【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印，尤其是一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法。
技术介绍
1、3d打印作为一种快速成型制造技术，3d打印在设计物体外观、制造速度、精度和材料选择等方面具有传统制造无法比拟的优势。3d打印已广泛应用于医疗保健、汽车制造和航空航天等领域。随着3d打印技术的发展和成本的降低，利用该技术进行产品仿制已成为可能。由于3d打印模型在物理形态和制造工艺上的特性，恶意用户通过逆向工程仿冒产品给执法带来了挑战。因此，3d打印模型的知识产权保护和防伪认证问题至关重要。
2、目前，已有一些用于认证3d打印模型真伪性的方法被提出，大部分都是通过嵌入水印的方式进行认证。根据嵌入水印的来源，可分为外源性水印的认证方法，以及利用打印过程中的痕迹作为水印的认证方法。虽然这些方法都具备一定的认证能力，但其嵌入水印的安全性、认证方案的复杂程度、认证的成本都具有一定的劣势，难以同时兼顾，推广应用较为困难。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，本专利技术具有高效认证模型真伪性的能力，并能以简单的方式将水印嵌入模型和从模型中提取水印，此外，水印的鲁棒性能够得到提升。
2、本专利技术的技术方案为：一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，包括注册阶段和验证阶段，注册阶段完成3d打印模型的鲁棒水印设计和嵌入，验证阶段完成对3d打印模型的认证；
3、其中，所述的注册阶段包括如下步骤：
4
5、s2)、对待打印的数字模型进行切片操作；
6、s3)、将水印信息嵌入经切片操作的待打印的数字模型；
7、s4)、打印嵌入水印信息的数字模型，得到含认证水印信息的模型实体；
8、s5)、利用目标检测网络对模型实体进行检测，判别实体模型的真伪；
9、所述的验证阶段包括如下步骤：
10、a1)、获得待检验模型实体后，根据专用的模型认证数据库中留存的接缝结构图像，在模型实体的对应位置寻找是否存在接缝结构；
11、若存在，则进入步骤a2)，否则，待检验模型实体为伪造模型；
12、a2)、使用与注册阶段的步骤s6)中相同方法和设备对待检验模型实体的接缝结构进行拍摄，然后将图像输入到经训练的目标检测网络进行水印的识别和提取；
13、a3)、对提取到的水印信息进行检验，根据首尾定位标志位和空标记划分出完整的水印信息；
14、a4)、对含有认证信息的二进制比特串经注册阶段的步骤s1)的方法逆转换为认证信息，与专用的模型认证数据库中预存的认证信息进行匹配，匹配成功则可以认定该模型实体为正品模型，否则认定为伪造模型。
15、作为优选的，步骤s1)中，通过将认证信息转化为二进制比特串，并以校验数据串和定位标志位构成嵌入的二进制比特水印信息。
16、作为优选的，步骤s1)中，构建水印信息，具体包括如下步骤：
17、s11)、将认证信息转化为二进制比特串，通过对二进制比特串进行循环冗余校验码计算得到循环冗余校验码；
18、s12)、对循环冗余校验码进行奇偶校验得到奇偶校验位；并对二进制比特串、对循环冗余校验码、奇偶校验位依次进行拼接；
19、s13)、在二进制比特串的首端加入一位定位标志位‘1’和一位空标记；
20、s14)、在奇偶校验位的末尾加入一位空标记和定位标志位‘0’，组成完整的嵌入水印信息，并将入水印信息保存在模型认证数据库中。
21、作为优选的，步骤s12)中，所述的拼接为将循环冗余校验码附加在比特串的末尾；计算循环冗余校验码的奇偶检验结果附加在crc-5检验码的末尾。
22、作为优选的，步骤s2)中，对待打印的数字模型进行切片操作，具体包括如下步骤：
23、s21)、将待打印的数字模型导入切片软件，调整数字模型放置位置，并在数字模型的内侧面上选定接缝结构坐落位置，并做出标记；
24、s22)、对完成设置的数字模型经切片软件进行切片操作后生成g-code代码文件。
25、作为优选的，步骤s21)中，选定接缝结构的层数大于嵌入水印信息。
26、作为优选的，步骤s21)中，在嵌入过程中，所述的水印信息的头端对应着数字模型的低次序打印层，水印信息的尾端对应数字模型的高次序打印层。
27、作为优选的，步骤s21)中，对步骤s21)中标记的接缝结构区域对应打印层的最外圈的g-code代码段进行调整，具体为：
28、当嵌入水印信息位为‘1’时，将该段g-code代码逆序排序，使打印机喷嘴在打印最外圈时运动方向与原设定方向相反；
29、当嵌入水印信息位为’0’时，保持该段的g-code代码段执行顺序，保持打印机喷嘴在最外圈的移动方向；
30、当嵌入水印信息位为空时，保持原有设定的移动方向，将该段的g-code代码段起始和终止坐标设置在模型棱边处，并依据模型轮廓调整每一步代码的坐标。
31、作为优选的，步骤s3)中，根据嵌入水印信息对接缝结构处的g-code代码段进行调整，完成水印信息的嵌入，保存为待打印的g-code代码文件。
32、作为优选的，步骤s4)中，将待打印的g-code代码文件输入到3d打印机进行打印，得到含认证水印信息的模型实体。
33、作为优选的，步骤s5)中，获取模型实体内部接缝结构的图像，并通过目标检测网络进行检测，将检测结果进行解析并与原始的认证信息进行对比进而判别模型实体的真伪性。
34、作为优选的，步骤s6)中，所述的目标检测网络采用yolov10目标检测网络。
35、作为优选的，步骤a3)中，水印信息的检验，具体包括如下步骤：
36、a31)、划分出认证信息的水印序列段、循环冗余校验码段、奇偶校验位；
37、a32)、使用奇偶校验位对循环冗余校验码进行奇偶校验；
38、a33)、使用验证通过的循环冗余校验码对包含认证信息的二进制比特串进行校验，两次验证均通过后方能进入步骤a4)，否则判断模型实体为伪造模型。
39、本专利技术的有益效果为：
40、1、本专利技术将分为注册阶段和验证阶段两部分，注册阶段完成3d打印模型的鲁棒水印设计和嵌入，验证阶段完成对3d打印模型的认证；
41、2、本专利技术在认证3d打印模型真伪性过程中能保证模型实体的完整性，水印的嵌入和提取方法简单，检测结果优良，抗攻击能力强，鲁棒性高；认证方法成本低廉，实用性强；
42、3、本专利技术利用打印机喷嘴移动方向的改变来嵌入水印信息，水印载体抗攻击性能增强；
43、4、本专利技术使用经训练的目标检测模型对含接缝结构的图像进行水印的定位和提取，保证认证效果，降低认证的复杂度和认证成本。
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1.一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于，包括注册阶段和验证阶段，注册阶段完成3D打印模型的鲁棒水印设计和嵌入，验证阶段完成对3D打印模型的认证；
2.根据权利要求1所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S1)中，通过将认证信息转化为二进制比特串，并以校验数据串和定位标志位构成嵌入的二进制比特水印信息。
3.根据权利要求2所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S1)中，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S12)中，所述的拼接为将循环冗余校验码附加在比特串的末尾；计算循环冗余校验码的奇偶检验结果附加在CRC-5检验码的末尾。
5.根据权利要求1所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S2)中，对待打印的数字模型进行切片操作；具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S3)中，将水印信
7.根据权利要求6所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S31)中，在嵌入过程中，所述的水印信息的头端对应着数字模型的低次序打印层，水印信息的尾端对应数字模型的高次序打印层。
8.根据权利要求7所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S31)中，对步骤S21)中标记的接缝结构区域对应打印层的最外圈的G-code代码段进行调整。
9.根据权利要求8所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤S31)中，当嵌入水印信息位为‘1’时，将该段G-code代码逆序排序，使打印机喷嘴在打印最外圈时运动方向与原设定方向相反；
10.根据权利要求1所述的一种用于认证3D打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤A3)中，水印信息的检验，具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于，包括注册阶段和验证阶段，注册阶段完成3d打印模型的鲁棒水印设计和嵌入，验证阶段完成对3d打印模型的认证；
2.根据权利要求1所述的一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤s1)中，通过将认证信息转化为二进制比特串，并以校验数据串和定位标志位构成嵌入的二进制比特水印信息。
3.根据权利要求2所述的一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤s1)中，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤s12)中，所述的拼接为将循环冗余校验码附加在比特串的末尾；计算循环冗余校验码的奇偶检验结果附加在crc-5检验码的末尾。
5.根据权利要求1所述的一种用于认证3d打印模型真伪性的鲁棒水印方法，其特征在于：步骤s2)中，对待打印的数字模型进行切片操作；具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所...
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