[發明專利]一種基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法

有效

• 申請號: 201810538537.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108876693B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 吳柏燕;李朝奎;王偉
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

本發明公開了一種基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法，包括以下步驟：以地圖為對象，基于角度差分建立水印載體模型；以地圖對象為單位，選取各地圖對象中的所有曲線，基于曲線特征長度比定義所有曲線的標識ID；基于量化索引水印模型和所有曲線的標識ID，將水印信息調制于每個地圖對象的水印載體模型中；提取水印信息；驗證水印信息。本發明基于角度差分，利用量化索引調制思想，將水印信息調制于每個地圖對象的水印載體模型中，從而將水印信息強度分攤嵌入到構成角度的多個特征點中，在不降低算法魯棒性的情況下，有效提高了水印的不可見性，實現了數據的高保真度。

技術領域

本發明涉及一種水印方法，特別涉及一種基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法。

背景技術

地理信息系統(GIS)應用已經發展到大眾化的社會應用水平，要求承載地理信息的空間數據具備相應廣度的分發范圍。在這樣的背景下，解決空間數據的版權保護問題，保障地理空間數據的安全分發，已經迫在眉睫。作為版權保護的首選解決方案，地理空間數據數字水印已引起國內外不少學者的興趣。

從2000年開始，學術界對矢量數據數字水印的研究文獻逐漸多了起來。Carlos最早對矢量空間數據數字水印研究就技術、法律及版權保護相關問題進行了論述。有不少學者通過在局部臨域內移動數據節點，使之排列成特定的分布樣式來暗示水印位的嵌入。很多水印模型通過直接修改節點坐標的最低有效位來嵌入水印。閔連權根據數據頂點密集程度的不同，采用不同的分類規則對頂點分類，然后分別修改每類頂點坐標來嵌入水印信息。邵承永等通過修改數據集的統計特性來隱藏水印信息。為了抵抗圖形幾何變換對水印信息的影響,許多水印模型構造了具備幾何水印攻擊不變性的水印載體，修改水印載體嵌入水印信息。

上述水印模型極大豐富了矢量空間數據數字水印研究的理論和方法內容。但現有研究工作主要側重于如何提高水印模型的魯棒性，對數據變形的控制非常有限，從而影響水印的不可見性，降低水印算法的實用性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種算法簡單、魯棒性高、不可見性好的基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法，包括以下步驟：

1)以地圖為對象，基于角度差分建立水印載體模型；

2)以地圖對象為單位，選取各地圖對象中的所有曲線，，基于曲線特征長度比定義所有曲線的標識ID；

3)基于量化索引水印模型和所有曲線的標識ID，將水印信息調制于每個地圖對象的水印載體模型中；

4)提取水印信息；

5)驗證水印信息。

上述基于角度差分的矢量地理空間數據數字水印方法，所述步驟1)的具體步驟為：

1-1)提取特征點集合：選取地圖對象中所有曲線，對于每條曲線，提取曲線中的曲線特征點，利用曲線特征點所構成的角度作為嵌入水印的特征域；曲線特征點提取采用道格拉斯-普克算法；經過曲線特征點的提取過程，得到曲線特征點集合P＝{P₁,…,P_n}，n為特征點個數；

1-2)提取角度集合：對P中點集，按次序每相鄰三個點構成一個角度，從而得到角度集合θ＝{θ₁,…,θ_u}，u＝TRUNC(n/3)，TRUNC()表示截尾取整函數；

1-3)建立水印載體模型：在集合θ中選取兩個角度，一個為最大角，另一個為最小角，構成角度差分，如下式：

C＝θ_i-θ_j

其中θ_i為最大角，θ_j為最小角，則C即為水印載體模型。