一種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法，首先利用算術(shù)編碼技術(shù)，將水印信息轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)N，計(jì)算出最少需要的元素個(gè)數(shù)M，并進(jìn)行全排列，解算出序號N的元素具體排列順序。對矢量數(shù)據(jù)對象按坐標(biāo)的大小進(jìn)行排序，并按M對數(shù)據(jù)對象進(jìn)行分組；根據(jù)序號N的元素具體排列順序?qū)γ拷M數(shù)據(jù)對象的存儲(chǔ)順序進(jìn)行調(diào)整。水印信息提取時(shí)，對數(shù)據(jù)對象按坐標(biāo)大小進(jìn)行排序，通過與原始數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序進(jìn)行比較分析，提取水印單元和具體的數(shù)據(jù)對象排列順序，然后推算出排列序號N，再利用算術(shù)編碼技術(shù)對N進(jìn)行譯碼，從而提取出水印信息。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)水印信息的嵌入和提取，對縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等攻擊具有較好的魯棒性。
【專利說明】一種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用算術(shù)編碼技術(shù)，將水印信息隱藏在矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序 中，從而實(shí)現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)數(shù)字水印的嵌入與提取。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，矢量空間數(shù)據(jù)作為信息的基本載體，其安全性和版權(quán)保 護(hù)越來越重要。目前對矢量空間數(shù)據(jù)保護(hù)的數(shù)字水印技術(shù)，主要是對水印信息進(jìn)行編碼，將 這些編碼編入到矢量對象坐標(biāo)的最低有效位上從而實(shí)現(xiàn)水印信息的來嵌入。但由于改變了 矢量對象的空間坐標(biāo)，降低了數(shù)據(jù)精度，同時(shí)無法抵御縮放、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等方法的攻擊 等問題。所以從實(shí)用性角度來看，目前的矢量空間數(shù)字水印仍無法解決精度損失問題，同時(shí) 也不能有效對抗坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、旋轉(zhuǎn)等攻擊，缺乏安全性和實(shí)用性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對目前矢量空間數(shù)據(jù)水印算法會(huì)降低數(shù)據(jù)的精度，魯棒性不強(qiáng)等問題，本發(fā)明 的目的在于：提出了一種結(jié)合矢量數(shù)據(jù)對象空間關(guān)系特征水印嵌入和提取的方法，在不降 低數(shù)據(jù)精度的情況下，能有效抵御坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等方法的攻擊。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法，其特征在于：
[0006] 1)編碼水印信息：利用算術(shù)編碼技術(shù)將被編碼符號串表示為0到1之間的小數(shù)， 去掉保留小數(shù)部分，使之變?yōu)檎麛?shù)N ;
[0007] 2)確定M的值使（M-I) ! <N〈M !，選取M個(gè)元素，記為A1, A2……AM，將所述M個(gè) 元素進(jìn)行全排列，并將排列結(jié)果按照從小到大計(jì)數(shù)為1到M !，選擇第N種排列結(jié)果，獲得 其排列順序；
[0008] 3)讀取待嵌入水印的矢量空間數(shù)據(jù)對象，對矢量空間數(shù)據(jù)對象按照坐標(biāo)的大小進(jìn) 行排序V (V1, V2......Vm......Vd)，其中D>M，然后每M個(gè)矢量空間數(shù)據(jù)對象劃分為一組，每 組為一個(gè)水印單元S，將每個(gè)水印單元S中的數(shù)據(jù)對象按照步驟2)中獲得的排列順序重新 排列，從而實(shí)現(xiàn)水印信息的嵌入，并保存嵌入水印后的文件；
[0009] 4)水印信息提取時(shí)，讀取矢量數(shù)據(jù)文件，記下矢量數(shù)據(jù)對象的存儲(chǔ)順序，然后按矢 量數(shù)據(jù)對象坐標(biāo)的大小進(jìn)行排序，比較兩種排序，提取出水印單元S以及水印單元S中數(shù)據(jù) 對象的具體排列順序，計(jì)算出該排列順序的序號為N ;
[0010] 5)將序號N前面添加"0. "，形成一個(gè)0至1間的小數(shù)，再根據(jù)算術(shù)編碼技術(shù)進(jìn)行 譯碼，從而提出具體的水印信息；顯示帶有水印信息的矢量空間圖。
[0011] 為了更好地實(shí)現(xiàn)上述方案，步驟2)所述選取的M個(gè)元素是互不相等的。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：將水印信息與矢量數(shù)據(jù)對象空間關(guān)系特征相結(jié)合，通過調(diào) 整矢量數(shù)據(jù)對象的存儲(chǔ)順序，避免了對對象的坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，確保數(shù)據(jù)精度不受影響。由于 數(shù)據(jù)對象的空間關(guān)系不變特征，所以對縮放、平移、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、旋轉(zhuǎn)等攻擊方法具有較好的 魯棒性。本發(fā)明可以廣泛用于矢量空間數(shù)據(jù)的版權(quán)認(rèn)證、追蹤，特別適合精度要求嚴(yán)格的矢 量數(shù)據(jù)嵌入水印。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為嵌入水印信息前后數(shù)據(jù)對象的存儲(chǔ)順序?qū)Ρ葓D；
[0014] 圖2為水印信息提取過程示意圖；
[0015] 圖3為算術(shù)編碼過程不意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)例：用ArcMap讀取矢量圖形文件（即為待嵌入水印的矢量空間數(shù)據(jù)對象），試 驗(yàn)數(shù)據(jù)為"重慶市興趣點(diǎn)"，shp格式，幾何屬性為點(diǎn)，水印信息為"重慶師范大學(xué)"。
[0017] 一、水印嵌入過程
[0018] 1)采用算術(shù)編碼方法將被編碼符號串（序列）表示成0和1之間的一個(gè)間隔，即 對一串符號直接編碼成[0，1]區(qū)間上的一個(gè)浮點(diǎn)小數(shù)，符號序列越長，編碼表示它的間隔 越小，表示這一間隔所需的位數(shù)就越多。為了簡化計(jì)算，可假設(shè)具有如下概率分布：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法，其特征在于： 1) 編碼水印信息：利用算術(shù)編碼技術(shù)將被編碼符號串表示為0到1之間的小數(shù)，去掉 "0."，保留小數(shù)部分，使之變?yōu)檎麛?shù)N ; 2) 確定M的值使（M-1) ! <N<M !，選取M個(gè)元素，記為A。A2......Am,將所述M個(gè)元素 進(jìn)行全排列，并將排列結(jié)果按照從小到大計(jì)數(shù)為1到M !，選擇第N種排列結(jié)果，獲得其排 列順序； 3) 讀取待嵌入水印的矢量空間數(shù)據(jù)對象，對矢量空間數(shù)據(jù)對象按照坐標(biāo)的大小進(jìn)行排 序，然后每M個(gè)矢量空間數(shù)據(jù)對象劃分為一組，每組為一個(gè)水印單元S，將每個(gè)水印單元S中 的數(shù)據(jù)對象按照步驟2)中獲得的排列順序重新排列，從而實(shí)現(xiàn)水印信息的嵌入； 4) 水印信息提取時(shí)，讀取矢量數(shù)據(jù)文件，記下矢量數(shù)據(jù)對象的存儲(chǔ)順序，然后按矢量數(shù) 據(jù)對象坐標(biāo)的大小進(jìn)行排序，比較兩種排序，提取出水印單元S W及水印單元S中數(shù)據(jù)對象 的具體排列順序，計(jì)算出該排列順序的序號為N ; 5) 將序號N前面添加"0."，形成一個(gè)0至1間的小數(shù)，再根據(jù)算術(shù)編碼技術(shù)進(jìn)行譯碼， 從而提出具體的水印信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于矢量空間數(shù)據(jù)對象存儲(chǔ)順序的數(shù)字水印方法，其特征 在于；步驟2)所述選取的M個(gè)元素是互不相等的。
【文檔編號】G06F21/16GK104462886SQ201410707255
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】高翔, 張澤烈, 徐永書, 肖勇, 蒲德祥, 丁憶, 夏定輝, 張黎, 吳寒, 陳雪洋 申請人:重慶市地理信息中心