一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法及系统技术方案

本发明专利技术属于地图水印技术领域，具体提供一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法及系统，其中方法包括：获取高精度地图及其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息，并投影到平面坐标系下；获取随机的秘钥数字s和要素地理坐标数量n，利用数字水印生成算法生成数字水印数列；将数字水印数列在可控精度的规则下隐藏嵌入到空间地理坐标信息中。该方案能够对矢量高精度地图全要素添加数字水印，还可以对部分要素添加数字水印；并且该数字水印具有可控精度损失，既能有效保证含数字水印的矢量高精度地图的质量，又能生成部分有偏移的数据用作样本数据；每一形点添加的数字水印是以特定方式随机的，不可复现。不可复现。不可复现。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法及系统


[0001]本专利技术涉及地图水印
，更具体地，涉及一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法及系统。

技术介绍

[0002]高精度地图是高级别自动驾驶的必需品，它能为智能汽车提供许多先验知识，如车辆定位，道路状况，周边环境，意外事件和车道级路径规划等重要功能。矢量高精度地图的版权问题也越来越重要，而普通的水印技术很难在矢量地理空间信息中发挥作用。
[0003]目前矢量地图水印方法主要包括三种：
[0004]第一种是可逆水印算法，可逆水印通过在原始数据中嵌入水印信息来保护版权，在提取水印验证版权时，随着水印的提取可以恢复为原始数据，从而实现数据零干扰。然而，可逆水印技术有一个明显的缺陷，即水印只能使用一次，因为提取后必须去除可逆水印信息。因此，该方法不能满足用户对永久水印的要求。此外，为了同时满足算法可逆性和水印的嵌入空间，大多数可逆水印仍需要通过扰动数据精度来获取水印隐藏空间。从这个角度来看，它并不是真正的无损。
[0005]第二种无损水印技术是零水印，它根据矢量地图的特征信息生成水印，而不对宿主数据进行任何修改。生成的水印将存储在IPR(知识产权)存储库中，依托第三方权威机构进行水印检测。该方法的关键是提取原始矢量地图的稳定特征信息，基于该特征信息的零水印能够抵御多种攻击。特征信息可以是基于矢量地图的空间统计特征或几何特征，并将特征信息与水印信息进一步结合产生零水印。与可逆水印相比，零水印实现了完全无损。但是，它是构造水印而不嵌入水印，因此在提取和声明版权时存在误判风险。例如，每个人都可以基于原始数据构建零水印并注册到他们信任的知识产权机构。此外，零水印机制需要将水印信息存储在第三方版权代理机构，在实际应用中存在诸多限制。
[0006]第三种是基于存储序列的无损水印方法，该方法利用矢量地图排列有序、存储无序的特点，通过重新设计要素的存储规则将水印信息暗藏其中。但是目前还不能完全做到避免可逆水印与零水印的缺陷，且水印还是会对数据的坐标信息产生扰动，无法实现完全无损。
[0007]以上各水印方法的精度损失不可控，也不具有检测数据被篡改地方的功能。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中存在的现有水印方法的精度损失不可控，也不具有检测数据被篡改地方的技术问题。
[0009]本专利技术提供了一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]S1，获取高精度地图及其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息，并投影到平面坐标系下；
[0011]S2，获取随机的秘钥数字s∈(0,1)和要素地理坐标数量n，利用数字水印生成算法生成数字水印数列；
[0012]S3，将数字水印数列在可控精度的规则下隐藏嵌入到空间地理坐标信息中。
[0013]优选地，所述S1具体包括：
[0014]S101，获取矢量高精度地图数据，并表达成各个实体要素的集合，每个实体要素的信息包括要素类型、要素id、空间地理坐标，其中空间地理坐标为一系列有序形点组成；
[0015]S102，将其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息投影到直角坐标下。
[0016]优选地，所述S2具体包括：
[0017]利用第一类切比雪夫多项式cos(m*arccos(s))批量生成数字水印数列，其中m是随机生成的随机数，s是在(0，1)范围内随机生成的随机数。
[0018]优选地，所述S3具体包括：
[0019]将要素地理坐标的坐标(x，y，z)小数点后的数字按照自定义规则进行改写替换。
[0020]优选地，所述自定义规则具体包括：
[0021]在1
‑
9中随机选取一个数字写入z的小数点第5位，将数字水印小数点后1
‑
7位的数字分别对应写入z小数点的6
‑
12位，将数字水印小数点后8
‑
12位的数字分别写入x小数点的5
‑
9位，将数字水印小数点后13
‑
16位的数字分别写入y小数点的5
‑
8位。
[0022]优选地，所述S3之后还包括S4：
[0023]根据第二类切比雪夫多项式Un对地图进行数字水印检测和篡改检测。
[0024]优选地，所述S4具体包括：
[0025]S401，根据数字水印数列嵌入时的规则，反算出数字水印数列S；
[0026]S402，根据秘钥数字s计算e＝S[n+1]‑
(2*s*S[n]‑
S[n
‑
1]),如果每处的e<1e
‑
5，可认为数字水印为上述方法添加的，并且坐标大概率是未被修改的，若存在部分e>1e
‑
5，那么该地方被篡改过，其中n为要素地理坐标数量。
[0027]本专利技术还提供了一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成系统，所述系统用于实现轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法的步骤，具体包括：
[0028]地图获取模块，用于获取高精度地图及其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息，并投影到平面坐标系下；
[0029]数字水印生产模块，用于获取随机的秘钥数字s∈(0,1)和要素地理坐标数量n，利用数字水印生成算法生成数字水印数列；
[0030]水印嵌入模块，用于将数字水印数列在可控精度的规则下隐藏嵌入到空间地理坐标信息中。
[0031]本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法的步骤。
[0032]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法的步骤。
[0033]有益效果：本专利技术提供的一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法及系统，其中方法包括：获取高精度地图及其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息，并投影到平面坐标系下；获取随机的秘钥数字s∈(0,1)和要素地理坐标数量n，利用数字水印
生成算法生成数字水印数列；将数字水印数列在可控精度的规则下隐藏嵌入到空间地理坐标信息中。该方案能够对矢量高精度地图全要素添加数字水印，还可以对部分要素添加数字水印；并且该数字水印具有可控精度损失，既能有效保证含数字水印的矢量高精度地图的质量，又能生成部分有偏移的数据用作样本数据；每一形点添加的数字水印是以特定方式随机的，不可复现；且该数字水印具有检测数据被篡改地方的功能。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法流程图；
[0035]图2为本专利技术提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
[0036]图3为本专利技术提供的一种可能的计算机可读存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取高精度地图及其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息，并投影到平面坐标系下；S2，获取随机的秘钥数字s∈(0,1)和要素地理坐标数量n，利用数字水印生成算法生成数字水印数列；S3，将数字水印数列在可控精度的规则下隐藏嵌入到空间地理坐标信息中。2.根据权利要求1所述的轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，所述S1具体包括：S101，获取矢量高精度地图数据，并表达成各个实体要素的集合，每个实体要素的信息包括要素类型、要素id、空间地理坐标，其中空间地理坐标为一系列有序形点组成；S102，将其中需要添加数字水印要素的空间地理坐标信息投影到直角坐标下。3.根据权利要求1所述的轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，所述S2具体包括：利用第一类切比雪夫多项式cos(m*arccos(s))批量生成数字水印数列，其中m是随机生成的随机数，s是在(0，1)范围内随机生成的随机数。4.根据权利要求1所述的轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，所述S3具体包括：将要素地理坐标的坐标(x，y，z)小数点后的数字按照自定义规则进行改写替换。5.根据权利要求4所述的轻量形点级矢量高精度地图数字水印生成方法，其特征在于，所述自定义规则具体包括：在1
‑
9中随机选取一个数字写入z的小数点第5位，将数字水印小数点后1
‑
7位的数字分别对应写入z小数点的6
‑
12位，将数字水印小数点后8
‑
12位的数字分别写入x小数点的5
‑
9位，将数字水印小数点后13
‑
16位的数字分别写入y小数点的5
‑
8位。6.根据权利要求1所述的轻量...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁豪，石涤文，尹玉成，姚琼杰，刘奋，
申请(专利权)人：武汉中海庭数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：