矢量地图数字水印研究综述

矢量地图广泛应用于地理信息系统、军事测绘等领域.矢量地图数字水印为数字地图提供版权保护及防伪认证等功能,近几年其研究取得了较大的进展.为使人们对该领域研究现状有概要了解,首先论述了矢量地图水印的特性及评价准则;然后重点分析了空域、频域、零水印以及多重水印算法,并通过实验比较了几类算法的优缺点;最后提出了矢量地图数字水印的发展方向和研究目标.     

一种抗压缩的矢量地图水印算法

对Douglas-Peucker矢量图压缩算法存在的不足进行改进,在此基础上提出一种抗压缩的矢量地图水印算法。该算法选择矢量地图的顶点坐标作为水印载体,采用改进的Douglas-Peucker算法对冗余顶点进行压缩,利用压缩后的顶点数据嵌入水印。实验结果表明,该水印算法具有较好的抗压缩效果。     

基于分块压缩感知的图像半脆弱零水印算法

针对数字图像的内容认证和完整性保护问题,提出了一种基于分块压缩感知(Compressive sensing, CS)的图像 半脆弱零水印算法(Block compressive sensing based image semi-fragile zero-watermarking, BCS-SFZ).首先将图像划分成若干分块,分块大小可以根据水 印数据量和篡改定位精度调整.再按照压缩感知理论对各个图像块进行观测, 并将观测值作为零水印信息注册保存.实验结果表明, BCS-SFZ算法可以准确定位非法篡改并借助水印信息恢复被篡改的区域. 压缩感知理论的引入为算法提供了保密性支持,并且有利于实现图像成像与水印生成的同步,同时该算法实现简单,计算复杂度低.     

基于点模式匹配的矢量地图水印算法

提出一种基于点模式匹配的矢量地图水印算法。该算法将灰度图像嵌入到矢量地图的特征顶点中,嵌入时通过控制误差容限,保证水印的不可见性。水印的提取过程采用点模式匹配算法,通过匹配被检测的矢量地图与含水印的矢量地图的关键顶点得到它们之间的配准函数,最后与原矢量地图比较可以计算得到嵌入的水印信息图像。实验证明该算法对平移、旋转、缩放等攻击都能起到很好地抵抗,具有较高的安全性。     

基于奇异值分解的零水印算法

针对传统的基于奇异值分解的水印算法水印容量较低的缺陷,提出基于奇异值分解的零水印算法,在分块的基础上提取奇异值向量的前若干项,将其作为图像特征,并利用此特征进行零水印构造。仿真实验结果表明,该算法能降低计算复杂度,增加水印容量,稳健性较好。     

一种鲁棒的矢量地图数字水印算法

通过仔细分析MQUAD算法的缺陷,提出一种双重嵌入的鲁棒矢量地图数字水印算法．该算法按地图内所含对象特征把矢量地图分为两层,对不同的图层采用不同算法调制水印信息到各顶点;分别计算两个图层中代表水印信息的位移量,在阈值的控制下,选择有效的顶点并计算顶点坐标平均值即得到水印信息位序列．实验结果表明,文中算法对随机噪声、扭曲变形和各种剪切具有很强的鲁棒性．     

一种基于特征点的矢量地图水印算法

提出一种基于特征点的矢量地图水印算法。在嵌入水印信息前,采用Torus自同构映射对水印图像进行置乱处理,将矢量地图分割为指定数量顶点的曲线集合,选择曲线中角度最小的顶点作为特征点,在地图精度允许的范围内,通过改变该特征点的坐标值,将制作的水印图像重复嵌入到这些特征点中。实验结果表明,该算法不仅能获得较好的地图精度,且对压缩攻击和各种裁剪攻击也具有较强的鲁棒性。     

一种基于时间戳的DCT域零水印方案

提出了一种新的基于时间戳的DCT域图像零水印方案.原始图像进行分块DCT变换后,选取DCT域低频系数作为重要特征,通过混沌置乱与逻辑运算生成零水印,并为生成的零水印加盖时间戳以防止攻击者通过伪造零水印信息来混淆作品版权.在检测过程中利用原始图像几何矩进行水印的二次检测,有效地提高了零水印算法抗攻击能力.实验结果表明,该方案能很好地抵抗JPEG压缩,叠加噪声,裁剪,旋转等攻击,具有较好的可行性和安全性,能很好地实现版权保护功能.     

基于纠错编码的矢量地图可逆水印算法*

针对当前矢量地图可逆水印算法中缺乏水印提取结果纠错方法研究的问题,提出了一种基于纠错编码的矢量地图可逆水印算法。首先采用二值数组表达版权信息并生成其纠错编码,然后将二者合并组成水印数据,最后将水印数据嵌入地图顶点极坐标以增强算法抵抗几何变换的能力。水印提取后,通过纠错编码对水印提取结果进行纠错,达到提升算法稳健性的目的。实验结果证明：该算法具有严格的可逆性、理想的隐蔽性以及较强的稳健性。     

基于矢量图形的中文文本零水印算法

为了实现中文电子文本的版权保护及防止未经授权的文本信息的扩散,构造了一种基于矢量图形的中文文本零水印方案,并对该方案进行了算法的设计实现.算法以文本主题特征为前提,通过对文本主题特征进行矢量化处理为基础,最终来完成中文文本的零水印构造.最后通过仿真实验对算法进行了验证,结果表明该算法能有效抵抗文本常规编辑、同义替换等操作,在一定程度上改善了水印的鲁棒性、安全性、抗攻击能力.