1.一种基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印嵌入方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、向原始矢量地图G添加虚拟顶点VVs,以获得包含虚拟顶点VVs的矢量地图;步骤2、对X坐标集和Y坐标集进行离散小波变换DWT,分别得到高频系数和;步骤3、通过构建比率不变域的公式并计算获得初始比率序列;
步骤4、先放大初始比率序列,随后嵌入加密水印图像的水印信息,然后再按比例缩小,获得加水印的比率序列;
步骤5、根据加水印的比率序列以及高频系数计算获得水印高频系数;
步骤6、对水印高频系数应用逆离散小波变换IDWT,获得未校正的包含水印虚拟顶点WVVs的X坐标集;
步骤7、根据坐标集进行水印校正并获得矫正水印高频系数,计算矫正水印高频系数与高频系数 的比率,根据比率计算获得校正比率;
步骤8、根据校正比率以及高频系数计算获得加水印的X坐标集;
步骤10、用替换以生成包含水印虚拟顶点WVVs的矢量地图;最后,移除WVVs以获得最终加水印的矢量地图;
步骤1中,原始矢量地图G中固有真实顶点RVs,在一对真实顶点中添加虚拟顶点VVs,虚拟顶点VVs的添加过程如下所示:;
添加虚拟顶点VVs后得到X坐标序列XV以及Y坐标序列YV,即获得X坐标集以及Y坐标集。
2.如权利要求1所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印嵌入方法,其特征在于,步骤4中,采用量化索引调制QIM来嵌入加密水印图像。
3.如权利要求2所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印嵌入方法,其特征在于,嵌入过程如以下公式所示:;
;
其中,表示放大因子,是QIM的步长,表示加水印后的比率序列,表示水印的像素计数。
4.如权利要求1所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印嵌入方法,其特征在于,步骤4中的加密水印图像采用原始水印图像通过Arnold变换进行扰乱获得;
Arnold变换的计算如下:
;
其中,和分别代表和的像素位置,表示水印的像素计数;参数和表示为一个秘密密钥。
5.如权利要求1所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印嵌入方法,其特征在于,步骤7中,通过在坐标集中删除水印虚拟顶点WVVs获得坐标集,随后将虚拟顶点VVs添加到坐标集中以获得坐标集,然后,对坐标集进行离散小波变换DWT以获得高频系数;
校正比率由以下公式获得:,其中是QIM的步长。
6.一种基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印提取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、向加水印的矢量地图添加虚拟顶点VVs,以获得包含虚拟顶点VVs的矢量地图;步骤2、对矢量地图中的X坐标集和Y坐标集进行离散小波变换DWT,分别得到高频系数和;步骤3、通过构建比率不变域的公式并计算获得初始比率序列;
步骤4:将放大倍,获得放大序列;
步骤5:根据放大序列计算水印索引;
步骤6:计算并记录水印位以及更新索引集合;
步骤7:根据记录的水印位和索引集合确定最终水印位,得到未解密的水印图像;
步骤8:使用逆Arnold变换解密水印图像以获得最终水印图像;
步骤1中,虚拟顶点VVs的添加过程如下所示:。
7.如权利要求6所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印提取方法,其特征在于,计算水印索引的公式如下:。
8.如权利要求6所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印提取方法,其特征在于,计算水印位和索引集合的公式如下:,代表水印位,代表索引集合,所有原始元素值均为0,用于记录水印位和索引。
9.如权利要求8所述的基于虚拟顶点和DWT频率系数比值的矢量地图水印提取方法,其特征在于,最终水印位由以下公式确定:,
表示未解密水印的水印位,索引值为。