[发明专利]一种QR码水印图像数据压缩与编码方法

说明书

本发明公开了一种适用于QR码水印图像的数据压缩与编码方法，结合QR码的符号结构特点对通过DWT变换压缩后的QR码水印图像进行分解，提取其中的数据和纠错编码部分。之后将数据和纠错编码重排列为一维二值水印信序列，运用改进后的跳块编码机制对水印信息序列进行压缩编码。最后将压缩编码后生成的二值序列作为水印信息嵌入载体数据。本发明利用QR码的编码机制和结构特性，解决了QR码水印图像的数据压缩问题。发挥QR码的强大纠错功能，在压缩编码过程中使用无损编码和有损编码两种机制，既降低了数据量，又保证了压缩编码可被正常的解码和识别。压缩和编码后的二值序列相较原始QR码水印图像具有更高的数据压缩比，能满足小数据量水印信息载体对嵌入数据量的要求。

技术领域

本发明属于地理空间数据信息安全保护领域，具体涉及一种针对小数据量水印信息载体的QR码水印图像数据压缩与编码方法。

背景技术

瓦片遥感影像数据和瓦片栅格地图数据是以“天地图”为代表的地理信息公共服务平台的重要数据源，随着网络地理数据服务的普及，瓦片数据来源丰富和便于下载等特点所引发的非法使用和牟利等安全问题日益凸显，直接影响了数据所有者的权益和共享积极性，亟需引入科学有效的技术手段解决瓦片数据的信息安全问题。

数字水印技术是新兴和前沿的信息安全技术，它过水印信息与载体数据的紧密融合实现数据产品的版权保护、内容认证和来源追溯等功能，是解决瓦片数据安全管理问题有效的技术手段。

在数字水印的技术体系中，水印信息是数字水印处理过程中的第一个关键步骤，选择合适的水印信息生成与预处理方式能够在很大程度上提高数字水印算法的不可见性和鲁棒性；同时，也会对水印检测结果的可靠性构成直接影响。作为整个数字水印体系中与载体数据关系最为密切的组成部分，水印信息的生成与预处理过程需要充分考虑载体数据的数据特征和应用需求。

瓦片数据具有尺寸恒定、单幅数据量小的鲜明特征，决定了应用于瓦片数据的数字水印算法必须严格控制嵌入数据量，以适应载体数据的信息承载能力；然而较小的嵌入数据量等同于长度较短的水印信息序列，将难以表征和证实数据产品的版权归属。

发明内容

本发明的目的在于：针对水印信息承载能力有限的小数据量瓦片数据，提出一种QR码水印图像数据压缩与编码方法，通过相应的处理流程，在保证版权信息的表征不受影响的基础上有效地控制嵌入数据量，协调与解决嵌入数据量与载体数据的水印信息承载能力之间的矛盾。

QR码具有信息容量大、编码支持广、自纠错能力强、识读速度快等优点，能够对数字型数据、字母数字型数据、8位字节型数据、日本汉字字符和中国汉字字符等多种不同类型的数据进行编码，是版权信息的理想载体。本发明方法，对包含版权信息的QR码水印图像进行数据压缩和编码，使其转换为长度较短的一维二值水印信息序列，在保留QR码信息容量的基础上有效控制了嵌入数据量，能够很好地应用于以小数据量瓦片数据为载体的数字水印算法设计。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案包括以下步骤：

步骤一、生成QR码水印图像

步骤1.1：选定版权信息，包括数据生产者信息、用户信息、时间信息和分发信息。

步骤1.2：选定待生成QR码水印图像的版本号、纠错等级、原胞大小、空白区域和掩模模式。

步骤1.3：根据QR码生成机制生成对应的QR码水印图像。

步骤二、QR码水印图像的数据压缩

步骤2.1：读取待压缩的QR码水印图像（步骤一生成的QR码水印图像）。

步骤2.2：对QR码水印图像进行L层二维离散小波变换，本发明中取。