[发明专利]一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法

权利要求书

1.一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)提取原始栅格地图的边缘数据：设A为所述原始栅格地图，通过两Sobel卷积因子分别与A做卷积运算得出横向边缘图像Gx、纵向边缘图像Gy，再通过公式计算出A中每一像素的梯度大小，形成梯度矩阵G，将所述梯度矩阵G转化为灰度图像，用最大类间方差法计算图片的灰度阈值，并根据计算出来的阈值分割梯度图像得到二值图像，所述二值图像即为最终的边缘图像；

(b)根据水印信息的比特数将所述边缘图像分块：根据版权信息载体图像的尺寸和位深度计算所述水印信息的大小，设水印图像的大小为N×M，位深度为Kbits，则所述水印信息的大小B＝M×N×Kbits，由于所述边缘图像是二值图，像素值为1的点表征了所述原始栅格地图的轮廓，即为可选的水印嵌入点，拟在每个嵌入点嵌入1位所述水印信息，设所述边缘图像中像素值为1的点的总数为S，原始栅格地图初步的分块数为C，计算每块中像素值为1的点的总数s，若s＜B，则该块不足以嵌入一个水印信息，将该块与下一块合并，再次计算该新块中像素值为1的点的总数s，直到s＞B时，停止合并，记录所述每个块的起始位置；

(c)对每个所述边缘图像分块，采用BFA算法提取出较优水印嵌入点集：设初始细菌总数为n，并将它们随机分布到所述边缘图像分块中，初始位置记为p₁p₂…p_n；设连通阈值为t，即连续t个像素的值为1，也是所述细菌在某一方向上能连续前行的步数，这类边缘表征线状或面状地物；设所述细菌趋化步数阈值为c，即细菌在八方向上能前进的总步数，在栅格地图上，这类边缘表征独立地物；

(d)基于LSB算法嵌入水印：从所述原始栅格地图分块情况和所述边缘图像中提取到的水印嵌入点集，找出它们在所述原始栅格地图的相应像素，将所述水印信息嵌入到所述原始栅格地图的最低有效位。

2.如权利要求1所述的一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法，其特征在于：所述两Sobel卷积因子分别为和

3.如权利要求1所述的一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法，其特征在于：所述步骤(b)中，所述原始栅格地图初步的分块数C＝[S÷B÷2]×2。

4.如权利要求1所述的一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法，其特征在于：所述步骤(c)的具体步骤为：

(1)若提取到的所述水印嵌入点数小于B，则转到步骤(2)，否则结束；

(2)若边缘图像中值为1的像素都被所述细菌搜索过，设置c＝c-1，t＝t-1；

(3)对每一个所述细菌，沿自己周围的八方向进行搜索，搜索次序为上、下、左、右、左上、右上、左下、右下；若所述细菌在八方向上的总前进步数小于c，将所述细菌的位置及其能前进到的位置点加入所述水印嵌入点集中并剔除重复点，同时将所述细菌驱散到所述边缘图像分块的其他位置；若所述细菌在m个方向上的所述趋化步数均达到t，其中所述m的取值范围为1≤m≤8，则将所述细菌的位置点选为水印嵌入点并剔除重复点，同时产生m个新细菌替换原细菌，并沿这m个方向分别移动一步作为所述各新细菌的初始位置，转到步骤(1)。

5.如权利要求1所述的一种基于BFA与LSB的栅格地图版权保护方法，其特征在于：在所述步骤(d)中，由于所述原始栅格地图一般为真彩色图像，所述真彩色图像中每个像素包括R、G、B三个颜色分量，为不引起颜色值的过度扰动，选择将1位所述水印信息嵌入所述每个像素B分量的最低位。