[发明专利]一种双曲线图形特征的数字指纹嵌入与检测方法

权利要求书

1.一种双曲线图形特征的数字指纹嵌入与检测方法，包括以下步骤：

(1)、设计一组具有标识意义的虚拟双曲线图形标识；

(1.1)、确定虚拟双曲线的基准长短轴长度a，b，0≤a，0≤b

(1.2)、定义一组具有指纹信息特征的双曲线组a_i，b_i，其中i为指纹信息特征组编号；

(1.3)、定义虚拟双曲线的中心坐标(X0_i，Y0_i)；

(1.4)、由双曲线中心坐标(X0_i，Y0_i)、双曲线组长短半径a_i，b_i这一系列变量，构成具有标识意义的特定虚拟双曲线组，此虚拟双曲线组中包含有数字指纹信息；

(1.5)、所述虚拟双曲线数字指纹信息可以通过扩展覆盖矢量图全图；

(2)、图形指纹特征点的嵌入策略

(2.1)、当虚拟双曲线与矢量地图坐标序列中的线段相切，那么切点就作为特征点插入矢量地图坐标序列中；

(2.2)、当虚拟双曲线与矢量图坐标序列的线段相交，且有两个交点时，我们只选取第一个交点，并按正常相交进行特征点的移位处理；

(2.3)、当虚拟双曲线与矢量地图坐标序列正常相交，且交点与线段的端点重合时，那么就不需要做任何的处理，直接把端点作为图形特征点；

(2.4)、当虚拟双曲线与矢量地图坐标序列正常相交，但交点与端点之间距离小于一个限定的误差值d时，那么就删除原来最近的端点，以新的交点代替端点作为图形特征点；

(2.5)、当虚拟双曲线与矢量地图坐标序列中相邻端点(X₁，Y₁)－(X₂，Y₂)相连的线段正常相交，且只有一个交点时，作为特征点插入，还需要消除三点共线因素，采用交点沿着双曲线左右移动一个限定的误差值d；那么这两个点中，按特定原则选择那一个其中一个特征点作为图形特征点插入矢量地图坐标串。

(3)、虚拟双曲线矢量地图数字指纹嵌入过程，对矢量地图数据中具有2个顶点以上的坐标序列与一组虚拟双曲线图形的每一个虚拟双曲线检测是否有交点，如果存在交点，把相关交点作为图形指纹特征点插入到坐标序列中，具体如下：

(3.1)、读取矢量地图坐标序列数据；

(3.2)、输入虚拟双曲线组的中心坐标(X0_i，Y0_i)；

(3.3)、输入虚拟双曲线组的长短轴半径a_i，b_i；

(3.4)、对坐标序列数据中的相邻两点，判断虚拟双曲线组中的虚拟双曲线与坐标序列中相邻端点(X₁，Y₁)－(X₂，Y₂)相连的线段之间是否有交点；

(3.5)、则设交点为(x，y)，那么其一定是坐标序列中相邻端点(X₁，Y₁)－(X₂，Y₂)相连的线段上的一点，其(x，y)坐标可以由(X₁，Y₁)-(X₂，Y₂)两点决定：

$\left\{\begin{array}{c}x=X_2+\mathrm{\μ}(X_1-X_2)\\ y=Y_2+\mathrm{\μ}(Y_1-Y_2)\end{array}\right.---\left(2\right)$

把公式(2)确定的交点(x，y)代入已知的虚拟双曲线方程得μ一元二次方程Aμ²+Bμ+C＝0；

其中：

根据μ的一元二次方程中的求根判别式Δ，当Δ＝0时，线段与虚拟双曲线相切，当Δ＞0时，线段与虚拟双曲线相交，且有两个交点；当Δ＜0时，线段与双曲线没有交点。再把求得μ代入(2)式，即可求得交点(x，y)坐标的坐标值；

(3.6)、根据虚拟双曲线矩形范围(mL，kW)确定指纹特征点是否在矩形范围内，如果是，则依据虚拟双曲线指纹特征点嵌入策略，把图形特征点插入到矢量地图坐标序列中相邻两端点(X₁，Y₁)与(X₂，Y₂)之间，得到具有虚拟双曲线图形特征指纹特征点分布于整体的矢量地图数据。

(4)虚拟双曲线图形特征的数字指纹检测方法，所述检测方法步骤如下：

(4.1)、读取矢量地图坐标序列数据；

(4.2)、输入具有密钥的虚拟双曲线定位坐标与虚拟双曲线基准半径；

(4.3)、根据虚拟双曲线定位坐标与基准半径，对坐标序列数据中的相邻两点，判断虚拟双曲线组中的虚拟双曲线与坐标序列中相邻端点(X₁，Y₁)－(X₂，Y₂)相连的线段之间是否有交点。

(4.4)、设交点为(X，Y)，那么其一定是坐标序列中相邻端点(X₁，Y₁)－(X₂，Y₂)相连的线段上的一点，其(x，y)坐标可以由(X₁，Y₁)-(X₂，Y₂)两点决定：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{X_1+{\mathrm{\μX}}_2}{1+\mathrm{\μ}}\\ y=\frac{Y_1+{\mathrm{\μY}}_2}{1+\mathrm{\μ}}\end{array}\right.---\left(3\right)$

把公式(3)确定的交点(x，y)代入已知的虚拟双曲线方程求得μ一元二次方程；

根据μ的一元二次方程中的求根判别式Δ，当Δ＝0时，线段与虚拟双曲线相切，当Δ＞0时，线段与虚拟双曲线相交，且有两个交点；当Δ＜0时，线段与虚拟双曲线没有交点。再求得μ一元二次方程解代入(2)式，即求得交点(x，y)坐标的坐标值；

(4.5)、根据求得交点(x，y)坐标的坐标值，线段的端点坐标的(X₁，Y₁)与(X₂，Y₂)进行比较；限差在规定范围内，即交点与端点非之间距离小于一个限定的误差值d时，此端点作为虚拟双曲线上的指纹特征点提取出来；

(4.6)、根据提取出来的指纹特征点集，构建虚拟双曲线，确定基于虚拟双曲线图形特征指纹的存在。