[发明专利]基于网格的矢量空间数据数字水印方法

权利要求书

1.基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：包括有水印信息嵌入过程和水印信息提取过程；

所述水印信息嵌入过程包括以下步骤，

步骤一，生成用于嵌入的水印信息，即采用黑白二值图像作为原始水印图像，读出黑白二值图像的数据部分后对其进行置乱操作，置乱后获取的数值作为用于嵌入的水印信息；

步骤二，将矢量空间数据库内所存储的待加水印矢量空间数据以坐标点的形式读出，对所有的坐标点进行网格化处理以获得网格矩阵M；

所述网格化处理的具体方式是：确定一个二维网格，根据矢量空间数据的特点，对所有坐标点进行预处理，提取其中非关键的坐标点，然后将非关键的坐标点按照坐标值分配到网格的各单元中，统计网格各个单元中坐标点的个数，从而得到相应网格矩阵M；

步骤三，对网格矩阵M进行DCT变换得到系数矩阵G，选择系数矩阵G的中频部分每个系数分别嵌入水印信息中的一个水印信息位得到新的系数矩阵G’，对系数矩阵G’进行逆DCT变换得到网格矩阵M’；

步骤四，将网格矩阵M’跟步骤二所得网格矩阵M进行对应比较，如果其中某个网格单元在网格矩阵M和网格矩阵M’的相应权值发生了变化，则按照网格矩阵M’中的相应权值对矢量空间数据库中处于这个网格的坐标点个数进行调整，从而生成带水印矢量空间数据；

所述水印信息提取过程为，对矢量空间数据库内所存储的带水印矢量空间 数据进行网格化，对所得网格数据进行DCT变换，从DCT变换结果中提取出隐藏的水印信息位，将其作为图像的数据部分构建一个黑白二值图像，然后对该黑白二值图像进行置乱恢复操作从而提取出作为水印信息的原始水印图像。

2.如权利要求1所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤一中，对黑白二值图像的数据部分进行置乱操作采用Arnold变换实现。

3.如权利要求1所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤二中，确定二维网格时，网格单元大小取值为矢量空间数据的地图精度大小的一半以下；统计各个网格中坐标点的数目时，对于网格边界上的坐标点优先划分到右边和下面的网格中。

4.如权利要求3所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤二中，将确定二维网格时的网格大小取值作为密钥，水印信息提取过程中使用该密钥进行网格化。

5.如权利要求1所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤四的具体实现方式为：

设M_ij为网格矩阵M中位于第i行和第j列的元素、M’_ij为网格矩阵M’中位于第i行和第j列的元素，网格矩阵M和网格矩阵M’大小为P×Q，其中1≤i≤P，1≤j≤Q；

对于网格矩阵M和网格矩阵M’中对应的元素进行扫描，如果M_ij＝M’_ij，则将M_ij标记为已处理；如果M_ij＞M’_ij则减少M_ij所对应网格中坐标点的数目，并将M_ij标记为已处理，所述减少坐标点的数目是指从该网格中任意选择一个坐标点直接删除；如果M_ij＜M’_ij则增加M_ij所对应网格中坐标点的数目，并将M_ij标记为已处理，所述增加坐标点的数目是指从该网格中任意选择一个坐标点，将其在矢量 空间数据库中复制存储一次。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤三中，采用Zigzag扫描选取系数矩阵G中间n×n个交流系数AC_i，水印信息所包含水印信息位的长度N＝n×n，从而选择实现DCT变换结果中间部分的网格。

7.如权利要求6所述基于网格的矢量空间数据数字水印方法，其特征在于：步骤三中对网格嵌入水印信息位的操作采用正负判别方式，即对于每一个水印信息位WS_i及其对应的交流系数AC_i进行比较，如果WS_i＝0且AC_i＜0则对AC_i做取反操作，将其修改为正；如果WS_i＝1且AC_i＞0，则对AC_i做取反操作，将其修改为负。