基于误差缩小的矢量地理空间数据全盲水印方法

摘要

本发明涉及一种基于误差缩小的矢量地理空间数据全盲水印方法。本发明解决了DFT变换域水印中误差难以控制的问题。矢量空间数据在使用中通常会进行几何变换，由于DFT自身具有平移、旋转、缩放等不变性的特点，因此基于DFT的水印算法在抗几何变换上有很大的优势。水印既可嵌入到DFT的幅度系数上，也可嵌入相位系数中，然而，水印如果直接嵌入变换后的系数中，会对原始数据造成较大的影响，特别是相位系数较小的改变就会导致原始数据较大的改变。该方法通过放大变换系数，然后加入水印，再缩小变换系数，这样水印对原始数据的影响会大大减小。本发明方法先进、科学，水印鲁棒性高、不可见性好，同时能够保证嵌入水印信息后数据的精度。

主权项

基于误差缩小的矢量地理空间数据全盲水印方法，其特征包括以下步骤：步骤一：采用Logistic混沌映射系统对水印图像置乱；变换置乱后的水印图像为一维序列{W_i}，i=1，…，M，M为水印长度；步骤二：读取矢量地理空间数据，以几何对象为单位进行水印信息的嵌入，具体步骤是：步骤a：读取几何对象的所有顶点坐标，设它的坐标值为P₁(X₁,Y₁)、P₂(X₂,Y₂)…P_n(X_n,Y_n)，将对象各顶点坐标按序表示为复数的形式，即：X₁+Y₁i，X₂+Y₂i,…X_n+Y_ni；步骤b：对该复数序列进行傅里叶变换，即：fft(X₁+Y₁i X₂+Y₂i X₃+Y₃i…X_n+Y_ni),并由此得到它们的变换系数幅度fdo和相位xwo；步骤c：对变换得到的系数fdo，xwo放大10万倍得到fd，xw；步骤d：计算加入水印的位置，通过建立变换系数和水印位之间的映射关系，取变换系数fdo的整数部分通过映射函数映射到水印位，映射函数如下：i=MOD(floor(fdo),M)+1，其中MOD为取模运算函数，floor为取整运算函数；步骤e：提取水印位W(i)的值，通过量化方法嵌入fd和xw中，设量化值为R=100，以fd为例；此时分两种情况进行讨论：情况1）： 如果W(i)=0并且MOD(fd,R)>R/2  fd=fd‑R/2；情况2）： 如果 W(i)=1并且MOD(fd,R)<=R/2  fd=fd+R/2；步骤f：将水印位W(i)分别加在相位xw和幅度fd上，这样就完成了水印信息的嵌入；步骤g：对xw，fd系数分别缩小10万倍，并进行傅里叶逆变换，得到复数序列，用新的实部系数依次替换原来x坐标，用新的虚部系数替换原来的y坐标；步骤三：依次循环对所有几何对象顶点坐标加入水印；步骤四：保存地理空间数据，得到含水印地理空间数据；水印信息的提取及其步骤内容：步骤A：生成一个M大小的一维0矩阵，M为水印长度；步骤B：读取含水印矢量地理空间数据，以几何对象为单位进行水印信息的提取，具体步骤是：步骤1‑4同嵌入步骤a‑d；步骤5：通过量化方法提取水印位W(i)的值，量化值R与嵌入量化值R相同，以fd为例；此时分两种情况进行讨论：如果 MOD(fd,R)>R/2  W(i)=W(i)+1；否则    W(i)=W(i)‑1；步骤C：循环依次对所有对象点坐标提取水印；步骤D：采用投票原则计算水印信息，具体如下：for i=1:M，i从1循环到M    如果W(i)>=0        W(i)=1;    否则        W(i)=0;End步骤E：变换一维水印矩阵为二维方阵；步骤F：应用Logistic混沌系统解密水印图像。