[发明专利]一种划分嵌入区域的线划地图无损数据隐藏及恢复方法

说明书

本发明公开了一种划分嵌入区域的线划地图无损数据隐藏及恢复方法，属于信息传输技术领域，能够解决现有线划地图无损数据隐藏方法整体嵌入容量有限的问题。所述方法包括：首先进行地理要素单元的划分，通过同一单元内相邻坐标的相关性计算坐标差值并分别统计其频数，结合线划地图的特征，将频数分布区域划分为组合区和分散区。然后，通过选取频数峰值的方法在组合区确定要修改的坐标差，并在其左右两侧的分散区内再次分别选取频数峰值，采用特定修改策略隐藏信息。提取与隐藏过程相对应，在提取完毕后可将线划地图无损恢复至原始状态。本发明用于无损数据隐藏和恢复。

技术领域

本发明涉及一种划分嵌入区域的线划地图无损数据隐藏及恢复方法，属于信息传输技术领域。

背景技术

传统的数据隐藏侧重于对秘密信息的传输，其核心目的在于将秘密信息以不可见的方式安全的发送给接收者，载体在秘密信息传输成功后便不再是关注的焦点。而无损数据隐藏更加侧重于对载体的保护，载体中所隐藏的秘密信息主要用于所有权证明、完整性认证或隐蔽通信。无论出于哪种应用目的，在接收者提取出秘密信息后，载体必须能够无损恢复到原始状态，这意味着通过无损数据隐藏技术，不仅发送了秘密信息，而且可以得到无损恢复的载体。在目前的研究中，大多数无损数据隐藏都属于脆弱水印的范畴，研究的重点在于如何无失真的恢复原始载体，因此无损性是各算法的主要关切，而不在于鲁棒性。

针对广泛应用于测量、制图、军事领域且对数据精度要求极高的线划地图而言，不仅需要保证所嵌入数据的安全性，而且需要确保线划地图本身的质量。而在传统数据隐藏技术中，数据嵌入不可避免的会对载体产生扰动，即使数据已被成功提取，这种对载体的改变也是永久的、不可恢复的。无损数据隐藏因其技术特征成为解决这一瓶颈的有效手段，它的核心优势在于，在未受到攻击的前提下，数据提取后能够将受到扰动的载体完全恢复到嵌入前的原始状态，从而达到“无损”的目的。一般而言，无损数据隐藏主要应用于完整性认证和隐蔽通信，因此不可见性、无损性、嵌入容量是评价其性能的主要指标。

目前线划地图无损数据隐藏一般采用无损压缩、差值扩展、迭代、量化的方法。但一些算法对线划地图造成的扰动较大，还有一些算法需要保存附属信息，限制了整体的嵌入容量。

发明内容

本发明提供了一种划分嵌入区域的线划地图无损数据隐藏及恢复方法，能够解决现有线划地图无损数据隐藏方法整体嵌入容量有限的问题。

一方面，本发明提供了一种划分嵌入区域的线划地图无损数据隐藏方法，所述方法包括：

步骤11、将线划地图划分成若干个互不重叠的地理要素单元；

步骤12、提取每个所述地理要素单元中所有点的坐标，根据预设数值位数将所有点的坐标分离成整数部分和小数部分；将同一地理要素单元内相邻点的整数部分坐标相减形成坐标差并统计所述坐标差的相应频数，并根据频数分布划分出组合区和分散区；

步骤13、获取所述组合区内各坐标差左右预设修改级别范围内的频数总和，并将频数总和最大的坐标差记为最佳点坐标差；

步骤14、在最佳点坐标差左侧和右侧的各分散区中，根据各坐标差的频数分别获取左侧频数最大点和距离所述左侧频数最大点最近的左侧频数零点、以及右侧频数最大点和距离所述右侧频数最大点最近的右侧频数零点；

步骤15、根据所述最佳点坐标差、所述预设修改级别和待隐藏的数据比特，按照第一预设规则更新所述组合区内各坐标差，更新后的各坐标差记为第一坐标差；

步骤16、根据所述左侧频数最大点、所述左侧频数零点、所述右侧频数最大点、所述右侧频数零点和所述预设修改级别，在所述分散区中按照第二预设规则更新所述第一坐标差，更新后的各坐标差记为第二坐标差；

步骤17、根据所述第二坐标差，计算所述线划地图内每个所述地理要素单元中各个点的坐标。

可选的，所述第一预设规则包括第一规则、第二规则和第三规则；