基于零水印的三维模型版权认证方法及系统与流程

本发明涉及水印数据处理，尤其涉及一种基于零水印的三维模型版权认证方法及系统。

背景技术：

1、随着3d打印技术的发展，越来越多的3d模型文件需要利用传输技术传输至不同的设备终端，而如何有效实现这些传输中3d模型文件的安全性成为了研究重点之一。

2、但现有技术在实现3d模型文件的安全传输时，一般仅采用普通的加密算法和加密密钥来处理，没有考虑到模型的用途或处理设备终端的设备特性来有效调整加密的相关操作参数。可见，现有技术存在缺陷，亟需解决。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于零水印的三维模型版权认证方法及系统，能够实现基于模型数据本身的特性来生成认证水印，提高模型认证的安全性和准确性，且具备较高的抗干扰特性。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种基于零水印的三维模型版权认证方法，所述方法包括：

3、获取包括有多个切片文件的第一三维打印模型，根据预设的切片分区模型，确定所述第一三维打印模型对应的多个第一分区切片组合；

4、对于每一所述第一分区切片组合，根据零水印生成算法以及预设的密钥和加密算法，生成每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据；

5、获取来自设备发送的待认证的第二三维打印模型和第二密钥，根据所述切片分区模型和所述零水印生成算法，确定所述第二三维打印模型对应的多个第二分区切片组合对应的第二水印数据；

6、根据所述第二密钥、所述第二水印数据和所述加密水印数据，对所述第二三维打印模型进行真伪认证。

7、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切片分区模型包括切片随机选取模型、切片图像变化度计算模型和切片分区动态规划模型。

8、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切片随机选取模型用于执行以下步骤：

9、基于预设的随机数生成算法，在所有切片文件的序号范围内生成多个随机序号；

10、获取三维打印模型中每一所述随机序号对应的切片文件，以得到多个待处理切片文件。

11、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切片图像变化度计算模型用于执行以下步骤：

12、将三维打印模型的所有切片文件输入至基准度预测神经网络模型中，以得到每一切片文件对应的基准度预测值，将所述基准度预测值最高的切片文件确定为基准切片文件；所述基准度预测神经网络模型通过多个训练切片文件和对应的基准度标注的训练数据集训练得到；

13、对任一所述待处理切片文件，基于图像相似度算法，计算该待处理切片文件和所述基准切片文件之间的图像变化度参数；

14、根据所述图像变化度参数从大到小对所有所述待处理切片文件进行排序，得到切片文件序列。

15、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述切片分区动态规划模型用于执行以下步骤：

16、根据三维打印模型对应的认证设备的设备性能参数，确定单组切片数据量阈值和单组切片图像变化阈值；

17、确定目标函数为所有分区切片组合的组合总数量最小；

18、确定限制条件为每一分区切片组合中的数据量不大于所述单组切片数据量阈值以及每一分区切片组合中的所有切片文件对应的所述图像变化度参数的平均值不大于所述单组切片图像变化阈值；

19、根据所述目标函数和所述限制条件，基于动态规划算法，对所述切片文件序列进行分区迭代演算，最终得到最优的多个分区切片组合。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据零水印生成算法以及预设的密钥和加密算法，生成每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据，包括：

21、根据零水印生成算法对每一所述分区切片组合生成对应的水印数据；

22、根据预设的密钥和加密算法对每一水印数据进行加密，得到每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据；

23、其中，所述零水印生成算法包括小波变换算法模型；所述小波变换算法模型用于对每一分区切片组合中的每一切片文件进行离散小波变换，并将变换后的文件的低频逼近子带进行分块奇异值分解，对每两个相邻子块的最大奇异值的大小关系进行判断以产生每一切片文件对应的零水印，将每一分区切片组合中所有切片文件对应的零水印确定为该分区切片组合对应的水印数据。

24、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所述第二密钥、所述第二水印数据和所述加密水印数据，对所述第二三维打印模型进行真伪认证，包括：

25、根据所述第二密钥对所述加密水印数据进行解密，得到第一水印数据；

26、计算每一所述第二水印数据和相对应的所述第一水印数据之间的相似度；

27、判断所有所述第二水印数据对应的所述相似度的平均值，得到水印相似度；

28、判断所述水印相似度是否大于预设的相似度阈值，若是，则判断所述第二三维打印模型为真，否则判断所述第二三维打印模型为假。

29、本发明第二方面公开了一种基于零水印的三维模型版权认证系统，所述系统包括：

30、分区模块，用于获取包括有多个切片文件的第一三维打印模型，根据预设的切片分区模型，确定所述第一三维打印模型对应的多个第一分区切片组合；

31、生成模块，用于对于每一所述第一分区切片组合，根据零水印生成算法以及预设的密钥和加密算法，生成每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据；

32、获取模块，用于获取来自设备发送的待认证的第二三维打印模型和第二密钥，根据所述切片分区模型和所述零水印生成算法，确定所述第二三维打印模型对应的多个第二分区切片组合对应的第二水印数据；

33、认证模块，用于根据所述第二密钥、所述第二水印数据和所述加密水印数据，对所述第二三维打印模型进行真伪认证。

34、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述切片分区模型包括切片随机选取模型、切片图像变化度计算模型和切片分区动态规划模型。

35、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述切片随机选取模型用于执行以下步骤：

36、基于预设的随机数生成算法，在所有切片文件的序号范围内生成多个随机序号；

37、获取三维打印模型中每一所述随机序号对应的切片文件，以得到多个待处理切片文件。

38、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述切片图像变化度计算模型用于执行以下步骤：

39、将三维打印模型的所有切片文件输入至基准度预测神经网络模型中，以得到每一切片文件对应的基准度预测值，将所述基准度预测值最高的切片文件确定为基准切片文件；所述基准度预测神经网络模型通过多个训练切片文件和对应的基准度标注的训练数据集训练得到；

40、对任一所述待处理切片文件，基于图像相似度算法，计算该待处理切片文件和所述基准切片文件之间的图像变化度参数；

41、根据所述图像变化度参数从大到小对所有所述待处理切片文件进行排序，得到切片文件序列。

42、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述切片分区动态规划模型用于执行以下步骤：

43、根据三维打印模型对应的认证设备的设备性能参数，确定单组切片数据量阈值和单组切片图像变化阈值；

44、确定目标函数为所有分区切片组合的组合总数量最小；

45、确定限制条件为每一分区切片组合中的数据量不大于所述单组切片数据量阈值以及每一分区切片组合中的所有切片文件对应的所述图像变化度参数的平均值不大于所述单组切片图像变化阈值；

46、根据所述目标函数和所述限制条件，基于动态规划算法，对所述切片文件序列进行分区迭代演算，最终得到最优的多个分区切片组合。

47、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述生成模块根据零水印生成算法以及预设的密钥和加密算法，生成每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据的具体方式，包括：

48、根据零水印生成算法对每一所述分区切片组合生成对应的水印数据；

49、根据预设的密钥和加密算法对每一水印数据进行加密，得到每一所述第一分区切片组合对应的加密水印数据；

50、其中，所述零水印生成算法包括小波变换算法模型；所述小波变换算法模型用于对每一分区切片组合中的每一切片文件进行离散小波变换，并将变换后的文件的低频逼近子带进行分块奇异值分解，对每两个相邻子块的最大奇异值的大小关系进行判断以产生每一切片文件对应的零水印，将每一分区切片组合中所有切片文件对应的零水印确定为该分区切片组合对应的水印数据。

51、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述认证模块根据所述第二密钥、所述第二水印数据和所述加密水印数据，对所述第二三维打印模型进行真伪认证的具体方式，包括：

52、根据所述第二密钥对所述加密水印数据进行解密，得到第一水印数据；

53、计算每一所述第二水印数据和相对应的所述第一水印数据之间的相似度；

54、判断所有所述第二水印数据对应的所述相似度的平均值，得到水印相似度；

55、判断所述水印相似度是否大于预设的相似度阈值，若是，则判断所述第二三维打印模型为真，否则判断所述第二三维打印模型为假。

56、本发明第三方面公开了另一种基于零水印的三维模型版权认证系统，所述系统包括：

57、存储有可执行程序代码的存储器；

58、与所述存储器耦合的处理器；

59、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的基于零水印的三维模型版权认证方法中的部分或全部步骤。

60、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的基于零水印的三维模型版权认证方法中的部分或全部步骤。

61、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

62、本发明通过对模型中的切片进行分区得到多个分区组合，并对每一分区组合进行水印生成和加密，以用于后续的认证，从而能够实现基于模型数据本身的特性来生成认证水印，提高模型认证的安全性和准确性，且具备较高的抗干扰特性。