面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法技术

本发明专利技术公开了一种面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法。本发明专利技术首先计算模型的显著性值并提取非显著性区域作为可见水印的编辑区域，然后对3D模型进行平面参数化获得3D到2D的映射关系并计算模型的法向贴图；选择需要编辑的水印图像信息并把其定位在法向贴图的非显著性区域内；根据水印的嵌入强度进行新法向求解，并进行基于核函数的曲面重构算法，把2D的水印图像映射到3D模型表面，最终在3D打印模型表面添加可见的实体水印。本发明专利技术能自动选择低细节区域进行表面编辑，有效避免可见水印对模型重要特征的修改；同时采用核函数的曲面重构法使得重构的曲面具有较低的形变度，能与非编辑区域的网格进行较好的融合。

【技术实现步骤摘要】
面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法
本专利技术涉及一种面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法。
技术介绍
3D打印是一种快速成型技术，已被广泛应用于影视、航空航天、生物医疗、工业设计等诸多领域。这一技术不仅是一次重大的技术革命，更是对传统制造业的一次颠覆。伴随当前三维快速原型技术的飞速发展及商业化，大量数字模型通过三维打印等技术完成实体化并被投入商业应用中，从而也带来了模型管理以及版权保护的需求。传统水印算法面向数字模型保护，仅在数字化状态下被识别，当数字模型通过三维打印技术生成真实物件后，隐藏在数字模型中的传统水印将无法继续发挥作用，丧失其有效性。因此，如何对3D打印产品模型进行有效的标记管理与版权保护已成为一个迫切需要解决的难题。
技术实现思路
本专利技术基于上述目的，提出了一种面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法。本专利技术首先计算模型的显著性值并提取非显著性区域作为可见水印的编辑区域，然后对3D模型进行平面参数化获得3D到2D的映射关系并计算模型的法向贴图；选择需要编辑的水印图像信息并把其定位在法向贴图的非显著性区域内；根据水印的嵌入强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：对三维网格模型进行显著性计算,提取非显著区域；步骤2：对三维网络模型进行平面参数化，构建三维网格曲面与平面参数域的映射关系；步骤3：通过重心坐标差值法计算2D网格模型M2D的平滑法线贴图；步骤4：提取水印图像的边界点，并构建理想的水印图案边界离散点集；步骤5：编辑水印图像在平面参数域中在非显著性区域内的位置；步骤6：根据水印强度h，计算顶点集P的新法向量；步骤7：构建基于高斯核的映射方程，对M2D内的顶点集P＝(T,N)进行3D曲面重建；步骤8：对曲面重构后的点云进行三角网格化；对平面点云P进行三角网格化，...

【技术特征摘要】
1.面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：对三维网格模型进行显著性计算,提取非显著区域；步骤2：对三维网络模型进行平面参数化，构建三维网格曲面与平面参数域的映射关系；步骤3：通过重心坐标差值法计算2D网格模型M2D的平滑法线贴图；步骤4：提取水印图像的边界点，并构建理想的水印图案边界离散点集；步骤5：编辑水印图像在平面参数域中在非显著性区域内的位置；步骤6：根据水印强度h，计算顶点集P的新法向量；步骤7：构建基于高斯核的映射方程，对M2D内的顶点集P＝(T,N)进行3D曲面重建；步骤8：对曲面重构后的点云进行三角网格化；对平面点云P进行三角网格化，三角网格化后要求内角最小角度为10度，并根据2D与3D的映射关系，连接相应的3D重构顶点；步骤9：将重构的曲面与原始模型进行无缝连接；计算重构曲面的边界顶点与对应的原始曲面的边界边的垂直投影，选择垂直距离最小值的边为吸附边，投影点代替重构的边界顶点；步骤10：将生成的含有可见水印的模型导出为STL格式，并输入至3D打印机中，进行可见实体水印打印制作。2.根据权利要求1所述的面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法，其特征在于步骤1所述的对三维网格模型进行显著性计算,提取非显著区域，具体实现如下：步骤1.1对输入的三维网格模型,计算与顶点p相距σ距离的顶点集合内每个顶点的平均曲率C(p)；步骤1.2计算每个顶点的高斯加权平均曲率G(C(p),σ)：设与顶点p相距的σ距离的顶点集合为N(p,σ)＝{x|||x-p||<σ}，x是网格模型上的顶点，σ为细粒度，2σ为粗粒度；步骤1.3计算每个顶点的粗、细不同粒度的高斯加权平均曲率差值S(p)：S(p)＝|G(C(p),σ)-G(C(p),2σ)|；步骤1.4计算顶点p在5个粒度上的平均曲率差值总和Ci(p)；Ci(p)＝|G(C(p),σi)-G(C(p),2σi)|，σi∈{2ε，3ε，4ε，5ε，6ε},ε＝0.3％，i＝1,2,...,5；步骤1.5选取Ci(p)＜t的连续区域作为可视水印编辑区域，t为设定阈值。3.根据权利要求2所述的面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法，其特征在于步骤2所述的对三维网络模型进行平面参数化，构建三维网格曲面与平面参数域的映射关系，具体实现如下：对三维网络模型M3D用最小二乘保角映射法进行平面参数化，然后构建模型三维坐标位置与二维平面位置的一一映射关系，获得映射后的2D网格模型M2D；三角面片的最小二乘保角映射条件：AF代表三角面片的面积，F为一个三角面片；(u,v)为2D平面参数化坐标。4.根据权利要求3所述的面向3D打印模型的三维可见实体水印版权防伪标识方法，其特征在于步骤3所述的通过重心坐标差值法计算2D网格模型M2D的平滑法线贴图，具体实现：把每个顶点的法向量分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯小青，王继林，董克明，李黎，
申请(专利权)人：浙江财经大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33