1.一种基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在矢量地图v中,提取顶点集合P,并进行特征点提取,得到特征点的集合P′;
步骤2:对特征点点集P′,采用逐点插入法构建Delaunay三角网并得到点序列DT;
步骤3:在点序列DT中,读取构成三角形的三个点,计算每个三角形的外接圆半径R和内切圆半径r,并根据外接圆半径R的平均值生成密钥key1;
步骤4:用三角形的内切圆半径r作为伪随机数生成器的种子,生成均匀分布的伪随机数,并生成伪随机数序列,采用伪随机数序列的第一个数字作为水印索引;
步骤5:通过对应三角形的外接圆半径R计算对应水印索引的水印值,并生成特征序列W′index;
步骤6:对原始水印图像W置乱和密钥key2进行加密得到置乱后的水印W′,并转化为水印序列Wi;
步骤7:把生成的特征序列W′index和水印序列Wi进行逻辑异或运算,得到零水印图像W″。
2.如权利要求1所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,步骤1中,顶点集合P为{P=(xi,yi)|i=0,1,…,p-1},其中p为集合中顶点的个数,使用Douglas-Peucker方法对顶点集合P进行特征点提取,得到特征点的集合P′。
3.如权利要求1所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,在步骤4中,采用了梅森旋转方法生成伪随机数,公式如下:其中,Xn表示第n个伪随机数的状态,表示异或操作,<<<表示左移位操作,>>>表示右移位操作,n、m、s、t分别表示所选的梅森素数中的移位步长、移位掩码以及两个位移参数;Yn表示扭曲后的状态,&表示按位与操作,u是一个整数值,用于右移操作,d是一个位掩码,用于改变状态的特性,增加伪随机数的随机性。
4.如权利要求3所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,采用梅森旋转方法的衍生版本MT19937建立伪随机数序列,伪随机发生器利用一个种子生成一组伪随机数序列,不同的种子生成不同的伪随机数序列,输入相同的种子得到相同的伪随机数序列。
5.如权利要求3所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,将伪随机数映射到0-L之间,L为水印长度,生成水印索引值index。
6.如权利要求5所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,步骤5中,采用投票机制确定最终的水印值,规则如下:如果对应的三角形的外接圆半径R大于所有外接圆半径R的平均值Rm,则w(i)的值加1,否则w(i)的值减1,根据最终的w(i)的值,如果大于0,该位置的水印值将被记录为1,如果小于0,则该位置的水印值将被记录为0;
w(i)表示水印第i位中统计为1和0的数量差。
7.如权利要求1所述的基于几何特征的矢量地图零水印嵌入方法,其特征在于,步骤6中,水印序列为{Wi=0.1|i=0,1,…,L-1},L为水印长度,其计算公式为Xk+1=μXk(1-Xk),其中,Xk∈(0,1)表示第k代映射产生的混沌序列,μ∈[0,4]是控制参数,将控制参数作为密钥使用,记为密钥key2。
8.一种基于几何特征的矢量地图零水印提取方法,其特征在于,针对权利要求1-8任一项所述的方法嵌入的水印进行提取,包括以下步骤:A、对矢量地图V进行特征点提取并采用逐点插入法构建Delaunay三角网获得点序列DT’,根据点序列DT’,读取构成三角形的三个点,计算每个三角形的外接圆半径R’和内切圆半径r’,然后计算外接圆半径R’的平均值Rm’;
B、把平均值Rm’和密钥key1进行对比,生成缩放系数K,根据缩放系数K对内切圆半径r’做相应比列的缩放;
C、将缩放后的三角形的内切圆半径r’作为伪随机数生成器的种子,生成均匀分布的伪随机数,并把伪随机数映射到0-L之间,确定水印索引值index;通过对应外接圆半径R’计算对应水印索引的水印值,并生成特征序列W′index;
D、对零水印图像W″和特征序列W′index进行异或操作,生成水印序列W′i;
E、用Logistic方法和密钥key2对水印序列W′i进行反置乱,得到提取水印图像W″′,最后和原始水印图像W进行对比验证。