專利名稱：一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水印評測方法，尤其是涉及針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GIS)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展扮演著越來越重要的角色。目前GIS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于車載導(dǎo)航、在線地圖和軍事指揮等。地理數(shù)據(jù)是GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)，而地理數(shù)據(jù)采集成本高，生產(chǎn)和管理起來是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要耗費(fèi)大量的財(cái)力和物力，因而地理數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的寶貴財(cái)富。然而地理數(shù)據(jù)的拷貝非常容易，一旦地理數(shù)據(jù)被出售，非法拷貝就難以避免，這就損害了數(shù)據(jù)擁有者的利益。數(shù)字水印作為一種有效的版權(quán)保護(hù)技術(shù)，即在不破壞原始數(shù)據(jù)的前提下，把帶有版權(quán)標(biāo)識的水印信息嵌入到地理數(shù)據(jù)中。長期以來，多媒體(如圖像、音頻)數(shù)字水印領(lǐng)域倍受關(guān)注，對應(yīng)水印算法比較成熟，還存在一系列通用評測工具，如Stirmark、Checkmark和Optimark等。地理數(shù)據(jù)水印技術(shù)的研究雖然相對較晚，但隨著應(yīng)用的需要，引起了不少學(xué)者的關(guān)注。迄今為止，各種地理數(shù)據(jù)水印算法層出不窮，但缺乏地理數(shù)據(jù)水印評測統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。由于不同于傳統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)，難以將現(xiàn)存的測試基準(zhǔn)直接應(yīng)用到地理數(shù)據(jù)水印算法上，主要在于地理數(shù)據(jù)的特殊性，具體表現(xiàn)如下:(I)數(shù)據(jù)冗余。數(shù)字水印算法主要是利用原始數(shù)據(jù)的冗余信息來實(shí)現(xiàn)水印嵌入。由于地理數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的精度要求，其提供用以嵌入水印的冗余空間較小，而圖像、視頻、音頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的有效冗余則非常大，這就要求地理數(shù)據(jù)水印算法應(yīng)更加精細(xì)，其魯棒性要求更高。(2)攻擊方式。與多媒體水印中攻擊方式不同，地理數(shù)據(jù)水印常見攻擊方式包括:(a)幾何攻擊，包括平移、旋轉(zhuǎn)和縮放；(b)頂點(diǎn)攻擊，包括化簡(頂點(diǎn)刪除)、頂點(diǎn)增加、噪音；(C)元組攻擊,包括元組增加、元組修改、裁剪(元組刪除)。(3)數(shù)據(jù)保真性。設(shè)計(jì)數(shù)字水印算法的前提是嵌入水印信息，不能損壞地圖精度和降低數(shù)據(jù)的可用性。對于多媒體數(shù)據(jù)(如圖像、視頻)，數(shù)據(jù)的可用性主要通過人類感知系統(tǒng)或峰值信噪比PSNR、MSE等量化參數(shù)來衡量。但地理數(shù)據(jù)對精度有較嚴(yán)格的要求，人類視覺系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn)水印化數(shù)據(jù)所引起的誤差，但計(jì)算機(jī)會很輕易地檢測到這種誤差而造成導(dǎo)航失誤?？梢姡O(shè)計(jì)一個適合于地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法勢在必行。這樣，研究人員可以在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下公平客觀合理地評測自己的水印算法，橫向?qū)Ρ榷喾N算法的性能優(yōu)劣，進(jìn)而為更深入的研究提供指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有水印技術(shù)所存在的問題，提供一個適合于矢量地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，該方法能夠幫助水印算法的研發(fā)者和應(yīng)用人員直觀評價算法的優(yōu)劣，進(jìn)而結(jié)合自身需求作相應(yīng)選擇。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種適用于地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，該方法主要從魯棒性、保真性、水印容量、運(yùn)行速度幾個評測指標(biāo)著手。定義基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集
權(quán)利要求
1.一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，具體的操作步驟如下: 步驟1，選取基準(zhǔn)測試的數(shù)據(jù)集，使用待測水印算法向地理數(shù)據(jù)中嵌入水印； 步驟2，對嵌入水印后地理數(shù)據(jù)的保真性進(jìn)行定量測算，得到基于待測水印算法的保真性的定量測算值； 步驟3，對水印算法的魯棒性進(jìn)行定量測算，得到基于待測水印算法的魯棒性的定量測算值； 步驟4，對水印容量、運(yùn)行速度進(jìn)行測算； 步驟5，輸出步驟2至步驟4的測算結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，其特征在于，所述的步驟I中，具體操作方法如下: 步驟1.1，選取包含多種類型、多種用途、多比例尺、不同數(shù)據(jù)量、不同精度的典型地理數(shù)據(jù)作為測試基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集；該數(shù)據(jù)集中至少包含Polyline和Polygon兩種類型，涵蓋行政圖、河流、山脈、公路、城市街道； 步驟1.2，加載待評測水印算法并使用該算法向地理數(shù)據(jù)中嵌入水印。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，其特征在于，所述的步驟2中，具體操作方法如下: 步驟2.1，基于精度度量地理數(shù)據(jù)的保真性，具體操作過程如下: 步驟2.1.1，對于第k個原始數(shù)據(jù)集的集合
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法，其特征在于，所述的步驟3中，具體操作方法如下:定義攻擊方式集合4.,表示攻擊方式數(shù)目；在每種攻擊方SAi，對應(yīng)攻擊幅度集合從Ci表示攻擊幅度數(shù)目，其中Hiij彡O, i &h, j e Ci ；步驟3.1，在攻擊方式Ai下，對水印化地理數(shù)據(jù)實(shí)施參數(shù)值為的攻擊操作，得到對應(yīng)水印正確率Pu ;對重復(fù)該操作，得到函數(shù)映射％ — Pi,對應(yīng)函數(shù)表示為P i=Gi (Mi);其中，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對地理數(shù)據(jù)水印算法的評測方法首先選取多種類型、多種用途、多比例尺、不同數(shù)據(jù)量、不同精度的地理數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集。接著依據(jù)水印正確率-攻擊幅度曲線的積分面積定義抗攻擊程度的魯棒性評估方法。最后從精度、地物間拓?fù)潢P(guān)系和形狀三個方面定量評價嵌入水印前后數(shù)據(jù)保真性能。除了上述指標(biāo)外，還有水印容量和運(yùn)行速度兩個指標(biāo)。最后綜合制定的評價指標(biāo)實(shí)現(xiàn)測試方案。因此，該方法能夠在相同條件下實(shí)現(xiàn)公平合理地評測水印算法。
文檔編號G06T1/00GK103164837SQ201310117858
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者彭智勇, 岳名亮, 李曉梅, 彭煜瑋 申請人:武漢大學(xué)