[發明專利]基于空間拓撲的二維矢量空間數據數字水印方法

無效

• 申請號: 200810236952.8
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101464995A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 王偉;吳柏燕;彭煜瑋;余亮;汪傳建
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 武漢天力專利事務所
• 代理人: 嚴 彥;馮衛平

技術領域

本發明屬于版權保護技術領域，特別是涉及一種基于空間拓撲的二維矢量空間數據數字水印方法。

背景技術

今天的世界是一個數字化的信息世界，幾乎我們接觸的所有信息都是采用數字化載體。當數字化在數據的編輯、復制、分發等方面給我們帶來很大方便時，同時也帶來了版權保護的難題。計算機通信和網絡技術的快速發展使得數據的非法復制和分發通過網絡變得比以前任何時候都要便捷，也因此使得版權保護問題的解決變得更加緊迫。

數字水印技術通過把版權信息隱藏于數據中為上述問題的解決提供了一種可行的方案。雖然目前有關多媒體數字水印技術的研究已非常廣泛和深入，但有關地理信息系統中矢量空間數據數字水印的研究相對要少了很多。現在空間數據的獲取仍然是一個高成本的過程，數據生產者還無法承擔免費提供數據。作為一種保護數據版權的方式，二維矢量空間數據數字水印技術起著非常重要的作用。

在現有的大部分水印算法中，矢量空間數據基本上被看作點云(坐標點的集合)，而非地理對象的集合。水印信息直接隱藏在坐標點(或坐標點的頻率系數)中。這類方法因為從點云的角度來考慮水印信息的嵌入，在水印嵌入的過程中沒有地理對象的概念，因而忽略了地理對象的形狀和空間關系，從而可能導致地理對象的形狀變形過大，或對象的空間關系產生沖突，比如，原本相離的兩地理對象可能會變成相交。另外，把水印信息直接隱藏在坐標點中更容易受到坐標點攻擊，比如插值、坐標點刪除、地圖綜合或化簡、重新數字化以及因對數據的常規操作而帶來的噪聲等。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于空間拓撲的二維矢量空間數據數字水印方法。

本發明的技術方案為：包括有水印載體提取過程、對水印載體嵌入水印信息的過程和從水印載體檢測水印信息的過程；

所述水印載體提取過程為，在二維矢量空間數據指定圖層中提取處于同一圖斑內的各對象間的拓撲關系所對應度量值的統計值集合，將所得統計值集合作為水印載體；

所述對水印載體嵌入水印信息的過程包括以下步驟：

步驟1.1，將水印載體進行子集劃分，劃分所得子集個數m＝水印信息所含水印位的長度Length(watermark)×重復嵌入次數N；

步驟1.2，分別在每個子集內嵌入水印信息的一個水印位，從而在水印載體內重復嵌入水印信息N次；所述嵌入水印位的實現方式為，在數據的容錯范圍內調整對象與其所在圖斑的其他對象的拓撲關系，使得調整后子集內數據的分布呈現兩種預定分布模式中的一種，兩種預定分布模式分別代表嵌入的水印位為0或1；

所述從水印載體檢測水印信息的過程包括以下步驟：

步驟2.1，對水印載體進行子集劃分；

步驟2.2，判斷每個子集中的數據呈現兩種預定分布模式中的哪一種，從而辨別該子集內嵌入的水印位為0或1；

步驟2.3，綜合所有子集檢測出的水印串，構成N個長度為Length(watermark)的水印串，采用少數服從多數的投票機制比較這些水印串的相應位，決定水印信息所含每個水印位應當是0或1，從而確定水印載體中嵌入的水印信息。

而且，所述指定圖層為點層、線層或面層。

而且，所述水印載體提取過程中，所述拓撲關系采用相離關系(也可以采用其它的拓撲關系)，具體實現方式包括以下步驟，

步驟3.1，將指定圖層分塊，分成n個圖斑P₁，P₂，...，P_n；