[发明专利]一种基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法

说明书

本发明公开了一种基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法，包括以下步骤：以地图为对象，基于角度差分建立水印载体模型；以地图对象为单位，选取各地图对象中的所有曲线，基于曲线特征长度比定义所有曲线的标识ID；基于量化索引水印模型和所有曲线的标识ID，将水印信息调制于每个地图对象的水印载体模型中；提取水印信息；验证水印信息。本发明基于角度差分，利用量化索引调制思想，将水印信息调制于每个地图对象的水印载体模型中，从而将水印信息强度分摊嵌入到构成角度的多个特征点中，在不降低算法鲁棒性的情况下，有效提高了水印的不可见性，实现了数据的高保真度。

技术领域

本发明涉及一种水印方法，特别涉及一种基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法。

背景技术

地理信息系统(GIS)应用已经发展到大众化的社会应用水平，要求承载地理信息的空间数据具备相应广度的分发范围。在这样的背景下，解决空间数据的版权保护问题，保障地理空间数据的安全分发，已经迫在眉睫。作为版权保护的首选解决方案，地理空间数据数字水印已引起国内外不少学者的兴趣。

从2000年开始，学术界对矢量数据数字水印的研究文献逐渐多了起来。Carlos最早对矢量空间数据数字水印研究就技术、法律及版权保护相关问题进行了论述。有不少学者通过在局部临域内移动数据节点，使之排列成特定的分布样式来暗示水印位的嵌入。很多水印模型通过直接修改节点坐标的最低有效位来嵌入水印。闵连权根据数据顶点密集程度的不同，采用不同的分类规则对顶点分类，然后分别修改每类顶点坐标来嵌入水印信息。邵承永等通过修改数据集的统计特性来隐藏水印信息。为了抵抗图形几何变换对水印信息的影响,许多水印模型构造了具备几何水印攻击不变性的水印载体，修改水印载体嵌入水印信息。

上述水印模型极大丰富了矢量空间数据数字水印研究的理论和方法内容。但现有研究工作主要侧重于如何提高水印模型的鲁棒性，对数据变形的控制非常有限，从而影响水印的不可见性，降低水印算法的实用性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、鲁棒性高、不可见性好的基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法，包括以下步骤：

1)以地图为对象，基于角度差分建立水印载体模型；

2)以地图对象为单位，选取各地图对象中的所有曲线，，基于曲线特征长度比定义所有曲线的标识ID；

3)基于量化索引水印模型和所有曲线的标识ID，将水印信息调制于每个地图对象的水印载体模型中；

4)提取水印信息；

5)验证水印信息。

上述基于角度差分的矢量地理空间数据数字水印方法，所述步骤1)的具体步骤为：

1-1)提取特征点集合：选取地图对象中所有曲线，对于每条曲线，提取曲线中的曲线特征点，利用曲线特征点所构成的角度作为嵌入水印的特征域；曲线特征点提取采用道格拉斯-普克算法；经过曲线特征点的提取过程，得到曲线特征点集合P＝{P₁,…,P_n}，n为特征点个数；

1-2)提取角度集合：对P中点集，按次序每相邻三个点构成一个角度，从而得到角度集合θ＝{θ₁,…,θ_u}，u＝TRUNC(n/3)，TRUNC()表示截尾取整函数；

1-3)建立水印载体模型：在集合θ中选取两个角度，一个为最大角，另一个为最小角，构成角度差分，如下式：

C＝θ_i-θ_j

其中θ_i为最大角，θ_j为最小角，则C即为水印载体模型。