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专利号: 2022105040620
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于矢量瓦片抗拼接的水印嵌入方法,其特征在于,包括:

构建水印图像,并根据所述水印图像生成水印信息序列和定位信息序列;

获取待嵌入水印的矢量瓦片数据;

根据所述矢量瓦片数据的要素类型确定角点集合和定位信息嵌入角;

在第Y次迭代次数下,基于所述定位信息序列和第Y次迭代次数下的所述定位信息嵌入角确定第Y+1次迭代次数下的定位信息嵌入角,并进入下次迭代,直到迭代终止,得到嵌入定位信息角度值;

对于任意一个角点,根据所述嵌入定位信息角度值和距离角点最近的点得到所述角点对应的嵌入定位信息角;

将在所述嵌入定位信息角内距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离确定为第一距离,并以所述角点为圆心,以所述第一距离为半径画圆得到所述角点对应的圆,并根据所有角点对应的圆确定第一内切矩形;

对所述第一内切矩形内的所有点的坐标值分别进行最大最小值归一化处理得到各点的归一化后的坐标比例值;

对于任意一个点,根据所述点的归一化后的坐标比例值确定所述点的水印信息索引位;

在第E次迭代次数下,基于所述点的水印信息索引位、所述水印信息序列和第E次迭代次数下所述点的归一化后的坐标比例值确定第E+1次迭代次数下所述点的归一化后的坐标比例值,并进入下次迭代,直到迭代终止,得到所述点的归一化坐标比例值;

根据所有点的归一化坐标比例值调整所有点的坐标值完成水印信息的嵌入;所述根据所述矢量瓦片数据的要素类型确定角点集合和定位信息嵌入角,具体包括:当所述矢量瓦片数据的要素类型为线和面时,确定位于边界的要素端点为角点;

当所述矢量瓦片数据的要素类型为点时,根据所述矢量瓦片数据做最小外接矩形;以所述角点为圆心,以第二距离为半径做的圆与所述最小外接矩形相离并且与所述最小外接矩形的距离在设定范围内;以各所述角点为圆心,以第三距离为半径的圆之间相离;所述第二距离为距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离;所述第三距离为距离所述角点最近的点与所述角点之间的距离;

以所述角点为所述定位信息嵌入角的顶角,将与所述角点距离最近的点确定为所述定位信息嵌入角的第一个边上的点;将与所述角点距离第二近的点确定为所述定位信息嵌入角的第二个边上的点。

2.根据权利要求1所述的一种用于矢量瓦片抗拼接的水印嵌入方法,其特征在于,所述根据所述水印图像生成水印信息序列和定位信息序列,具体包括:将所述水印图像转换为一维图像;

将所述一维图像转换成以设定数值为基底的版权序列;

以Arnold置乱加密算法对所述版权序列进行处理得到水印信息序列;

用所述水印图像左边的像素减去右边的像素得到定位信息序列;所述左边的像素和所述右边的像素为同一行相邻的像素。

3.根据权利要求2所述的一种用于矢量瓦片抗拼接的水印嵌入方法,其特征在于,所述用所述水印图像左边的像素减去右边的像素得到定位信息序列,具体包括:对所述水印图像进行处理得到灰度图;

对于所述灰度图中任意一行的像素,用所述行中左边的像素减去右边的像素得到所述行对应的差异值序列;

将所有行对应的差异值序列确定为差异值矩阵;

根据所述差异值矩阵确定二维定位信息矩阵;

将所述二维定位信息矩阵转换成以所述设定数值为基底的定位信息序列。

4.一种用于矢量瓦片抗拼接的水印嵌入系统,其特征在于,包括:

构建模块,用于构建水印图像,并根据所述水印图像生成水印信息序列和定位信息序列;

坐标获取模块,用于获取待嵌入水印的矢量瓦片数据;

角点集合和定位信息嵌入角确定模块,用于根据所述矢量瓦片数据的要素类型确定角点集合和定位信息嵌入角;

嵌入定位信息角度值确定模块,用于在第Y次迭代次数下,基于所述定位信息序列和第Y次迭代次数下的所述定位信息嵌入角确定第Y+1次迭代次数下的定位信息嵌入角,并进入下次迭代,直到迭代终止,得到嵌入定位信息角度值;

嵌入定位信息角确定模块,用于对于任意一个角点,根据所述嵌入定位信息角度值和距离角点最近的点得到所述角点对应的嵌入定位信息角;

第一内切矩形确定模块,用于将在所述嵌入定位信息角内距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离确定为第一距离,并以所述角点为圆心,以所述第一距离为半径画圆得到所述角点对应的圆,并根据所有角点对应的圆确定第一内切矩形;

坐标比例值确定模块,用于对所述第一内切矩形内的所有点的坐标值分别进行最大最小值归一化处理得到各点的归一化后的坐标比例值;

水印信息索引位确定模块,用于对于任意一个点,根据所述点的归一化后的坐标比例值确定所述点的水印信息索引位;

归一化坐标比例值确定模块,用于在第E次迭代次数下,基于所述点的水印信息索引位、所述水印信息序列和第E次迭代次数下所述点的归一化后的坐标比例值确定第E+1次迭代次数下所述点的归一化后的坐标比例值,并进入下次迭代,直到迭代终止,得到所述点的归一化坐标比例值;

水印嵌入模块,用于根据所有点的归一化坐标比例值调整所有点的坐标值完成水印信息的嵌入;

所述角点集合和定位信息嵌入角确定模块,具体包括:

当所述矢量瓦片数据的要素类型为线和面时,确定位于边界的要素端点为角点;

当所述矢量瓦片数据的要素类型为点时,根据所述矢量瓦片数据做最小外接矩形;以所述角点为圆心,以第二距离为半径做的圆与所述最小外接矩形相离并且与所述最小外接矩形的距离在设定范围内;以各所述角点为圆心,以第三距离为半径的圆之间相离;所述第二距离为距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离;所述第三距离为距离所述角点最近的点与所述角点之间的距离;

以所述角点为所述定位信息嵌入角的顶角,将与所述角点距离最近的点确定为所述定位信息嵌入角的第一个边上的点;将与所述角点距离第二近的点确定为所述定位信息嵌入角的第二个边上的点。

5.一种用于矢量瓦片抗拼接的水印提取方法,其特征在于,包括:

获取嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据,并根据所述嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据的要素类型确定角点集合、嵌入定位信息角度值集合和点集集合;所述点集包括角点、与所述角点距离最近的点和与所述角点距离第二近的点,一个角点对应一个点集,且一个角点对应一个嵌入定位信息角度值;

对于任意一个点集,在第M次迭代次数下,基于第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算定位信息序列中第j个定位信息和第M+1次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,并进入下次迭代,直到迭代次数达到预设,根据定位信息序列中所有的定位信息得到所述点集的定位信息序列,其中M=j;

将定位信息序列相同的点集确定为同一类得到同类点集集合;

对于任意一个同类点集集合,分别以所述同类点集集合中各角点为圆心,以第四距离为半径做圆得到圆集合,并根据所述圆集合确定所述同类点集集合的最大内切矩形;所述第四距离为与所述角点对应的点集内距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离;

对所述同类点集集合的最大内切矩阵中的所有点的坐标分别做最大最小值归一化处理得到各点归一化后的坐标比例值;

对各所述归一化后的坐标比例值进行水印嵌入的逆操作得到所述同类点集集合对应的水印信息;

确定所有同类点集集合对应的水印信息为所述嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据的水印信息。

6.根据权利要求5所述的一种用于矢量瓦片抗拼接的水印提取方法,其特征在于,所述在第M次迭代次数下,基于第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算定位信息序列中第j个定位信息和第M+1次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,具体包括:以预设最大允许误差和距离所述角点最近的点与所述角点之间的距离为约束计算量化最大步长;

在第M次迭代次数下,根据所述量化最大步长和第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算定位信息序列中第j个定位信息;

根据所述定位信息序列中第j个定位信息、所述量化最大步长和第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算第M+1次迭代次数下的嵌入定位信息角度值。

7.根据权利要求6所述的一种用于矢量瓦片抗拼接的水印提取方法,其特征在于,所述根据所述量化最大步长和第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算定位信息序列中第j个定位信息,具体为:根据公式 计算定位信息序列中第j个定位信息,其中,

w2j′为定位信息序列中第j个定位信息,θmax为量化最大步长,θi′为第M次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,c为w2j′为第M次迭代次数下的定位信息。

8.根据权利要求6所述的一种用于矢量瓦片抗拼接的水印提取方法,其特征在于,所述根据所述定位信息序列中第j个定位信息、所述量化最大步长和第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算第M+1次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,具体为:根据公式 计算第M+1次

迭代次数下的嵌入定位信息角度值,其中,w2j′为定位信息序列中第j个定位信息,θmax为量化最大步长,θi′为第M次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,c为w2j′为第M次迭代次数下的定位信息。

9.一种用于矢量瓦片抗拼接的水印提取系统,其特征在于,包括:

获取模块,用于获取嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据,并根据所述嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据的要素类型确定角点集合、嵌入定位信息角度值集合和点集集合;所述点集包括角点、与所述角点距离最近的点和与所述角点距离第二近的点,一个角点对应一个点集,且一个角点对应一个嵌入定位信息角度值;

定位信息序列确定模块,用于对于任意一个点集,在第M次迭代次数下,基于第M次迭代次数下的所述嵌入定位信息角度值计算定位信息序列中第j个定位信息和第M+1次迭代次数下的嵌入定位信息角度值,并进入下次迭代,直到迭代次数达到预设,根据定位信息序列中所有的定位信息得到所述点集的定位信息序列,其中M=j;

分类模块,用于将定位信息序列相同的点集确定为同一类得到同类点集集合;

最大内切矩形确定模块,用于对于任意一个同类点集集合,分别以所述同类点集集合中各角点为圆心,以第四距离为半径做圆得到圆集合,并根据所述圆集合确定所述同类点集集合的最大内切矩形;所述第四距离为与所述角点对应的点集内距离所述角点第二近的点与所述角点之间的距离;

归一化模块,用于对所述同类点集集合的最大内切矩阵中的所有点的坐标分别做最大最小值归一化处理得到各点归一化后的坐标比例值;

部分水印信息确定模块,用于对各所述归一化后的坐标比例值进行水印嵌入的逆操作得到所述同类点集集合对应的水印信息;

水印信息确定模块,用于确定所有同类点集集合对应的水印信息为所述嵌入水印后的拼接矢量瓦片数据的水印信息。