利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021106623010
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
更新日期:2025-08-05
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:包括水印嵌入和水印提取,

所述水印嵌入包括以下步骤:

步骤A1:对需要嵌入水印的横纵方向的两个数据顶点均创造两个相邻的虚拟坐标构成虚拟格网,

步骤A2:以矢量地图的数据精度和容差控制的需求来确定虚拟格网的步长大小,步骤A3:结合虚拟格网的步长大小,以图层空间域的最值作为区间边界范围的最大值与最小值得到待嵌入水印的区间,步骤A4:采用基于区间状态值映射的水印算法在虚拟格网区间x、y内嵌入水印;

所述水印提取包括以下步骤:

步骤B1:获取水印嵌入时整个数据区间的横向最大值Xmax、最小值Xmin和纵向最大值Ymax、最小值Ymin,

步骤B2:将整个数据坐标值区间等分多个子区间,通过Xmin、Xmax和子空间的个数计算出每个子区间的长度lt;

步骤B3:通过长度lt寻找与嵌入水印的坐标点相对应的虚拟坐标,步骤B4:利用基于区间状态值映射的水印算法提取出水印。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A2的具体过程为:步骤A2.1:对一个坐标点的横坐标X和纵坐标Y同时嵌入水印信息时,坐标点在横坐标以及纵坐标上的最大改变量为lt,水印嵌入前后坐标点的欧几里德空间距离改变量为:步骤A2.2:限定lt和le的范围:其中R为数据的分辨率,T为数据的容差值;

步骤A2.3:结合步骤A2.1和步骤A2.2得到Dx的范围为:在此基础上采用符合精度及容差要求的较大值作为Dx的取值:步骤A2 .4:采用与步骤A2 .1~步骤A2 .3相同的原理,得到Dy的取值:

3.根据权利要求2所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A3的具体过程为:步骤A3.1:数据点横坐标X组成的数组X={xi|i∈[1,n]},数组中坐标值共有n个,xi为坐标点未嵌入水印前最初始的坐标值;查找出X中的最大值Xmax和最小值Xmin,查找方法为:其中xmax是数组X中的最大值,xmin是数组X中的最小值,Xmin和Xmax的取值均采用图层中空间域的最值;

步骤A3.2:定义LX(Xmin,X,Xmax)为包含Xmin、X和Xmax的区间,将区间LX等分为Dx(Dx≥2)个子区间,每个子区间的长度lt=(Xmax‑Xmin)/Dx;

步骤A3.3:对待嵌入水印信息的坐标点X={xi|i∈[1,Dx]}中的每一个xi进行计算,得到xi左右相邻的两个虚拟坐标值 和步骤A3.4:定义 为xi在Lx中的区间序列号, 的计算公式为:步骤A3.5:根据 长出xi的相邻虚拟坐标 和xi和它相邻的坐标值组成待嵌入水印的横向区间步骤A3.6:采用与步骤A3.1~步骤A3.6相同的原理,得到纵坐标Y的待嵌入水印的纵向区间

4.根据权利要求3所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A3.6的具体过程为:步骤A3.6.1:数据点纵坐标Y组成的数组Y={yi|i∈[1,n]},数组中坐标值共有n个;查找出Y中的最大值Ymax和最小值Ymin,查找方法为:其中ymax是数组Y中的最大值,ymin是数组Y中的最小值,Ymin和Ymax的取值均采用图层中空间域的最值;

步骤A3.6.2:定义LY(Ymin,Y,Ymax)为包含Ymin、Y和Ymax的区间,将区间LY等分为Dy(Dy≥2)个子区间,每个子区间的长度lt=(Ymax‑Ymin)/Dy;

步骤A3.6.3:对待嵌入水印信息的坐标点Y={yi|i∈[1,Dy]}中的每一个yi进行计算,得到yi上下相邻的两个虚拟坐标值 和步骤A3.6.4: 为yi在Ly中的区间序列号, 的计算公式为:步骤A3.6.5:根据 求出yi的相邻虚拟坐标 和yi和它相邻的坐标值组成待嵌入水印的纵向区间

5.根据权利要求1所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A4的具体过程为:步骤A4.1:选择待嵌入水印信息的坐标点集合,将坐标点置于坐标轴上进行排序,生成一个新的序列;

步骤A4.2:对已经排好序的坐标点序列根据区间进行分类,使横向区间Qx和纵向区间Qy均包含三个相邻的坐标点;

步骤A4.3:通过对x、y区间状态值的映射将水印嵌入区间Qx和Qy内。

6.根据权利要求5所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A4.2的具体过程为:left right left步骤A4.2.1:定义x 、x和x 是基于X轴排序序列中的三个坐标,且满足x ≤x≤right left rightx ,将x 和x 之间的区间等分为m个子区间,x为坐标点的初始横坐标值;则x坐标所在位置的子区间序列号就是区间状态值s;

left right

步骤A4.2.2:定义Qx为包含基于X轴排序序列中三个坐标值x 、x和x 所在的总的left right center center left right状态区间,Qx=(x ,x,x );定义x 为区间Q的中点,x =(x +x )/2;设区间c+1 c+1

个数m=2 ,c为水印位数且c≥0,则Qx被等分为2 个子区间;

bottom

步骤A4.2.3:采用与步骤A4.2.1~步骤A4.2.2相同的原理,得到纵向区间Qy=(y ,top

y,y )。

7.根据权利要求5所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤A4.3的具体过程为:c

步骤A4.3.1:定义w为x需要携带的初始水印,满足0≤w≤2 ;定义r为x位于区间Q中的系数,且满足

步骤A4.3.2:在水印的嵌入过程中,需要嵌入水印的x在区间Qx的系数r内,计算公式为:

将坐标点x嵌入水印后的坐标值记为x′,x′在Qx中的区间状态值记为s′,s′的计算公式c

为:s′=2×r+w;

步骤A4.3.3:将x移动到第s′个区间,获得嵌入水印的x′的值:其中

步骤A4.3.4:采用与步骤A4.3.1~步骤A4.3.3相同的原理,通过对y区间状态值的映射将水印嵌入到区间Qy中,完成w的嵌入。

8.根据权利要求1所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤B2的具体过程为:将整个数据的横坐标值区间等分为Dx(Dx≥2)个子区间,每个子区间的长度的计算公式为lt=(Xmax‑Xmin)/Dx。

9.根据权利要求1所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤B3中通过长度lt寻找与嵌入水印的坐标点相对应的虚拟坐标x′i的具体方法为:

步骤B3.1:通过 得到x′i的左右两个虚拟坐标点和 通过 得到y′i的上下两个虚拟坐标点 和步骤B3 .2 :x ′i 和左右的 虚拟坐标值组成待嵌入水印的横向区间y′i和上下的虚拟坐标值组成待嵌入水印的纵向区间

10.根据权利要求1‑9任一项所述的基于虚拟格网区间映射的矢量地图可逆水印算法,其特征在于:所述步骤B4的具体过程为:步骤B4.1:区间Qx的子区间的等间距 且满足 通过x′与Qx的子区间间隔ls求出x′在Qx的区间状态值s′,计算公式为:left left right left c+1s′=[(x′‑x )/ls]=[(x′‑x )/(x ‑x )/2 ];

步骤B4.2:根据区间状态值s′恢复水印x′携带的水印值w′,计算公式为:c

w′=s′‑r×2;

结合公式 和

恢复得到原始x;

步骤B4.3:以相同的原理恢复恢复水印y′携带的水印值w′和原始y。