几何直径值。
此时，计算部610为了将3D网格模型分割为多个网格片，可利用网格的各点或各面能进行计算的几何特征值，几何特征值可包括各种形态的平面性(planarity)、与球、圆筒、圆锥等主要球形的类似度、二面角或法线矢量的变化程度、与曲率、旋转运动或位置移动相关的对称性(slippage)、曲面上距离(geodesic distances)、网格间对称性、凸面、中心轴以及网格动漫的运动特性中的至少一个。
分割部620利用计算的几何特征值，将3D网格模型按多个网格片进行分割。
此时，分割部620在计算几何特征值后，利用聚类方法可分割为多个网格片。
此时，分割部620利用计算的几何特征值，为了将3D网格模型分割为多个网格片，可使用区域生长(region growing)算法、层次聚类(hierarchical clustering)算法、迭代聚类(iterative clustering)算法、光谱分析(spectral analysis)算法、界线设定算法、自上而下方法、引导算法等。
变换部630将分割的多个网格片每一个按利用顶点距离的坐标系进行变换。
即，变换部630将分割的多个网格片每一个在直角坐标系中按利用顶点距离的坐标系进行变换。
检测部640针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个检测水印。
此时，检测部640针对按利用顶点距离的坐标系变换的多个网格片每一个，设定用于检测水印的水印插入区间，且在针对多个网格片每一个设定的水印检测区间检测水印。
检测部640对分割的网格片每一个进行直方图(histogram)化，可设定一定间距的水印检测区间。
决定部650基于从多个网格片每一个中检测出的水印决定最终水印。
此时，决定部650针对就多个网格片设定的水印检测区间的每一个，计算平均值，当平均值是0.5以上时，检测水印文字列种类中第一个文字，当平均值未满0.5时，可检测水印文字列种类中第二个文字。即，决定部按分割的网格片从设定的水印检测区间检测水印文字列。
此时，决定部650针对就多个网格片设定的水印检测区间的每一个，当在水印插入使用各区间的平均、方差、标准偏差、倾斜度、协方差、相关个数等区间统计值中特定统计值时，在水印检测使用该统计值。即，当水印检测时的各区间统计值高于水印插入时的统计值，可检测水印文字列种类中第一个文字，且当低于水印插入时的统计值，可检测水印文字列种类中第二个文字。
决定部650在多个网格片每一个检测的水印中决定插入3D网格模型的最终水印。
此时，决定部650使用多数投票系统(Majority Voting System)在多个网格片每一个检测到的水印中可决定插入到3D网格模型的最终水印。
此时，决定部650使用水印痕迹分析(Watermark Trace Analysis)方法在多个网格片每一个检测到的水印中可决定插入到3D网格模型的最终水印。
以上描述的装置可以由硬件构成要素、软件构成要素或者硬件构成要素和软件构成要素的组合来实现。例如，在实施例中描述的装置及构成要素，例如处理器、控制器、ALU(arithmetic logic unit)、数字信号处理器(digital signal processor)、微电脑、FPGA(field programmable gate array)、PLU(programmable logic unit)、微处理器或者能执行指令(instruction)并响应的其他任何装置等，可以利用一个以上的通用计算机或特殊目的计算机来得以实现。处理装置，可以执行操作系统(OS)及在所述操作系统中执行的一个以上的软件应用程序。并且，处理装置响应软件的执行，从而可以接近、存储、操作、处理及生成数据。为了便于理解，有时以使用一个处理装置为例进行了描述，但是本领域的普通技术人员可以理解：处理装置可以包含多个处理要素(processing element)及/或多个类型的处理要素。例如，处理装置可以包括多个处理器或者一个处理器和一个控制器。并且，还可以采取如并行处理器(parallel processor)等其他的处理构成(processingconfiguration)。
软件可以包括计算机程序(computer program)、代码(code)、指令(instruction)，或者其中一个以上的组合，并且为了以所希望的方式工作而构成处理装置，或者以独立或结合(collectively)的方式来命令处理装置。软件或/及数据，为了被处理装置解释或向处理装置提供指令或数据，对于任何类型的机械、构成要素(component)、物理装置、假想装置(virtual equipment)、电脑存储介质或装置，或者所传输的信号波(signal wave)，可以永久地或者暂时地得以具体化(embody)。软件可以分散在由网络相连的计算机系统上，从而能够以分散的方式得以存储或执行。软件及数据可以存储在一个以上的计算机可读记录介质。
根据实施例的方法，体现为通过各种计算机手段能执行的程序命令形态，从而可以记录在计算机可读介质。所述计算机可读介质可以单独或组合的方式包含程序指令、数据文档、数据结构等。存储在所述介质中的程序命令，可以是为了实施例而特别设计和构成的，或者在计算机软件领域的普通技术人员中被公知而能够使用的。作为计算机可读记录介质的例子，可以包括硬盘、软盘及如磁带等磁介质(magnetic media)、如CD-ROM、DVD等光学介质(optical media)、如光磁碟(floptical disk)等磁-光介质(magneto-opticalmedia)，以及如ROM、RAM、闪存等为了存储及执行程序命令而特别构成的硬件装置。作为程序指令的例子，不仅可以包括如由编译器所制的机械码，而且还可以包括通过使用解释器等从而由计算机来执行的高级语言代码。所述的硬件装置，为了执行实施例的工作，可以通过一个以上的软件模块来进行工作，反之亦然。
如上所述，虽然以有限的实施例和附图来描述了实施例，但是本领域的普通技术人员可以通过前述的记载，能够进行各种修改和变更。例如，所描述的技术能够以与所描述方法不同的顺序来执行，及/或所描述的系统、结构、装置、电路等构成要素能够以与所描述的方法不同的形态结合或组合，或者即使被其他构成要素或等同物取代，也可以获得合适的结果。
因此，其他表现形式、其他实施例以及与权利要求等同的手段，也包括在权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种三维网格模型水印插入方法，包括如下步骤：
计算三维网格模型的几何特征值；
利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；
将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；
在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中插入预先设定的水印；以及
将插入了所述水印的多个网格片按直角坐标系进行复原。
2.如权利要求1所述的三维网格模型水印插入方法，其特征在于，插入所述水印的步骤，包括如下步骤：
设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印插入区间；和
在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印插入区间中插入所述水印。
3.如权利要求2所述的三维网格模型水印插入方法，其特征在于，设定所述水印插入区间的步骤，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印插入区间。
4.如权利要求1所述的三维网格模型水印插入方法，其特征在于，所述分割的步骤，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
5.一种三维网格模型水印检测方法，包括如下步骤：
计算三维网格模型的几何特征值；
利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；
将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；
从按使用所述顶点距离的坐标系变换的多个网格片的每一个中检测水印；以及
基于从所述多个网格片的每一个中检测出的水印，决定最终水印。
6.如权利要求5所述的三维网格模型水印检测方法，其特征在于，检测所述水印的步骤，包括如下步骤：
设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印检测区间；和
在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印检测区间中检测所述水印。
7.如权利要求6所述的三维网格模型水印检测方法，其特征在于，设定所述水印检测区间的步骤，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印检测区间。
8.如权利要求5所述的三维网格模型水印检测方法，其特征在于，所述分割的步骤，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
9.如权利要求5所述的三维网格模型水印检测方法，其特征在于，决定所述最终水印的步骤，在从所述多个网格片每一个中检测出的水印中，使用水印痕迹分析方法或多数投票系统决定最终水印。
10.一种三维网格模型水印插入装置，包括：
计算部，计算三维网格模型的几何特征值；
分割部，利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；
变换部，将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；
插入部，在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中插入预先设定的水印；以及
复原部，将插入了所述水印的多个网格片按直角坐标系进行复原。
11.如权利要求10所述的三维网格模型水印插入装置，其特征在于，所述插入部，设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印插入区间，并且在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印插入区间中插入所述水印。
12.如权利要求11所述的三维网格模型水印插入装置，其特征在于，所述插入部，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印插入区间。
13.如权利要求10所述的三维网格模型水印插入装置，其特征在于，所述分割部，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
14.一种三维网格模型水印检测装置，包括：
计算部，计算三维网格模型的几何特征值；
分割部，利用所述几何特征值，将所述三维网格模型按多个网格片进行分割；
变换部，将所述多个网格片按使用顶点距离的坐标系进行变换；
检测部，从按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片的每一个中检测水印；以及
决定部，基于从所述多个网格片的每一个中检测出的水印，决定最终水印。
15.如权利要求14所述的三维网格模型水印检测装置，其特征在于，所述检测部，设定按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的水印检测区间，并且在按使用所述顶点距离的坐标系进行变换的多个网格片每一个的所述设定的水印检测区间中检测所述水印。
16.如权利要求15所述的三维网格模型水印检测装置，其特征在于，所述检测部，对所述多个网格片的每一个进行直方图化，进而设定一定间距的所述水印检测区间。
17.如权利要求14所述的三维网格模型水印检测装置，其特征在于，所述分割部，在计算所述三维网格模型的几何特征值后，利用聚类方法，将所述三维网格模型按所述多个网格片进行分割。
18.如权利要求14所述的三维网格模型水印检测装置，其特征在于，所述决定部，在从所述多个网格片每一个中检测出的水印中，使用水印痕迹分析方法或多数投票系统决定最终水印。
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