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专利号: 2023114140073
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:

1.一种矢量地理数据交换密码水印方法,其特征在于,所述方法包括:基于矢量地理数据,以特征点分组为基础,利用特征点进行曲线拟合,并根据拟合曲线与真实非特征点间的误差值作为预测误差,将水印信息嵌入所述预测误差中;

根据所述预测误差对嵌入的水印信息进行提取或还原;

所述基于矢量地理数据,以特征点分组为基础,利用特征点进行曲线拟合,并根据拟合曲线与真实非特征点间的误差值作为预测误差,将水印信息嵌入所述预测误差中,具体包括:获取矢量地理数据,若所述矢量地理数据为点数据,则根据空间填充曲线将点数据组织为线数据,并根据空间填充曲线内的顺序调整点数据的存储顺序;

采用垂距法提取要素的特征点;

对各要素特征点分组,由相邻多个特征点及多个特征点涵盖的非特征点为一组;

根据各组内的多个特征点进行曲线拟合,获取各段的拟合曲线及其解析式;

由非特征点向相邻两个特征点的连线做垂线,将垂足在特征点连线上的比例记为非特征点在特征点曲线上的距离比 ,根据距离比获取非特征点在拟合曲线上的相应点;

计算非特征点与相邻两个特征点所构成的角度 ,及非特征点所对应的预测点与相邻两个特征点所构成的角度 ;

根据公式(7)计算预测差值 ,将所述距离比 取若干最高有效位作为水印映射,根据公式(8)将相应水印信息嵌入至预测差值 中获取嵌入水印后的预测差值 :,

式中,w为水印信息;

根据公式(9)计算嵌入水印后角度值 ,将非特征点沿特征点连线的垂线方向移动,改变与特征点所构成角度 ,获得移动距离 :,

将符合以下两个条件的特征点作为水印载体:

1)嵌入水印后非特征点移动距离 小于地图精度 ;

2)真实非特征点误检测时无损还原角度所移动的距离 小于 ;

还包括感知加密,所述感知加密包括:

基于矢量地理数据,利用垂距法所具有的局部迭代压缩特性,保持加密前后所提取特征点不变,以特征点分组为基础,利用要素内各组的方向线对单个要素完成感知加密,并依次处理各要素。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述预测误差对嵌入的水印信息进行提取,具体包括:由嵌入有水印信息的数据中提取特征点,特征点分组并进行曲线拟合;

以非特征点与特征点连线的距离比作为水印映射;

根据当前嵌入后角度 和预测角度 ,代入公式(9)得到预测差值 ,计算原始角度并结合水印嵌入时的条件确认是否携带水印载体,在携带有水印载体的条件下,根据公式(10)提取水印信息w:。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据公式(10)提取水印信息w之后,所述方法还包括:在一位水印序列中对应多个水印信息的情况下,采用投票机制决定所提水印序列中的最终水印值,所述投票机制如公式(11)所示:,

其中, 代表该水印位序 中水印信息为0的要素数量, 代表该水印位序 中水印信息为1的要素数量, 表示水印位序 上提取的最终水印值。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述预测误差对嵌入的水印信息进行还原,具体包括:在提取水印信息之后,通过公式(7)计算非特征点与相邻两个特征点所构成的原始角度 ,并移动非特征点至角度 ,移动所得数据为还原得到的原始数据。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于矢量地理数据,利用垂距法所具有的局部迭代压缩特性,保持加密前后所提取特征点不变,以特征点分组为基础,利用要素内各组的方向线对单个要素完成感知加密,并依次处理各要素,具体包括:若所述矢量地理数据为点数据,则根据空间填充曲线将点数据组织为线数据,并根据空间填充曲线内的顺序调整点数据的存储顺序;

采用垂距法提取要素的特征点;

对各要素特征点分组,由相邻多个特征点及多个特征点涵盖的非特征点为一组;

以每组内第一个特征点及其下一个点所构成直线作为当前组的方向线;

根据单个要素内部组的个数生成二值随机数序列,所述二值随机数序列用于控制是否沿相应组方向线加密;

根据加密序列依次按照相应组的方向线将该组及所在要素的后续组全部沿该直线做对称翻转。

6.根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括对感知加密后的数据进行解密:采用相同的密钥生成与加密过程一致的二值加密序列;

根据垂距法提取特征点,并根据特征点将要素内部点分组;

以单个要素为单位,从要素最后一组方向线依次根据加密序列进行对称翻转,获得解密数据。

7.一种矢量地理数据交换密码水印方法装置,其特征在于,所述装置包括:水印嵌入模块,被配置为基于矢量地理数据,以特征点分组为基础,利用特征点进行曲线拟合,并根据拟合曲线与真实非特征点间的误差值作为预测误差,将水印信息嵌入所述预测误差中;

所述水印嵌入模块被进一步配置为:

获取矢量地理数据,若所述矢量地理数据为点数据,则根据空间填充曲线将点数据组织为线数据,并根据空间填充曲线内的顺序调整点数据的存储顺序;

采用垂距法提取要素的特征点;

对各要素特征点分组,由相邻多个特征点及多个特征点涵盖的非特征点为一组;

根据各组内的多个特征点进行曲线拟合,获取各段的拟合曲线及其解析式;

由非特征点向相邻两个特征点的连线做垂线,将垂足在特征点连线上的比例记为非特征点在特征点曲线上的距离比 ,根据距离比获取非特征点在拟合曲线上的相应点;

计算非特征点与相邻两个特征点所构成的角度 ,及非特征点所对应的预测点与相邻两个特征点所构成的角度 ;

根据公式(7)计算预测差值 ,将所述距离比 取若干最高有效位作为水印映射,根据公式(8)将相应水印信息嵌入至预测差值 中获取嵌入水印后的预测差值 :,

式中,w为水印信息;

根据公式(9)计算嵌入水印后角度值 ,将非特征点沿特征点连线的垂线方向移动,改变与特征点所构成角度 ,获得移动距离 :,

将符合以下两个条件的特征点作为水印载体:

1)嵌入水印后非特征点移动距离 小于地图精度 ;

2)真实非特征点误检测时无损还原角度所移动的距离 小于 ;

还包括感知加密,所述感知加密包括:

水印提取还原模块,被配置为根据所述预测误差对嵌入的水印信息进行提取或还原;

感知加密模块,被配置为基于矢量地理数据,利用垂距法所具有的局部迭代压缩特性,保持加密前后所提取特征点不变,以特征点分组为基础,利用要素内各组的方向线对单个要素完成感知加密,并依次处理各要素。

8.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。