[发明专利]一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统

说明书

一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统，属于多媒体内容安全领域，本发明公开了一种用于STL三维模型文件的数字水印系统，能有效抵抗旋转、缩放、面片重排序等攻击，该数字水印系统有两个部分组成：1)数字水印嵌入部分；2)数字水印提取部分，本发明能成功地从遭受旋转、缩放、三角面片重排序等攻击的含水印STL三维模型中提取数字水印，能有效地用于版权保护。

技术领域

本发明属于多媒体内容安全领域，特别是涉及一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统。

背景技术

互联网、数字媒体等技术的高速发展使得人们能够更加方便地通过网络进行协同工作、发布各种形式的多媒体产品，包括文本、图像、音频和视频等，也包括三维(简称3D)模型。便捷的网络技术给广大用户带来方便的同时，非法占有、复制、修改、传播盗版产品的侵权行为也变得更加容易，这些侵权行为使得版权所有人的合法权益的遭受严重侵害。作为数字版权保护的重要手段之一，数字水印技术从20世纪90年代开始被广泛研究，其基本思想是将版权信息、产品的标识码以及购买者的信息等嵌入到原始数据文件中。该信息在一般情况下不为人所察觉，也不影响数字产品的使用，仅在需要的时候利用水印提取算法提取出来以鉴别版权。同时，数字水印还要能够经受一定的攻击而不被清除。

近些年来，计算机辅助设计、虚拟现实、三维图像处理、图形计算等技术的快速发展，使得3D模型在建筑设计、文物保护、游戏模型设计等诸多领域得到了广泛的应用。随着3D打印技术的成熟与普及，个性化产品的创作与生产成为可能，整个社会的运作模式和产业发展方向正发生巨大的改变。因此，对3D模型的版权保护越来越重要。

3D打印是快速成型技术中的一种，其使用的STL三维模型文件是软件设计和打印机之间的标准文件，STL格式的文件由一系列的三角面片信息单元组成，每个信息单元包括以“facet normal”开头的三角面片外法向量坐标值和以“vertex”开头的三个顶点的坐标值，如图1所示。作为3D模型设计和3D打印机之间协作的接口协议，STL三维模型文件是一种十分普及的数字产品。另外，用于STL三维模型文件的数字水印技术和系统非常少。因此，设计用于STL三维模型文件的数字水印系统尤为重要和迫切。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，旨在提供一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统。本发明的数字水印系统能有效抵抗旋转、缩放、三角面片重排序等攻击。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统，其特征在于，包括两个部分：

第一部分：数字水印嵌入部分

水印嵌入部分具体包括以下3个主要步骤：

步骤一、水印序列冗余编码

1)代表版权信息的长度为L的水印序列表示为W＝{w₁,w₂,w₃,...,w_i,...,w_L}，其中W_i∈[0,1]，若L为奇数则在w_L之后补一位“0”；

相邻两位为一组，对水印序列W进行编码，其中“00”编码为“1”，“01”编码为“2”，“10”编码为“3”，“11”编码为“4”，得到编码后的水印序列

其中W_i∈[0,4]；

2)第一次加入校验位：在水印序列W₁中的相邻重复或近邻(重复的数字不相邻但其间隔4位以内)重复数字之间加入校验位，相邻重复的情况下，首先在两位重复数字中间加入一位校验位，然后将第二位重复数字变化为其配对数字(配对数字的定义在具体实施方案给出)；近邻重复的情况下，首先加入一位校验位，然后重复上单元结尾数字，得到一次校验的水印序列W2；