基于3D网格模型的加密域可逆信息隐藏文献学习

news2024/10/5 14:18:19

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文献学习:
题目:Separable Reversible Data Hiding Based on Integer Mapping and MSB Prediction for Encrypted 3D Mesh Models.
作者:Na Xu, Jin Tang, Bin Luo, and Zhaoxia Yin
期刊:Cognitive Computation (2021): 1-10. (中科院一区)

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背景

自出现音频、图像、视频以后,3D 模型作为新型多媒体数据类型,互联网和计算机技术的快速发展为 3D 模型的处理和共享提供了条件。相比于 2D 图像,3D模型充分考虑到人类视觉感知具有三维特性,因此,3D 模型及其相应的 3D 场景可以提供更丰富的视觉感知细节。随着 3D 数据采集、3D 图形建模和图形硬件技术的发展,人们产生了越来越多的用于虚拟现实、3D游戏和工业实体CAD模型等的3D对象数据库。3D 模型已经应用到各个领域,越来越多的 3D 模型被创建、分发、下载和使用。比如:在医学领域,3D 模型被用来精确描述器官。在电影行业,3D 模型被用来表示人物、物体和场景;在建筑行业,3D 模型可以用来构建建筑的组织结构等等。
由于 3D 模型具有商业价值、视觉价值和经济效益,3D 产品的生产者和版权所有者在互联网上传播 3D 模型时,不可避免地要面对版权保护和内容认证等现实问题。因此,3D 网格模型可逆信息隐藏具有重要的研究意义。文件格式:3D 模型中最常见的是多边形网格模型,它具有三个不同的组合元素:顶点,边和面。网格模型按照一定的顺序排列顶点和面。面通常由三角形、四边形、或其它多边形组成。由于三角形网格是当前主流 3D 网格,因此,主要介绍三角形网格模型。

3D网格模型组成

网格中的几何信息描述了其左右顶点的 3D 位置(顶点坐标),面数据提供了顶点之间的邻接关系。我们可以将包含 V 个顶点和 F 个面数据的网格 M 建模为𝑀 = {𝑣,𝜀,𝐹}。
在这里插入图片描述
其中,ε是边集,F 是面集。三角形网格到𝑅中的几何嵌入是通过将 3D 位置𝑝𝑖与顶点序列𝑣中的每个顶点𝑣𝑖相关联得到:
在这里插入图片描述
下图用牛的模型为例,表述了3D模型的构成。
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多MSB预测的3D模型加密域可逆信息隐藏

将顶点坐标分别转换为整数后并转换为32bit二进制,周围的参考顶点根据多数投票规则预测嵌入顶点,如小图所示:
在这里插入图片描述
上图在预测过程中,会记录第n个预测错误的位置作为标签信息。标签信息需要记录。得到标签信息后,采用按位异或加密对模型加密。

实验结果

下图为四个测试模型及其对应的异或加密模型,嵌入数据后的模型,以及恢复后的模型。
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下图为算法的嵌入率对比,其中,左图为测试模型的嵌入率对比,右图为数据集嵌入率平均值对比。
在这里插入图片描述

结论

1)Propose an method of RDH-EI for encrypted 3D mesh models.
2)Achieve higher embedding capacity and higher quality recovery mesh compared with the state-of-the-art methods.

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