[發(fā)明專利]基于整數(shù)小波變換的矢量地理空間數(shù)據(jù)水印方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710054817.7
• 申請日: 2007-07-23
• 公開（公告）號: CN101093574A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱長青;楊成松;閔連權(quán);許德合;王奇勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所
• 代理人: 聶孟民;王逢伍

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地圖學(xué)與地理信息科學(xué)領(lǐng)域，特別是一種基于整數(shù)小波變換的矢量地理空間數(shù)據(jù)水印方法。

二、背景技術(shù)

地理空間數(shù)據(jù)是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和地球科學(xué)研究的支撐性成果，在國家經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)中占有十分重要的地位，其安全性涉及到國家安全、科技協(xié)作和知識產(chǎn)權(quán)等。目前，迫切需要可靠的技術(shù)去保障地理空間數(shù)據(jù)的安全。

數(shù)字水印技術(shù)是隨著數(shù)字化的進(jìn)程而發(fā)展起來的信息安全的前沿技術(shù)，它通過在源數(shù)據(jù)中嵌入秘密水印信息，將水印與源數(shù)據(jù)緊密結(jié)合并隱藏其中，成為源數(shù)據(jù)不可分離的一部分，由此來確定版權(quán)擁有者、所有權(quán)認(rèn)證、跟蹤侵權(quán)行為等。數(shù)字水印技術(shù)在圖像、視頻等的安全保護(hù)方面得到了重要的應(yīng)用。水印技術(shù)是近年來發(fā)展起來的信息安全的前沿技術(shù)，在數(shù)字圖像、視頻、音頻等的安全保護(hù)方面得到了重要的應(yīng)用。

目前，在地理空間數(shù)據(jù)尤其在矢量地理空間數(shù)據(jù)方面，水印技術(shù)的研究也引起了重視。“Reversible?Watermarking?of?2D-vector?Data”(Proceedings?of?the?2004?ACMInternational?Workshop?on?Multimedia?and?security，2004，M?Voigt?et?al)提出了一種基于離散余弦變換的矢量地理空間數(shù)據(jù)水印算法。“用于矢量地圖版權(quán)保護(hù)的數(shù)字水印”(西安電子科技大學(xué)學(xué)報，2004，31(5)李媛媛，許錄平)提出了根據(jù)分塊的密度大小自適應(yīng)調(diào)整水印嵌入強(qiáng)度的矢量地理空間數(shù)據(jù)數(shù)字水印算法。“一種抗數(shù)據(jù)壓縮的矢量地圖數(shù)據(jù)數(shù)字水印算法”(測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報，2006，23(4)朱長青，楊成松，李中原)提出一種抗數(shù)據(jù)壓縮的矢量地理空間數(shù)據(jù)數(shù)字水印算法。“矢量圖形中基于小波變換的盲水印算法”(光子學(xué)報，2004，33(1)李媛媛，許錄平)提出了一種矢量圖形中基于小波變換的盲水印算法。但是，在目前的研究中，對矢量地理空間數(shù)據(jù)自身特點的考慮、水印算法的魯棒性和實用性等方面還很不足。

三、發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，本發(fā)明的目的就是提供一種“基于整數(shù)小波變換的矢量地理空間數(shù)據(jù)水印方法”，以有效解決和克服空間域、非整數(shù)小波變換水印方法的數(shù)據(jù)精度的缺陷，提高水印方法的魯棒性，為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，包括水印的嵌入和提取，步驟是，首先從測繪數(shù)據(jù)庫中讀取原始矢量地理空間數(shù)據(jù)，并利用混沌序列對水印信息進(jìn)行加密；然后對地理空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)串進(jìn)行整數(shù)小波變換，把水印信息嵌入到小波變換的低頻系數(shù)中；在提取水印時，需要原始地理空間數(shù)據(jù)的參與，通過比較待檢測數(shù)據(jù)串和原始參考數(shù)據(jù)串的小波系數(shù)的相互關(guān)系，從而提取出水印信息，本方法是一種非盲水印算法，其中，

在水印嵌入過程中，原始地理空間數(shù)據(jù)集用坐標(biāo)串{(x_i，y_i)，i＝1，…，N}表示，x為橫向坐標(biāo)，y為縱向坐標(biāo)，N為數(shù)據(jù)點的個數(shù)(以下同)，對坐標(biāo)串{(x_i，y_i)，i＝1，…，N}(或其中的[x_i，i＝1，…，N}或{y_i，i＝1，…，N})進(jìn)行整數(shù)小波正變換，在其變換后得到的低頻系數(shù)中嵌入水印信息，利用嵌入水印信息后得到的高頻、低頻系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的整數(shù)小波逆變換，生成嵌入水印信息后的矢量地理空間數(shù)據(jù)，選擇在整數(shù)小波變換后的低頻系數(shù)中嵌入水印信息，魯棒性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗噪聲能力，為準(zhǔn)確地提取水印信息，在嵌入水印信息的同時記錄嵌入水印信息的原始坐標(biāo)串；

在水印提取過程中，水印信息的提取其實是水印信息嵌入過程的逆過程，對待檢測坐標(biāo)串和原始坐標(biāo)串分別進(jìn)行整數(shù)小波正變換得到各自的低頻系數(shù)，比較二者的大小得到提取的水印信息W′，比較提取的水印信息W′與原始水印信息W的差別以判斷待檢測數(shù)據(jù)中是否含有水印信息。本發(fā)明方法先進(jìn)、科學(xué)，保證嵌入水印信息后數(shù)據(jù)的質(zhì)量，穩(wěn)定性好，有較好的不可感知特性，抗噪能力強(qiáng)，是水印技術(shù)嵌入與提取一大創(chuàng)新。

四、附圖說明

圖1為基于整數(shù)小波變換的矢量地理空間數(shù)據(jù)水印方法的流程圖。

圖2為各種攻擊條件下水印提取效果。

圖3為嵌入水印前后可視化比較。

五、具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。

由圖1給出，本發(fā)明的方法是，

A、讀取矢量地理空間數(shù)據(jù)，即從測繪數(shù)據(jù)庫中讀取原始矢量地理空間數(shù)據(jù)；