本发明专利技术公开了一种基于数字水印技术的针对瓦片遥感数据的版权保护方法，本发明专利技术的方法基于对瓦片遥感数据特征及其对版权保护的需求进行了分析，拼接后的含水印遥感数据没有丢失水印信息，只是坐标位置发生了改变，通过建立的水印嵌入规则有效保证了原始数据与水印信息之间的同步关系。在进行水印检测时，采用黄金分割法搜索机制来快速、准确定位含有水印信息的影像块，在该影像块中进行水印信息的提取。该方法充分利用了瓦片遥感数据的像元值在拼接前后的特性，解决了拼接后水印信息的正确提取，极大的提高了水印算法的鲁棒性，解决了目前瓦片数据无法抵抗拼接攻击的问题，有效保护了瓦片数据的版权问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地理信息版权保护领域，具体涉及一种针对瓦片遥感影像数据的采用黄金分割法的数字水印方法，以提高遥感影像数字水印算法抗拼接能力，实现瓦片遥感数据的版权保护。
技术介绍
随着网络技术的发展，地理数据的应用更加广泛，许多网站如百度、谷歌等都提供电子地图服务，特别是以Google Earth为代表的地理数据发布软件的大众化，极大地推动了地理信息产业的发展。我国也在大力发展网络地理信息服务，国家测绘地理信息局联合全国各省市开发了“天地图”网站，积极推动了地理信息资源共建共享，在很短时间内，实现了全国多尺度、多类型的资源综合利用和在线服务，开通4天访问人数就高达460多万人次。目前，网络环境下地理数据服务呈现迅猛发展态势。网络环境下地理数据通常是以切片的形式存放于服务端，切片大小是256X256的像素。瓦片金字塔是一种多分辨率数据模型，其核心是分层和分块，将原始数据按照不同分辨率重采样产生新的图层，同一图层按指定的网格大小进行均匀剖分即得瓦片。首先是将原始的影像数据建立影像金字塔，然后将每个级别影像金字塔按照固定的大小生成瓦片遥感数据，以图片文件的形式存储在服务器的硬盘目录下。系统根据用户选择范围加载瓦片遥感数据，比传统的实时渲染方式响应速度更快，更加方便快捷，是目前网络环境中常用方法。瓦片遥感数据还具有数据量巨大、更新快特点，例如“天地图”网站，主节点与分节点的总瓦片数高达百亿片。但是，这种瓦片储存方式的数据存在一个致命弱点，即是十分易于下载，以致目前地理数据非法下载、非法使用、非法谋利等安全问题日益严重和突出，严重危害了数据拥有者的权益，扰乱了地理信息产业的正常发展。采用有效的技术手段保护网络环境下瓦片遥感数据的版权是目前迫切需要解决的问题。数字水印技术是信息安全的前沿技术，它将水印信息与载体数据紧密结合并隐藏其中，成为载体数据不可分离的一部分，由此来确定版权拥有者、跟踪侵权行为、认证数字内容真实性、提供关于数字内容的其他附加信息等。数字水印技术发展于上世纪90年代中期，目前在图像、视频、音频等领域的安全保护方面发展得较为成熟，并取得了许多成功应用。近年来，在地理数据安全保护方面，数字水印得到了高度的关注，也取得了许多重要成果，为地理数据安全保护做出了重要贡献。然而，从目前的研究来看，针对瓦片遥感数据特点的数字水印技术研究还很缺乏。在网络环境中实施有效的瓦片遥感数据的版权保护和信息安全手段成为测绘数字化应用领域的一个新问题，具有十分重要的理论意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前瓦片遥感数据水印技术无法解决水印信息同步、难以抵抗拼接攻击，无法有效保护瓦片遥感数据版权问题，提出一种基于黄金分割法的抗拼接水印算法，使得水印算法在保持抗几何攻击基础上，能有效抵抗瓦片数据的拼接攻击，从而提高了算法的鲁棒性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案为一种，其特征在于包括以下步骤 (1)水印信息生成读取有意义的文字；按照编码方式将读取的文字信息转换成二进制序列W = {0,1},转换得到的序列长度为Length ;将生成的二进制序列进行扩频为长度为况，其中i财;对扩频的二值序列置乱，得到水印信息巧； (2)水印嵌入确定水印信息的嵌入位置；建立水印信息位与瓦片遥感数据之间 的多对一映射函数，即确定函数}T =其中，IT表示水印嵌入位，分别表示遥感数据灰度值及其窗口均值参数；建立嵌入规则，水印信息的嵌入方式可以表示为x fT[/tir，兄)]，根据建立的映射函数确立在像素值,T处嵌入水印信息*表示水印的嵌入规则；保存嵌入水印信息后的影像数据； (3)水印检测过程读取含水印信息的遥感影像数据，获取影像的大小；对影像的水平方向进行黄金分割，分别计算分割后两部分的相关系数，比较两部分的相关系数大小，保留相关系数大的那一部分影像；对保留下的影像块进行垂直方向的黄金分割，分别计算分割后两部分影像的相关系数，比较两部分的相关系数大小，保留相关系数大的那一部分影像；重复以上水平和竖直方向的分割比较过程；当相关系数大的部分影像的相关系数值大于预先设定的阈值，或者是分割后的影像块大小小于等于预先设定的最小分块大小时停止，并输出检测结果。编码方式为可逆编码方式。嵌入规则为量化的嵌入规则。影像设定的最小分块大小为256 X 256，阈值为0. 5。本专利技术基于映射函数将瓦片遥感数据与水印信息建立了多对一的函数关系，解决了水印信息不同步的问题，为瓦片数据抗拼接攻击提供了前提，基于黄金分割法的搜索机制能够快速、准确的定位到含水印影像块，在原有水印算法基础上，有效提高了水印算法的抗攻击能力，解决了瓦片遥感数据版权保护问题。该方法鲁棒性强，适用于瓦片遥感数据版权保护中。附图说明图I是本专利技术一种的水印嵌入与检测流程图。图2是本专利技术实施例中原始瓦片遥感数据。图3是本专利技术实施例中嵌入的水印信息。图4是本专利技术实施例中拼接后的瓦片遥感数据。图5是本专利技术实施例中提取的水印信息。图6是本专利技术实施例中拼接后提取的水印信息。具体实施例下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。本实施例选择单波段的瓦片遥感数据为实验数据，针对数据的读取、预处理、水印信息生成、水印嵌入、含水印数据保存、搜索影像块、水印检测、检测结果输出的整个过程，给出本专利技术的一个实施例，进一步详细说明本专利技术。如图2，本实施例选择一幅瓦片遥感数据作为实验数据，数据大小为256x256，数据格式为tif。I.水印信息生成 步骤一输入待嵌入的文字信息，本实施例的水印信息为吉印水印，如图3所示。步骤二 将输入的文字信息采用编码机制进行编码，生成二进制序列。步骤三扩频生成的二进制序列，采用I扩频所有的数据，长度为1000位。·步骤四采用置乱方法，将1000位二进制序列进行加密，得到水印信息，用于水印嵌入操作。2.水印嵌入 步骤一读取实验的瓦片遥感数据，数据的大小为256x256。步骤二 获取遥感影像中心像元值和邻域窗口均值，窗口大小设置为7x7。设中心像元值为映射函数的自变量.、，邻域窗口均值为另一个自变量7 =艰i) IiKj)kxkO步骤三建立水印位,Q与遥感数据(U)的映射函数，W0 =该映射函数应该尽可能的在上满映射。步骤四采用量化的方式进行水印嵌入，遍历整个瓦片数据进行水印嵌入。步骤五保存嵌入水印后的瓦片数据。3.基于黄金分割法搜索机制的遥感数据水印检测规则 步骤一读取待检测遥感数据，并获取待检测数据的大小AfxiV。步骤二 初始化检测的水印信息，将1000位的水印信息全部设置为0，即Wt 二 {0}。步骤三判断iVxF与256x256之间的大小关系。如果大于，则进行步骤四，否贝U，直接检测水印，输出结果。步骤四进行水平和垂直方向的交替水印检测，在两个方向上都是保留相关系数大的那一部分影像。步骤五输出检测结果。本专利技术所提出的方法是专门针对瓦片遥感数据的版权保护方法，在进行水印检测时，采用黄金分割法搜索机制进行搜索含有水印的影像块，有效剔除了不含有水印信息影像块的影响，也能快速、准确的搜索到含有水印的影像块。可以看出，采用黄金分割法进行搜索含水印影像块的方法可以有效抵抗拼接攻击，水印算法的鲁棒性也得到了较大的提闻。4.测试与分析 本专利技术所提出的方法是专本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字水印技术的针对瓦片遥感数据的版权保护方法，其特征在于包括以下步骤 (1)水印信息生成 读取有意义的文字； 按照编码方式将读取的文字信息转换成二进制序列,={0.1},转换得到的序列长度为Lmgth ； 将生成的二进制序列进行扩频为长度为况，其中S-V ; 对扩频的二值序列置乱，得到水印信息螂; (2)水印嵌入 确定水印信息的嵌入位置； 建立水印信息位与瓦片遥感数据之间的多对一映射函数，即确定函数JT =,其中，JT表示水印嵌入位，k凡)分别表示遥感数据灰度值及其窗口均值参数； 建立嵌入规则，水印信息的嵌入方式可以表示为根据建立的映射函数确立在像素值;r处嵌入水印信息， 表示水印的嵌入规则； 保存嵌入水印信息后的影像数据； (3)水印检测过程 读取含水印信息的遥感影像数据，获取影像的大小； 对影像的水平方向进行黄金分割，分...
【专利技术属性】
技术研发人员：任娜，朱长青，崔翰川，朱一姝，
申请(专利权)人：常熟南师大发展研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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