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专利号: 2023106528710
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:

1.一种基于鲁棒水印与脆弱水印的轨迹数据双重水印方法,其特征在于,所述方法包括:获取鲁棒水印;

获取脆弱水印;

嵌入鲁棒水印:

基于所述鲁棒水印,设定时间阈值和距离阈值,当时间相邻的两个轨迹点间的时间差值或距离差值大于设定的时间阈值或距离阈值时则分段为子轨迹;

对每一个子轨迹进行压缩后获取特征点;

对轨迹数据集内所有轨迹的特征点进行计算,得到特征点集FP,计算特征点集FP的最小凸包,并获取凸包中距离最远的点对,将点对中的点设为恒定点,其中轨迹序号最小的特征点记作 ,另一个特征点记作 ;

计算特征点集FP内除恒定点外的每个点与 、 所构成的角度 及距离比 ;

将特征点构建的角度和距离比作为哈希函数的输入值生成该点待嵌入的水印比特在中的索引 ,根据 获取待嵌入的水印比特 ;

在 小数后第 位中嵌入水印比特 ;

嵌入脆弱水印:

计算轨迹数据集中每个点与 、 构建的距离比和角度,将距离比与角度组合后通过哈希函数映射在整数 上,将映射值相同的点归为一个分组,分组的结果为,k为分组的数量;

遍历 中的每一个分组,对其中除恒定点外的轨迹点进行脆弱水印的嵌入。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取鲁棒水印,具体包括:获取图像,所述图像的长度为 ;

对所述图像进行加密,生成加密后的图像 ;

将所述加密后的图像 从二维转为一维的二值序列,记作:,其中, 为鲁棒水印长度。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取脆弱水印,具体包括:获取轨迹点的坐标和时间;

将轨迹点的坐标拼接后生成整数 ;

将序列号和时间组合成新的整数 ;

将 和 作为哈希函数的参数,生成脆弱水印。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述遍历 中的每一个分组,对其中除恒定点外的轨迹点进行脆弱水印的嵌入,具体包括:对分组中的点按照时间的先后进行排序,时间相同时再根据轨迹序号由小到大进行排序;

根据排序后点的顺序,将前一个点构造的水印嵌入至后一点的距离比的第 中,排序后首点嵌入尾点所生成的脆弱水印;

给定一个轨迹点 ,计算线段 与线段 的比 ,将脆弱水印比特 嵌入 中并得到新的距离比 。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在嵌入脆弱水印后,所述方法还包括:水印检测:

压缩轨迹并提取轨迹特征点集,并计算特征点集的最小凸包,将最小凸包的最远点对设为恒定点,其中轨迹序号较小的点记作 ,另一个点记作 ;

遍历所有的特征点进行鲁棒水印检测;

计算轨迹数据集中每个点与 、 构建的距离比和角度,将距离比与角度组合后通过哈希函数映射在整数 ,将映射值相同的点作为一个分组,分组的结果为;

遍历 中的每一个分组,对轨迹数据集进行脆弱水印检测。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述遍历所有的特征点进行鲁棒水印检测,具体包括:计算特征点与 、 构成的角度 及距离比 ;

基于 和 计算水印索引 ;

根据量化索引调制技术提取嵌入 小数后 位中的水印比特 ;

依次提取所有特征点的水印索引和嵌入的水印比特,并根据多数投票法得到提取出的鲁棒水印 ;

将鲁棒水印 与提取出的鲁棒水印 进行相似度比对,选取归一化相关系数作为评价指标,当归一化相关系数大于等于0.75则认为数据为同一数据。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述遍历所有的特征点进行鲁棒水印检测,具体包括:对分组中的点按照时间的先后进行排序,时间相同时再根据轨迹序号的由小到大进行排序;

计算每个轨迹点检测出的水印比特 及距离比 ;

获取 小数后第 位的值,计算嵌入 中的水印比特 ,将 与 进行比对,若不相同则表示对应轨迹点被篡改,记录所述轨迹点及其对应的分组以获得发生篡改的位置。

8.一种基于鲁棒水印与脆弱水印的轨迹数据双重水印装置,其特征在于,所述装置包括:第一获取单元,被配置为获取鲁棒水印;

第二获取单元,被配置为获取脆弱水印;

第一嵌入单元,被配置为嵌入鲁棒水印:基于所述鲁棒水印,设定时间阈值和距离阈值,当时间相邻的两个轨迹点间时间差值或距离差值大于设定的时间阈值或距离阈值时则分段为子轨迹;对每一个子轨迹进行压缩后获取特征点;对轨迹数据集内所有轨迹的特征点进行计算,得到特征点集FP,计算特征点集FP的最小凸包,并获取凸包中距离最远的点对,将点对中的点设为恒定点,其中轨迹序号最小的特征点记作 ,另一个特征点记作 ;计算特征点集FP内除恒定点外的每个点与 、 所构成的角度及距离比 ;将特征点构建的角度和距离比作为哈希函数的输入值生成该点待嵌入的水印比特在 中的索引 ,根据 获取待嵌入的水印比特 ;在 小数后第 位中嵌入水印比特 ;

第二嵌入单元,被配置为嵌入脆弱水印:计算轨迹数据集中每个点与 、 构建的距离比和角度,将距离比与角度组合后通过哈希函数映射在整数 ,将映射值相同的点归为一个分组,分组的结果为 ,k为分组的数量;遍历 中的每一个分组,对其中除恒定点外的轨迹点进行脆弱水印的嵌入。

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:水印检测单元,被配置为水印检测:压缩轨迹并提取轨迹特征点集,并计算特征点集的最小凸包,将最小凸包的最远点对设为恒定点,其中轨迹序号较小的点记作 ,另一个点记作 ;遍历所有的特征点进行鲁棒水印检测;计算轨迹数据集中每个点与 、构建的距离比和角度,将距离比与角度组合后通过哈希函数映射在整数 上,将映射值相同的点作为一个分组,分组的结果为 ;遍历 中的每一个分组,对轨迹数据集进行脆弱水印检测。

10.一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质,当所述指令由处理器执行时,执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。