【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矢量地图水印，尤其是指一种混合域矢量地图水印嵌入方法与提取方法。
技术介绍
1、矢量地图是地理信息系统中的重要基础数据，在交通导航、城市规划和军事应用等各个行业中得到广泛应用。随着计算机技术的快速发展，许多gis应用程序的开发为普通用户提供了便捷的矢量地图访问方式。然而，这也带来了一些安全问题，例如泄漏和盗版。因此，矢量地图亟需技术保护的措施。数字水印是一种被广泛应用于图像、音频和视频等多媒体数据形式的版权保护方法，具有非常高效的效果。近年来，越来越多的矢量地图开始使用数字水印来保护数据，数字水印成为矢量地图版权保护的重要技术手段。
2、目前，针对矢量地图数字水印的研究重要方向之一是综合考虑水印信息的不可见性和水印算法的鲁棒性，寻找适合的水印嵌入域。一般根据水印嵌入的位置，矢量地图数字水印算法可以分为空间域和频率域数字水印算法。空间域数字水印算法通过直接修改坐标值的方式嵌入水印信息，而频率域数字水印算法先对矢量地图坐标序列作某种可逆的数学变换，然后通过修改变换系数实现水印嵌入，并通过逆变换得到嵌入水印的矢量地图。对于空间域数字水印算法，水印信息被直接隐藏在坐标层面，因此安全性较低，易被针对性攻击所擦除。而频率域数字水印算法在频率域系数中嵌入水印信息，安全性和实用性更高。然而，频率域数字水印算法难以控制误差，且算法的鲁棒性往往受限于频率域系数在各种攻击变换下的稳定性。
3、现有的基于频率域的数字水印算法，大都采用dft变换将矢量地图从空间域转换到频率域；在对比文献1“奚旭,张新长,鲍建腾,张亚
4、上述两个方法在矢量地图的版权保护中均得到了较好地应用，然而经过实验验证，两者仍存在明显的缺陷。对比文献1的算法主要是利用dft幅度系数的平移和旋转的不变性来获取水印算法对于几何攻击的鲁棒性。然而dft幅度系数在缩放变换下无法保持其稳定性，因此其对缩放攻击不存在鲁棒性。对比文献2的算法对dft的相位系数和幅度系数进行结合，进而嵌入多重水印，不同的水印负责抵抗不同类型的攻击，例如在相位系数中嵌入水印能够有效抵抗缩放，在幅度系数中嵌入水印可以有效抵抗旋转攻击。然而这种做法的缺陷也十分地明显，主要分为以下两个方面：1)攻击者对于矢量地图的攻击往往是多步骤的，如果攻击者在对矢量地图同时做平移、旋转、缩放、增删点攻击，该方法无法提取出有效的水印图；2)水印信息的嵌入会对矢量地图造成较大的干扰，不可见性较差。
5、综上所述，现有的频率域矢量地图数字水印算法，由于利用会受缩放变换影响的幅度系数以及受平移旋转影响的相位系数，来进行水印获取，存在着无法同时抵抗平移、旋转和缩放的几何攻击，对于组合攻击鲁棒性较差，且水印嵌入对矢量地图干扰较大。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中直接利用幅度系数与相位系数获取水印，导致矢量地图无法同时抵抗平移、旋转和缩放的几何攻击。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混合域矢量地图水印嵌入方法，包括：
3、提取原始矢量地图的原始特征点序列，根据所述原始特征点序列构造原始复数序列；基于所述原始复数序列，利用离散傅里叶变换，获取原始幅度系数序列与原始相位系数序列；
4、对所述原始幅度系数序列进行奇异值分解，获取原始奇异向量与原始奇异值；
5、获取待嵌入的二值水印图，利用arnold算法对所述待嵌入的二值水印图进行加密，获取加密二值水印图；
6、将所述原始奇异向量放大预设倍数，利用量化索引调制策略，将所述加密二值水印图嵌入放大后的原始奇异向量中，获取嵌入向量；
7、将所述嵌入向量缩小预设倍数后，与所述原始奇异值进行逆奇异值分解，获取含水印的幅度系数序列后，与所述原始相位系数序列进行逆离散傅里叶变换，获取嵌入特征点序列；
8、利用所述嵌入特征点序列，替换原始矢量地图中的原始特征点序列，获取嵌入水印的矢量地图。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述提取原始矢量地图的原始特征点序列，根据所述原始特征点序列构造原始复数序列，包括：
10、提取原始矢量地图的原始特征点序列；
11、将所述原始特征点序列输入道格拉斯-普克算法中，预设压缩阈值，计算获取原始矢量地图的原始特征点序列fe；
12、根据所述原始特征点序列构造原始复数序列c，表示为：
13、c＝{c0,c1,…,cj,...,cn-1}；
14、其中，cj为原始复数序列中第j个特征点的复数形式，表示为cj＝xj+yj*i，j＝0,1,2,…,n-1，n表示原始复数序列中特征点的总个数；(xj,yj)表示原始复数序列中第j个特征点的坐标，i表示虚部单位。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述基于所述原始复数序列，利离散傅里叶变换，获取原始幅度系数序列与原始相位系数序列，包括：
16、对所述原始复数序列c中每一个元素cj进行耦合离散傅里叶变换，获取傅里叶系数序列d，令n表示原始复数序列索引，m表示傅里叶系数索引，m与n一一对应，取值范围均为[0,1,2,…,n-1]；
17、获取傅里叶系数序列中第m个索引位置处的傅里叶系数d(m)，表示为：
18、
19、基于所述傅里叶系数序列d，获取序列中每个傅里叶系数的模长，得到原始幅度系数序列mag，原始幅度系数序列中第m个索引位置处的幅度系数mag(m)，表示为：
20、
21、基于所述傅里叶系数序列d，获取序列中每个傅里叶系数的相位，得到原始相位系数序列pha，原始相位系数序列中第m个索引位置处的相位系数pha(m)，表示为：
22、
23、其中，c(n)表示原始复数序列中第n个索引位置处的元素cj；dreal(m)表示第m个索引位置处的傅里叶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述提取原始矢量地图的原始特征点序列，根据所述原始特征点序列构造原始复数序列，包括：
3.根据权利要求2所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述基于所述原始复数序列，利离散傅里叶变换，获取原始幅度系数序列与原始相位系数序列，包括：
4.根据权利要求3所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述原始奇异向量的获取，包括：
5.根据权利要求1所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述获取待嵌入的二值水印图，利用Arnold算法对所述待嵌入的二值水印图进行加密，获取加密二值水印图，包括：
6.根据权利要求5所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述将所述原始奇异向量放大预设倍数，利用量化索引调制策略，将所述加密二值水印图嵌入放大后的奇异向量中，获取嵌入向量，包括：
7.一种混合域矢量地图水印提取方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的混合域矢量
9.根据权利要求8所述的混合域矢量地图水印提取方法，其特征在于，所述当前加密水印图W'e，表示为：
10.根据权利要求9所述的混合域矢量地图水印提取方法，其特征在于，所述利用逆Arnold算法对所述当前加密水印图进行解密，获取提取水印后的矢量地图，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述提取原始矢量地图的原始特征点序列，根据所述原始特征点序列构造原始复数序列，包括：
3.根据权利要求2所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述基于所述原始复数序列，利离散傅里叶变换，获取原始幅度系数序列与原始相位系数序列，包括：
4.根据权利要求3所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述原始奇异向量的获取，包括：
5.根据权利要求1所述的混合域矢量地图水印嵌入方法，其特征在于，所述获取待嵌入的二值水印图，利用arnold算法对所述待嵌入的二值水印图进行加密，获取加密二值水印图，包括：
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