KR20040003185A - Insert and extract method of watermarking on the 3d polygonal model - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3 차원 형상모델을 가지고 있는 STL(STEREOLITHOGRAPHY)파일에 워터마크를 삽입하여 저작권을 보호할 수 있는 3 차원형상 워터마킹의 삽입및 추출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of inserting and extracting three-dimensional shape watermarking which can protect copyright by inserting a watermark into an STL (STEREOLITHOGRAPHY) file having a three-dimensional shape model.
통신망의 발달로 정보교환이 신속하게 이루어지고 있고, 멀티미디어자료의 사용이 증가되고 있지만, 디지털자료는 복제가 용이하고 복제된 자료는 원본과 동일하므로 데이터조작이 용이하다는 부작용이 뒤따른다. 그렇기 때문에 워터마킹은 DRM(DIGITAL RIGHT MANAGEMENT)의 기술요소로서 이미지나 영상, 음악등과 같은 디지털컨텐츠에 저작권정보를 삽입하려는 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 산업현장에서 많이 사용되고 있는 3 차원 신속조형기술로써 RP(RAPID PROTOTYPING)시스템의 3 차원 형상자료에 워터마크를 삽입하려는 연구가 미비한 실정이다.Although the exchange of information is rapidly made due to the development of communication networks, and the use of multimedia data is increasing, digital data is easy to duplicate and the duplicated data is the same as the original. For this reason, watermarking is a technical element of DRM (DIGITAL RIGHT MANAGEMENT), and research has been conducted to insert copyright information into digital contents such as images, videos, and music. However, there is a lack of research on inserting watermarks into three-dimensional shape data of RP (RAPID PROTOTYPING) system as a three-dimensional rapid prototyping technique widely used in industrial sites.
상기 RP는 절삭도구(레이저와 칼등)를 사용하여 재료를 절단하고 적층하여 시제품을 제작하는 시스템인 바, 일반 RP시스템은 STL파일로 표현되는 3 차원 CAD모델을 사용한다. RP시스템을 이용하여 상기 시제품을 제작하는 목적은 제품개발 초기단계에서 설계상의 오류나 부적합한 요인을 조기에 발견하는 것이다. 이 RP시스템에서의 자료교환 표준이 바로 STL 포맷이고, 이 STL파일로 표현되는 3 차원 형상모델은 시제품 제작뿐만 아니라 SF 영화, 3 차원 애니메이션등에 이용할 수도 있다. 이러한 응용을 위해 실물을 3 차원 스캐닝하거나 CAD 시스템으로 설계하여 STL 파일을 제작하는 데에 부가적인 비용이 발생한다.The RP is a system for manufacturing prototypes by cutting and laminating materials using cutting tools (lasers and knives, etc.). A general RP system uses a three-dimensional CAD model represented by an STL file. The purpose of producing the prototype using the RP system is to detect design errors or inadequate factors early in the product development stage. The data exchange standard in this RP system is the STL format, and the three-dimensional shape model represented by this STL file can be used not only for prototyping but also for SF film and three-dimensional animation. For these applications, additional costs are incurred for creating STL files by designing real-world 3D scanning or CAD systems.
STL 3 차원 형상모델에 단순히 워터마크를 삽입하면, 3 차원 형상데이터를 변형함으로서 원래의 형상이 왜곡되는 문제가 있다. 3 차원 형상을 변형시키지 않고 워터마크를 삽입하는 종래의 방법은 패싯의 이웃된 패싯은 패싯의 2 개의 꼭지점을 공유해야 하는 STL 표준에 위배되는 까닭에 어떤 RP 시스템에서 정상적으로 동작하지 않을 수도 있다.If a watermark is simply inserted into the STL three-dimensional shape model, the original shape is distorted by deforming the three-dimensional shape data. Conventional methods of inserting a watermark without deforming the three-dimensional shape may not work normally in some RP systems because the neighboring facets of the facets violate the STL standard, which must share two vertices of the facets.
도 10a 는 일반적인 슬라이서방법이고, 한 패싯에서 시작해서 이웃된 패싯을 찾아 슬라이스를 한다. 도 10a 와 같이 STL 표준에 위배되는 경우에는 RP시스템에서 STL 형상모델의 단면정보를 얻기 위해 자를 때 이웃된 패싯이 어느 것인지 찾지 못한다. 양자화에 3 차원 형상데이터를 사용함으로 원래의 영상이 왜곡된다는 문제점을 가진다.Fig. 10A is a general slicer method, starting with one facet to find and slice neighboring facets. If it violates the STL standard as shown in FIG. 10A, the neighboring facets may not be found when cutting to obtain cross-sectional information of the STL shape model in the RP system. By using three-dimensional shape data for quantization, the original image is distorted.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정등을 감안하여 STL파일에 대한 저작권을 보호하기 위해 발명한 것으로, 3 차원 형상데이터의 법선영역에 워터마크 데이터의삽입과 추출이 가능함으로 프라질(FRAGILE) 워터마킹과 로버스트 워터마킹과의 이용가능성으로 3 차원 형상모델을 가지는 STL파일에 워터마크를 삽입할 수 있는 3 차원형상 워터마킹의 삽입및 추출방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to protect the copyright of the STL file in consideration of the above circumstances and the like, and it is possible to insert and extract the watermark data in the normal region of the three-dimensional shape data so that the watermarking is Frazile. The purpose of the present invention is to provide a method of inserting and extracting a 3D shape watermark that can insert a watermark into an STL file having a 3D shape model.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 3 차원형상 워터마킹의 삽입방법에서 워터마크를 삽입할 패싯을 찾기 위한 샘플링 방법을 나타낸 도면,1 is a diagram illustrating a sampling method for finding a facet to insert a watermark in a method of inserting a three-dimensional shape watermark according to an embodiment of the present invention;
도 2 는 워터마크 삽입하는 전체 다이어그램,2 is an entire diagram for inserting a watermark;
도 3 은 도 2 에서 워터마크를 삽입하기 전에 STL 파일을 소팅하는 방법을 나타낸 도면,3 is a diagram illustrating a method of sorting an STL file before inserting a watermark in FIG. 2;
도 4 는 벡터영역에 워터마크 삽입할 경우에 워터마크를 삽입 양자화 방법을 나타낸 도면,4 is a diagram illustrating a method of embedding a watermark in the case of embedding a watermark in a vector region;
도 5 는 삼각형 내부 영역에 워터마크 삽입할 경우에 워터마크를 삽입 양자화 방법을 나타낸 도면,5 is a diagram illustrating a watermark embedding quantization method when a watermark is inserted into an inner region of a triangle;
도 6 은 워터마크 추출 전체 다이어그램,6 is a watermark extraction full diagram;
도 7 은 벡터영역에 워터마크 삽입할 경우에 추출과정을 나타낸 도면,7 is a diagram illustrating an extraction process when a watermark is inserted into a vector area;
도 8 은 삽입된 워터마크를 추출하는 전체적인 흐름도,8 is an overall flowchart of extracting an inserted watermark;
도 9 는 3 개의 패싯 꼭지점 정보를 가지고 벡터 성분을 구하는 방법을 나타낸 도면9 illustrates a method of obtaining a vector component with three facet vertex information.
도 10 은 종래의 워터마크 삽입방법을 도시해 놓은 도면이다.10 is a diagram illustrating a conventional watermark embedding method.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
1 : 원래의 STL 2 : 엔코드된 STL1: original STL 2: encoded STL
3, 4 : 패싯 5 : 테스트 STL3, 4: facet 5: test STL
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, STL 파일로 구성된 3 차원 모델이 법선벡터영역이 존재하는 패싯들로 구성되어 있고, 하나의 패싯에 워터마크 삽입영역으로 사용가능한 꼭지점좌표를 저장하는 영역, 법선벡터영역및 패싯내부영역중에서 두번째 법선벡터 저장영역및 패싯내부영역에 워터마크 삽입공간으로 사용하는 위터마킹시스템을 구비하여; 워터마크 삽입이, 벡터영역과 삼각형 내부 공간영역에 워터마크 데이터를 삽입하는 단계, 패싯당 한비트의 정보를 저장하는 단계, 그리고 패싯을 면적의 크기 순서로 정렬시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the three-dimensional model consisting of the STL file is composed of facets with the normal vector region, the area for storing the vertex coordinates that can be used as the watermark insertion area in one facet, normal A WWW marking system for using the watermark insertion space in the second normal vector storage area and the facet inner area among the vector area and the facet inner area; The watermark embedding includes inserting watermark data into a vector region and a triangular inner spatial region, storing one bit of information per facet, and aligning the facets in order of area size. .
이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 워터마크를 삽입하는 전체적인 흐름도로써, 원래의 STL(1)에서 3 차원에 따른 해당 패싯을 소팅하고, 워터마크비트에 따른 선분의 길이를 계산한다. 이어 법선벡터를 엔코딩한 다음 패싯을 믹싱하여 엔코드된 STL(2)을 저장한다. 3 차원 워터마크가 벡터영역과 삼각형 내부 공간영역에 워터마크 데이터를 삽입하여 3 차원 형상을 보호하는 워터마킹시스템을 구비하여, 워터마트삽입이, 상기 워터마크의 상기 3 차원 형상내에 벡터영역에 삽입하는 단계와, 상기 워터마크의 상기 3 차원 형상내의 선정한 패싯내부에 삽입하는 단계이다.Fig. 1 is a general flowchart of inserting a watermark of the present invention. In the original STL 1, a corresponding facet in three dimensions is sorted, and a line segment length is calculated according to a watermark bit. The normal vector is then encoded and the facets mixed to store the encoded STL (2). A three-dimensional watermark is provided with a watermarking system for protecting the three-dimensional shape by inserting watermark data into the vector area and the triangular inner space area, wherein the water mart insert is inserted into the vector area in the three-dimensional shape of the watermark. And inserting into the selected facet in the three-dimensional shape of the watermark.
본 발명은 공간영역의 하나로써 법선벡터영역에 워터마크를 삽입하고, 이를 구현한 워터마킹시스템은 워터마크의 비트에 맞추어 이 법선벡터의 값을 변경함으로 워터마크를 삽입한다. 즉, 패싯의 법선벡터를 양자화에 사용하고, 상기 패싯의 법선에 워터마크를 삽입할 경우에는 3 차원 형상모델에 영향을 전혀 없고 워터마크의 비가시성을 충족시킬 수 있다.The present invention inserts a watermark into the normal vector region as one of the spatial regions, and the watermarking system implementing the watermark inserts the watermark by changing the value of the normal vector according to the bit of the watermark. That is, when the normal vector of the facet is used for quantization and the watermark is inserted into the normal of the facet, the invisibility of the watermark can be satisfied without affecting the three-dimensional shape model.
먼저, STL 3 차원 형상에 워터마크를 삽입하기 위해서는 STL 파일의 형식을 통해 알수 있는 바, 즉 STL 파일로 구성된 3 차원 형상모델은 패싯이라는 삼각형들로 구성되어 있다. 따라서, 상기 STL 파일은 패싯(FACET)으로 구성되고 있고, 이 패싯에는 패싯평면의 앞면과 뒤면을 나타내는 법선 벡터영역이 존재하고 있다.First, in order to insert a watermark into an STL three-dimensional shape, it can be known through the format of an STL file, that is, a three-dimensional shape model composed of an STL file is composed of triangles called facets. Therefore, the STL file is composed of facets, and the facet region includes a normal vector region representing the front and back faces of the facet plane.
상기 STL 파일은 도 2 에 도시된 바와 같이 2가지 형식, 즉 텍스트(ascii) 파일구조(도 2a 참조)와 이진(binary)파일형식(도 2b 참조)이 있다. 따라서, STL 파일은 3 차원 형상을 구성하는 수많은 패싯들에 대한 정보를 가지고 있다.As shown in FIG. 2, the STL file has two formats, a text file structure (see FIG. 2A) and a binary file format (see FIG. 2B). Thus, the STL file contains information about the numerous facets that make up the three-dimensional shape.
상기 STL 파일에 담겨져 있는 데이터는 도 3 에 도시된 바와 같은 여러개의 삼각형 정보인 바, 이는 3 개의 꼭지점(X,Y,Z) 데이터와 벡터정보(X,Y,Z)데이터로써 총 12 개의 데이터가 하나의 삼각형을 이룬다. 도면에서 V 는 VERTEX 이고, N 는 법선벡터이며, X,Y,Z 는 좌표이다. STL 파일에 저장된 패싯정보는 텍스트형식(도 3b 참조)과 이진형식(도 3c 참조)으로써 하나의 패싯(도 3a 참조)에는 법선벡터를 나타내는 하나의 점좌표와 세꼭지점(V1, V2, V3)의 조표가 필요하며, 각 좌표당 X,Y,Z 의 값을 저장해야하므로 총 12 개의 데이터값이 필요하고, 이 값들은 모두 실수이다.The data contained in the STL file is a plurality of pieces of triangular information as shown in FIG. 3, which includes three vertices (X, Y, Z) data and vector information (X, Y, Z) data. Forms a triangle. In the figure, V is VERTEX, N is a normal vector, and X, Y, and Z are coordinates. The facet information stored in the STL file is in text format (see FIG. 3B) and binary format (see FIG. 3C). One facet (see FIG. 3A) contains one point coordinate and vertex (V1, V2, V3) representing a normal vector. A total of twelve data values are required because each of the coordinates needs to be stored and the values of X, Y, and Z are stored for each coordinate. These values are all real numbers.
이런 STL 파일에는 표준에 워터마크를 삽입할 경우 여러 가지를 고려해야 하는 바, 먼저 2 차원 영상의 경우에는 변형된 한 픽셀이 전체 영상에 미치는 영향이 작은 반면에, 3 차원 형상의 경우에는 꼭지점의 좌표가 변경될 경우로써 원래의 3 차원 형상에 왜곡을 가져와서 RP 시스템에 사용하지 못할 수도 있다.These STL files require a number of considerations when embedding watermarks in a standard. First, in the case of a two-dimensional image, a single transformed pixel has little effect on the entire image, while in the case of a three-dimensional shape, If is changed, it may bring distortion to the original three-dimensional shape and may not be available for the RP system.
하나의 패싯에는 워터마크 삽입영역으로 사용가능한 여러개의 공간영역 (SPATIAL DOMAIN)이 있는 바, 여기서 첫번째는 꼭지점좌표를 저장하는 영역이고 두번째는 법선벡터를 저장하는 영역, 세번째는 패싯내부영역이다. 상기 첫번째 꼭지점 저장영역은 3 차원 형상의 왜곡을 가져오므로 워터마크 삽입영역으로 적당하지 않고, 두번째 법선벡터 저장영역을 워터마크 삽입공간으로 사용하고 있다. STL 표준에서는 패싯평면에서 법선벡터좌표가 존재하는 방향이 앞면이고, 그렇지 않는 면이 뒤면으로 되고 있다.One facet has several space domains (SPATIAL DOMAIN) that can be used as a watermark embedding area, where the first area stores vertex coordinates, the second area stores normal vectors, and the third area inside facets. The first vertex storage region is not suitable as a watermark insertion region because of the distortion of the three-dimensional shape, and the second normal vector storage region is used as the watermark insertion space. In the STL standard, the direction in which normal vector coordinates exist in the facet plane is on the front face, and the face on the facet plane is on the back face.
본 발명은 3 차원 형상에 왜곡을 가하지 않고 워터마크를 삽입하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to a method of inserting a watermark without adding distortion to the three-dimensional shape.
도 1 에 도시된 본 발명은 2 개의 영역워터마크를 삽입하고 있는 바, 그 중 하나는 벡터 공간영역에, 다른 하나는 삼각형 내부 공간영역에 삽입하고 있다. 그러나, 일반적인 STL 포멧에의 워터마킹의 가장 큰 단점은 패싯의 순서에 종속적이라는 점이다.In the present invention shown in FIG. 1, two region watermarks are inserted, one of which is inserted into a vector space region and the other into a triangular inner space region. However, the biggest disadvantage of watermarking in the general STL format is that it is dependent on the order of facets.
따라서, 패싯당 한비트의 정보를 저장하게 되는 데, 패싯의 순서가 뒤바뀌는 경우에는 워터마크가 제거되는 효과가 나타난다. 그러므로, 패싯 순서를 변경하는 공격에 대하여 강인성을 갖도록 하기 위해 전체 패싯을 일정한 순서대로 정렬시켜야 한다. 본 발명은 패싯을 면적의 크기 순서로 정렬시키고 있다.Therefore, one bit of information is stored per facet, and the watermark is removed when facets are reversed. Therefore, in order to be robust against attacks that change the facet order, the entire facets must be sorted in a certain order. The present invention arranges facets in order of area size.
법선벡터에 워터마크삽입은 워터마크신호로 SCH university 라는 아스키 문자열(공백을 포함하여 14 바이트)을 사용하게 되는 바, 이 문자열로 생성되는 비트스트림은 8 × 14 = 112 개, 즉 112 개의 패싯만으로 워터마크 스트림을 모두 삽입가능하게 된다. 보통 STL 3 차원 형상모델은 패싯이 수백 - 수만개로 구성되고 모든 패싯에 반복적으로 워터마크를 삽입할 수 있다.Watermark embedding into normal vector uses ASCII string (14 bytes including blank) as SCH university as watermark signal, and the bitstream generated by this string is 8 × 14 = 112, that is, 112 facets All watermark streams can be inserted. Normally, STL three-dimensional shape models consist of hundreds to tens of thousands of facets and can repeatedly insert watermarks in all facets.
본 발명에서는 패싯의 선분길이를 고려하는 바, 패싯의 순서가 뒷바뀌는 경우에는 워터마크가 제거되는 효과가 나타난다. 그러므로, 패싯의 선분을 고려하기 전에 패싯을 패싯의 크기(면적)순으로 정렬하고, 패싯에서 3 개의 선분길이를 구해 가장 긴 선분의 길이가 정해진 범위안에 포함된 경우에 워터마크를 삽입한다.In the present invention, the line segment length of the facets is considered. When the order of the facets is reversed, the watermark is removed. Therefore, the facets are sorted in order of facet size (area) before considering the facets of the facets, and the lengths of three segments are determined from the facets, and the watermark is inserted when the length of the longest segment is included in the defined range.
도 4 는 각 패싯(3, 3')의 면적을 구하는 방법을 나타낸 것으로, 패싯이 3 차원 공간에 있기 때문에 2 차원 평면에 투영을 하고 투영된 삼각형의 면적을 구한 뒤 3 차원 공간에 있는 삼각형의 넓이는 식 S = S'sinθ을 이용하여 구한다. 그 다음 모든 패싯(3, 3')에 워터마크를 삽입하는 것은 시간및 비용이 많이 들기 때문에 워터마크를 삽입할 패싯의 선택해야 한다.Fig. 4 shows how to find the area of each facet (3, 3 '). Since the facets are in three-dimensional space, they are projected on a two-dimensional plane and the area of the projected triangle is calculated. The area is obtained using the equation S = S'sinθ. Inserting a watermark in all the facets 3, 3 'then takes time and money, so it is necessary to select a facet to insert the watermark.
도 5 는 워터마크 삽입할 패싯을 선택하는 샘플링을 나타낸 것으로, 패싯 꼭지점 데이터를 가지고 패싯(4)을 구성하는 3 개의 선분길이를 구할 수 있다. 구한 3 개의 선분의 길이중 가장 긴선분(a)이 조건 크기에 만족할 경우 그 패싯(4)에 워터마크를 삽입한다.5 shows sampling for selecting a facet to insert a watermark, and three line lengths constituting the facet 4 with facet vertex data can be obtained. If the longest line segment a of the obtained three line segments satisfies the condition size, a watermark is inserted into the facet 4.
도 6 은 도 5 에 의해 샘플링된 패싯에 양자화하는 방법을 나타낸 것으로.워터마크가 삽입될 경우(이때 1 을 의미함)에는 벡터의 위치를 긴 선분(a)의 끝 꼭지점으로 평행이동시킨다(도 6a 참조). 그리고, 삽입되지 않을 경우(이때 0 을 의미함)에는 긴 선분의 앞 꼭지점으로 벡터를 이동시킨다(도 6b 참조). 프라질 워터마킹으로 벡터에 워터마크를 삽입할 경우의 양자화 방법은 도 6 에 도시되어 있고, 로버스트 워터마킹으로 삼각형 내부 공간 영역에 삽입할때의 양자화 방법은 도 7 에 도시되어 있다.6 illustrates a method of quantizing facets sampled by FIG. 5. When a watermark is inserted (meaning 1), the position of the vector is moved in parallel to the end vertex of the long line segment a. 6a). If not inserted (which means 0 at this time), the vector is moved to the front vertex of the long line segment (see FIG. 6B). The quantization method in the case of inserting the watermark into the vector by the plastic watermarking is shown in FIG. 6, and the quantization method in the insertion into the triangle inner space region by the robust watermarking is shown in FIG. 7.
따라서, 워터마크가 삽입되는 경우에는 패싯내부 공간에 패싯 순서와 반대 방향으로 패싯하나는 추가한다. 삽입하지 않을 경우는 패싯을 추가하지 않는다. 그 다음 마지막으로 정렬된 패싯 데이타를 뒤썩어 놓는다.Therefore, when a watermark is inserted, one facet is added to the facet inner space in a direction opposite to the facet order. If not, do not add facets. Then we tweak the last sorted facet data.
도 7a 에서는 워터마크 삽입전으로 삼각형의 앞면표시이고, 도 7b 에서는 워터마크 삽입후로 큰삼각형의 앞면표시와 내부삼각형의 뒷면표시이다. 로버스트 워터마킹을 만들기 위해, 다른 공간영역인 데이터속에 새로운 패싯을 만들어 추가한다. 패싯의 면적순으로 소팅된 파일에 그 패싯의 반대방향을 가지고 있는 패싯을 삽입한다.In FIG. 7A, the front face of the triangle is inserted before the watermark is inserted. In FIG. 7B, the front face of the large triangle and the back face of the inner triangle are shown after the watermark is inserted. To create robust watermarking, we create and add new facets into the data in another spatial area. Inserts facets with the opposite direction of the facets into the sorted file in order of area of facets.
워터마크가 1 인 경우에는 패싯안에 새로운 워터마크를 삽입하고, 워터마크가 0 인 경우에는 삽입하지 않는다. 워터마크 데이터가 삽입된 패싯은 순서가 반대이므로 겉에서 볼 수가 없도록 되어 있다. 따라서, 법선벡터를 이용할 때보다 패싯의 가장 긴 선분의 길이범위를 줄일 수 있다.If the watermark is 1, a new watermark is inserted into the facet. If the watermark is 0, no watermark is inserted. The facets into which the watermark data is inserted are not visible because they are reversed in order. Therefore, the length range of the longest line segment of the facet can be reduced than when using the normal vector.
도 8 은 삽입된 워터마크를 추출하는 전체적인 흐름도이다. 테스트 STL(5)은 차원에 따른 패싯을 소팅하고, 이어 디코딩한 다음 유사성 계산을 함으로 추출된 워터마크를 찾을 수 있다. 워터마크를 추출하기 전에 정렬하는 방법과 삽입된 패싯을 찾아내는 방법은 삽입할 때의 방법과 같다.8 is an overall flowchart of extracting an embedded watermark. The test STL 5 can find the extracted watermark by sorting the facet along the dimension, then decoding and then calculating the similarity. The method of sorting before extracting the watermark and finding the inserted facet is the same as when inserting.
본 발명은 워터마킹된 3 차원 형상으로 워터마크추출이, 상기 워터마킹된 3 차원 형상으로 부터 삽입된 벡터영역의 워터마크를 추출하는 단계, 상기 워터마킹된 3D 형상으로 부터 삽입된 패싯내부에서 삽입된 워터마크를 추출하는 단계이다.The present invention provides a method of extracting a watermark into a watermarked three-dimensional shape, extracting a watermark of a vector region inserted from the watermarked three-dimensional shape, and inserting the watermark into a facet inserted from the watermarked 3D shape. Extracting the watermark.
워터마크를 삽입할 때 패싯을 샘플링하므로 빠른 추출을 위해 워터마크가 삽입된 패싯을 먼저 선별한다. 선별하기 전에 패싯을 크기(면적)순으로 정렬하고, 선별하기 위해 위터마크의 비트크기를 알아낸다. 워터마크의 크기는 예컨데 112 비트이므로 각 패싯의 선분 길이를 구한 다음 길이가 기준값사이에 있으면 순차적으로 워터마크비트를 추출한다.Facets are sampled when the watermark is inserted, so facets with the watermark are selected first for faster extraction. The facets are sorted by size (area) before screening, and the bit size of the wittermark is determined for screening. Since the size of the watermark is 112 bits, for example, the length of each facet is obtained, and if the length is between the reference values, the watermark bits are sequentially extracted.
패싯에서 워터마크추출은 STL 파일에 있는 모든 패싯에 대하여 패싯선분의 길이를 구한 다음, 워터마크 삽입 패싯을 선별해낸다. 그 다음 법선벡터 영역에서 워터마크를 추출하기 위해 우선 단위벡터를 구하게 되는 바, 이 값을 선택된 패싯의 가장 긴 선분의 시작 꼭지점으로 공간이동시킨 값을 얻게 된다.Watermark extraction from facets finds the length of facet segments for all facets in the STL file, and then selects the watermark insertion facets. Then, to extract the watermark from the normal vector region, the unit vector is first obtained. The value is obtained by moving the value to the start vertex of the longest segment of the selected facet.
이동시킨 좌표값이 실제 STL 파일에 저장되어 있는 법선벡터 좌표와 일치하면 워터마크비트가 1 이고, 그렇지 않으면 0 이다. 전체 패싯중에서 워터마크 삽입패싯을 선별해 내고, 선별된 패싯의 벡터값을 조사하여 순차적으로 112 개의 비트를 모은다. 이렇게 모아진 112개의 비트를 8 개씩 모아 아스키코드로 화면표시한다.If the shifted coordinates match the normal vector coordinates stored in the STL file, the watermark bit is 1; otherwise, it is 0. The watermark insertion facet is selected from all the facets, and 112 bits are sequentially collected by examining the vector values of the selected facets. The eighteen 112 bits are collected and displayed in ASCII code.
로버스트 워터마크 데이터추출은 패싯의 크기순으로 소팅한 후 그 패싯의 선분상의 점들로 되어 있는 다른 패싯이 있는 지의 여부를 확인하여 워터마크를 추출할 수 있다.The robust watermark data extraction may be sorted in order of facet size, and then extracted by checking whether there are other facets of points on the facet of the facet.
도 9 는 3 개의 패싯 꼭지점(P0, P1, P2) 정보를 가지고 벡터 성분(V1, V2, V3)을 구하는 방법을 나타낸 것이다. 워터마크가 삽입된 패싯을 선택한 다음 도 9b 의 방법을 이용하여 패싯을 구한 뒤 이 패싯을 가장 긴 선분의 앞 꼭지점으로 평행이동시킨다. 그 다음 평행 이동시킨 벡터정보와 가지고 있는 벡터정보가 일치여부를 확인한다. 일치하면 워터마크가 삽입되지 않았으므로 0 이고, 일치하지 않을 경우에는 워터마크가 삽입되어 있으므로 1 을 의미한다. 이런 식으로 추출한 비트를 8 비트씩 모아서 ASCII 값으로 변환한다.FIG. 9 illustrates a method of obtaining vector components V1, V2, and V3 having three facet vertices P0, P1, and P2 information. After selecting the facet with the watermark inserted, obtain the facet using the method of FIG. 9B and move the facet to the front vertex of the longest line segment. Then, the vector information moved in parallel and the vector information it has are checked. If it matches, it means 0 because no watermark is inserted. If it does not match, it means 1 because the watermark is inserted. In this way, the extracted bits are collected by 8 bits and converted into ASCII values.
패싯내부에 워터마크를 삽입한 경우는 삼각형의 선분의 방정식을 구한 뒤, 모든 삼각형의 꼭지점의 값을 대입하여 3 선분의 값이 0 인 삼각형이 있을 경우에는 그 삼각형 내부에 워터마크을 위한 데이터가 삽입된다는 것을 의미한다. 반면 삼각형이 없을 경우에는 워터마크가 삽입되지 않음을 의미한다. 이것을 조합하여 ASCII 값으로 변환한다.If the watermark is inserted inside the facet, the equation of the triangle segment is obtained. Then, if there is a triangle with the value of three segments being 0, the watermark data is inserted inside the triangle. It means. On the other hand, if there is no triangle, it means that no watermark is inserted. Combine these to convert them to ASCII values.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 3 차원 형상데이터의 법선영역에 워터마크 데이터의 삽입과 추출이 가능함으로 프라질 워터마킹과 로버스트 워터마킹과의 이용가능성으로 3 차원 형상모델을 가지는 STL 파일에 워터마크를 삽입할 수 있는 3 차원형상 워터마킹의 삽입및 추출방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to insert and extract watermark data into the normal region of the three-dimensional shape data, so that the STL file having the three-dimensional shape model can be used with the availability of prazil watermarking and robust watermarking. It is possible to provide a method of inserting and extracting three-dimensional watermarking into which a watermark can be inserted.
Claims (5)
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