[发明专利]一种基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法

说明书

一种基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法，包括步骤：采用3D多边形网格M＝{V，E}作为输入覆盖原始模型，并对原始模型进行轴对齐的预处理；采用水印密钥和伪随机生成器生成水印图案；通过基于圆柱坐标中离散顶点的位置信息获取扩频水印算法，并采用水印图案对预处理后的原始模型进行水印嵌入；对水印嵌入的原始模型进行模型重建以获得水印模型。本发明基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法实现的水印具有应对恶劣环境的鲁棒性和不可视性，不仅使得3D模型内容在数字领域共享时得到保护，而且当3D数字内容通过3D打印转换为模拟内容时也能得到保护。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法。

背景技术

在3D打印技术领域中，目前存在的一个技术难点是3D模型内容的版权保护问题。急需一个强有力、有效的技术以避免未经授权的复制、篡改和非法分发，从而为知识产权提供保护。当前，3D模型提供商试图通过指纹、数字版权管理(DRM)、访问控制、加密和数字水印技术来保护3D模型内容，其问题是基于加密和DRM的3D模型内容保护是无效的，因为3D打印过程禁用这些保护。因此，3D模型内容不仅可以在互联网上非法复制，还可以在线下市场非法复制和重新分发。为此，需要研究开发一种数字水印技术来保护3D 打印，以确保3D内容产业的繁荣。

数字水印技术是将数字信息隐藏在诸如多媒体数据等信号中的过程，当版权纠纷发生时，水印可以被用来确定作者的身份，当一个原型被泄露时，它可以被用作指纹来跟踪一条分发路径。此外，数字水印还可以作为自动系统的一个主动组件用于在内容共享环境中对未授权用户进行管理。因此，3D模型的数字水印在分发前应秘密嵌入到3D模型内容中，此外，嵌入的水印必须抵制可能侵犯版权的攻击。

目前，已经提出了各种水印方法来保护用于3D打印的3D网格模型，然而，目前的三维模型水印技术仅应用于医学图像、地理信息和计算机辅助设计(CAD)等数据中。这些工作大多集中在数字域正常运行期间的常规攻击，而3D内容的离线分布环境很少被考虑，因为3D打印过程，存在联机和离线两种情况下分发和处理的情况，就鲁棒性而言，3D打印对象对于3D模型水印具有新的要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法，以解决现有3D模型内容不仅在互联网上非法复制，还在线下市场非法复制和重新分发，从而侵犯版权的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于分层伪像分析的3D网格盲水印生成方法，包括以下步骤：

S1、采用3D多边形网格M＝{V，E}作为输入覆盖原始模型，并对原始模型进行轴对齐的预处理；

S2、采用水印密钥和伪随机生成器生成水印图案；

S3、通过基于圆柱坐标中离散顶点的位置信息获取扩频水印算法，并采用水印图案对预处理后的原始模型进行水印嵌入；

S4、对水印嵌入的原始模型进行模型重建以获得水印模型。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述步骤S1中，采用3D多边形网格M＝{V，E}作为输入覆盖原始模型，并对原始模型进行轴对齐的预处理具体包括：

S11、确定水印嵌入的z轴，并调整网格M的方向，其调整计算公式如下：

其中，v_i∈V和是旋转矩阵，并定义以下公式：

其中，θ，是预定义打印方向的相对度，z轴为被确定为3D打印层的正交方向；