1.一种三维模型版权认证方法,其特征在于该方法包括:
(1)根据原始三维模型文件生成无意义零水印信息Moran;
具体包括:(1‑1)读取未嵌入水印的原始三维模型文件,得到点集合POI={pi|i=0,1,
2,…,I‑1}和面集合SHPAE={sj(po,pp,pq)|j=0,1,2,…,J‑1,o,p,q∈(0,1,2,…,I‑1)},其中,pi表示POI中第i个点,sj表示SHPAE中第j个面,I为点元素的数量,J为面元素的数量;
(1‑2)对集合SHPAE进行数据清洗,删除三个顶点之间具有公共点的面,从而得到清洗后的三角面集合SHAPE2;
(1‑3)根据SHAPE2中各个三角面所对应的三个顶点坐标,计算各三角面的面积以及其质心,并存入集合Tri={(ck,areak)|k=0,1,2,…,K‑1},其中ck是SHAPE2中第k个三角面的质心,areak是对应面积,K为SHAPE2中三角面的数量;
(1‑4)采用下式顺序计算集合Tri中每n个三角面之间的莫兰系数,并存储至集合Moran={mr|r=0,1,2,…,R‑1}中:式中,n为K除以版权图像像素数量后的取整,即将集合Tri中所有三角面划分为R个子集合,每个子集合中有n个三角面,mr表示第r个子集合中三角面之间的莫兰系数,共R个莫兰系数; 分别表示第r个子集合中第k1、k2个三角面的面积与集合Tri中三角面平均面积值的偏差, 是第r个子集合中第k1、k2个三角面之间的空间权重,取值区间为(0,
1];
(1‑5)根据下式对集合Moran元素进行二值化处理,处理后的集合Moran即为无意义零水印信息:式中,med是集合Moran元素的中值;
(2)对版权图像基于Logistics置乱,生成置乱版权信息Copyright;
(3)将Moran与Copyright进行异或运算,得到特征信息Watermark,并进行安全性存储;
(4)在需要对三维模型文件认证时,获取待认证三维模型文件对应的原始三维模型文件的特征信息Watermark和置乱版权信息Copyright;
(5)根据待认证三维模型文件生成无意义零水印信息Moran2;具体方法与步骤(1)一致;
(6)将Watermark和Moran2进行异或运算,得到版权信息Copyright2;
(7)计算Copyright2和Copyright的莱文斯坦字符相似度Similarity;
(8)如果Similarity>阈值TH,则判定待认证三维模型侵权,认证不通过;否则,判定待认证三维模型文件认证通过,并生成版权图像。
2.根据权利要求1所述的三维模型版权认证方法,其特征在于:步骤(2)具体包括:(2‑1)按行顺序读取版权图像像素值,存储为二维矩阵Image;
(2‑2)根据下式二值化处理二维矩阵Image:
式中,Ix,y是Image中的第x行第y列的元素,temp为预设分割阈值,且temp∈(0,255);
(2‑3)采用Logistics数字图像混沌加密算法置乱Image,得到集合L1={x0,x1,...xIN‑1}:式中,混沌参数a∈(3.5699,4),迭代初始值x0∈(0,1),IN为Image的元素个数;
(2‑4)将L1升序排列,存入集合L2={y0,y1,...yIN‑1};
(2‑5)将Image按照行元素转换为一维矩阵Image’,并交换Image’中的元素Iim和Ijm,将交换后的结果存入集合Copyright作为置乱版权信息,其中Iim、Ijm为Image’中的第im、jm个元素,且jm为L1中的第im个元素xim在L2中的索引值,即xim=yjm。
3.根据权利要求1所述的三维模型版权认证方法,其特征在于:步骤(3)具体包括:(3‑2)将特征信息Watermark前加上当前日期时间戳,并根据用户设置密钥Key进行加密,得到带时间戳的版权标识加密信息We;
(3‑3)将版权标识加密信息We、密钥信息Key、版权图像行数row、列数col和置乱版权信息Copyright存储,以供版权认证使用。
4.根据权利要求1所述的三维模型版权认证方法,其特征在于:步骤(6)具体包括:将Moran2循环补足至与Watermark相同长度,并将对应位置的元素进行异或运算,将运算结果存入集合Copyright2作为版权信息。
5.根据权利要求1所述的三维模型版权认证方法,其特征在于:步骤(7)具体包括:将根据下式,计算集合Copyright2和集合Copyright的莱文斯坦字符相似度Similarity;
式中max(Copyright,Copyright2)是两者的最大字符串长度,Duv是指从Copyright第u个字符修改到Copyright2第v个字符的最小编辑操作次数,计算公式如下所示:式中,Wa、Wb、Wc分别表示删除、插入、替换操作的权重。
6.根据权利要求1所述的三维模型版权认证方法,其特征在于:步骤(8)中版权图像的生成方法为:(8‑1)采用Logistics数字图像混沌加密算法置乱Copyright2,得到集合L3={x′0,x′1,...x′CN‑1}:2
x′v+1=ax′v‑x′v,v=0,1,...,CN‑1式中,混沌参数a∈(3.5699,4),迭代初始值x′0∈(0,1),CN为Copyright2的元素个数;
(8‑2)将L3升序排列,存入集合L4={y′0,y′1,...y′CN‑1};
(8‑3)交换Copyright2中的元素cic和cjc,其中cCN‑ic、cjc为Copyright2中的第CN‑ic、jc个元素,且jc为L3中的第ic个元素x′ic在L4中的索引值,即x′ic=y′jc;
(8‑4)将交换后的Copyright2转成row×col的二维矩阵,row、col分别是原始版权信息图像的行列数;
(8‑5)将二维矩阵转为灰度图像并输出。