As applications involving 3D data are increasing, 3D watermarking algorithm is drawing attention of the researchers. However, classical watermarking algorithms often make distortion to the original model. In some fields like medical imagery or military information, any change of the original model is not allowed. For those fields, reversible watermarking which can recover the original model is required. The performance of reversible watermarking of 2D image is at high level, but there is a room to improve 3D watermarking technology.
In this thesis, we propose a reversible watermarking algorithm for 3D meshes based on difference expansion. We embed watermark in the model by expanding the difference between the vertices and their adjacent vertices. We first traverse the mesh model to choose the vertices into which the watermark bits will be embedded. We use all the adjacent vertices of a vertex for the expansion, so that the capacity is improved while keeping low distortion. Compared to state-of-the-art reversible 3D watermarking algorithms, our algorithm shows high capacity and low distortion.
3차원 모델을 이용하는 기술이 많아짐에 따라 3차원 워터마킹 알고리즘에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만, 대표적인 워터마킹 알고리즘은 원본 모델에 왜곡을 남기는 경우가 많다. 의학 영상, 군사 정보 등에서는 조금의 왜곡도 허용되지 않기 때문에 원본 모델을 그대로 복원할 수 있는 가역 워터마킹 기술이 요구된다. 2차원 이미지의 가역 워터마킹 기술은 이미 높은 수준까지 올라왔지만 3차원 모델의 워터마킹 기술은 아직 향상될 여지가 많다.
본 학위논문에서는 차이 확장을 기반으로 한 3차원 메쉬 모델의 가역 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 정점과 그 인접한 정점들 간의 차이를 확장함으로써 워터마크를 삽입할 수 있다. 먼저 메쉬 모델을 탐색해 워터마크 비트를 삽입할 정점들을 정한다. 한 정점에 인접한 모든 정점을 확장에 사용하여 수용력을 향상시키면서도 낮은 왜곡을 유지할 수 있도록 한다. 최신 3차원 가역 워터마킹 알고리즘과 비교해 볼 때, 제안된 알고리즘은 높은 수용력과 낮은 왜곡을 보인다.