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结合视觉密码和离散小波变换的栅格地理数据双重水印

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中国图象图形学报 2020年第3期25卷 558-567页

作者：房礼国付正欣孙万忠郁滨信息工程大学郑州450001

目的在栅格地理数据的使用过程中,为防止数据被破坏或被篡改,需要加强对数据完整性的检验;为防止数据被恶意传播,需要加强对数据版权信息的保护。双重水印技术可以同时完成这两项任务。方法利用基于异或的(2,2)-视觉密码方案VCS(visual ... 详细信息

目的在栅格地理数据的使用过程中,为防止数据被破坏或被篡改,需要加强对数据完整性的检验;为防止数据被恶意传播,需要加强对数据版权信息的保护。双重水印技术可以同时完成这两项任务。方法利用基于异或的(2,2)-视觉密码方案VCS(visual cryptography scheme)和离散小波变换DWT(discrete wavelet transform),对数字栅格地理数据嵌入双重水印,使用半脆弱性水印作为第1重水印进行完整性检验,水印信息依据DWT变换后高频系数中水平分量之间的大小关系嵌入;使用零水印作为第2重水印进行版权保护,提取DWT变换后经低频子带奇异值分解的特征值生成特征份,利用基于异或的(2,2)-VCS,根据特征份和水印信息生成版权份。结果为验证算法的有效性,对具体的栅格地理数据进行实验分析。结果表明,本文算法中第1重水印能够正确区分偶然攻击和恶意破坏,对含水印的栅格地理数据进行质量因子为90、80、70、60、50的JPEG压缩后,提取出完整性水印的归一化相关系数NC(normalized correlation)值分别是1、0.996、0.987、0.9513、0.949,在定位裁剪攻击时,能准确地定位到篡改的位置,对于定位替换攻击时,能定位到篡改的大致位置;第2重水印具有良好的视觉效果和较强的鲁棒性,对含水印的栅格地理数据进行滤波攻击、JPEG压缩、裁剪攻击、缩放攻击等性能测试,提取出版权水印的NC值优于其他方案。结论论文基于异或的(2,2)-VCS和DWT提出的栅格地理数据双重水印算法,在实现数据完整性检验的同时达到了版权保护的目的。

关键词：栅格地理数据视觉密码离散小波变换数字水印完整性检验版权保护

基于同步函数的栅格地理数据变换域盲水印算法

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地理与地理信息科学 2016年第5期32卷 65-70页

作者：符浩军汶建龙葛平边淑莉西安测绘总站地理信息工程国家重点实验室

提出一种适合于栅格地理数据版权保护的变换域盲水印算法。在分析栅格地理数据及其水印特征的基础上,引入数学映射思想,依据分块数据经傅立叶变换后的首个系数构建数据-水印同步函数,在水印信息与分块数据之间建立起稳健的具有双向定位... 详细信息

提出一种适合于栅格地理数据版权保护的变换域盲水印算法。在分析栅格地理数据及其水印特征的基础上,引入数学映射思想,依据分块数据经傅立叶变换后的首个系数构建数据-水印同步函数,在水印信息与分块数据之间建立起稳健的具有双向定位性质的对应关系;采用量化思想设计水印嵌入规则,并在同步函数的指导下,将对应的水印信息嵌入分块数据中频分量系数的相位和幅值,在水印嵌入过程中建立了水印误差控制机制,以满足栅格地理数据精度要求。实验结果表明,所提出的算法既具有较好的不可感知性,又能有效保证栅格地理数据质量,尤为重要的是,算法对常规攻击、几何攻击及一定程度的复合攻击等具有好的鲁棒性,适用于栅格地理数据的版权保护。

关键词：栅格地理数据数字水印同步函数量化思想误差控制

面向网络有损传输的栅格地理数据数字水印算法

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面向网络有损传输的栅格地理数据数字水印算法

作者：俞一恒南京师范大学

学位级别：硕士

互联网技术和WebGIS的快速发展,推动了栅格地理数据的共享方式从离线分发向网络在线服务方式的变革,极大的方便了数据的传输与应用。与此同时,开放的网络环境也滋生了一系列数据盗版、侵权等违法犯罪行为,严重侵犯了数据所有者的合法利... 详细信息

互联网技术和WebGIS的快速发展,推动了栅格地理数据的共享方式从离线分发向网络在线服务方式的变革,极大的方便了数据的传输与应用。与此同时,开放的网络环境也滋生了一系列数据盗版、侵权等违法犯罪行为,严重侵犯了数据所有者的合法利益,也给国家和社会的信息安全带来了巨大的威胁和挑战。在网络环境下,若仅仅依靠传统的密码学技术和相关法律法规的约束,很难有效的遏制此类违法犯罪现象的发生,也无法在发现非法数据后实现数据的追根溯源。因此,目前急需一种有效的技术手段,为网络环境下的栅格地理数据提供全面的版权保护。数字水印技术作为信息安全领域的前沿技术,它伴随着数据从生产、分发到应用的全生命周期,能够为数字化数据的版权提供全面有效的保护。针对目前栅格地理数据所面临的网络安全问题,采用数字水印技术是一种有效的解决方案。目前,针对栅格地理数据的数字水印研究取得了一定的研究成果,但是现有的研究成果主要是面向传统的离线分发环境进行设计的,数据的共享方式多是无损的磁盘拷贝,而网络环境的特殊性在于其传输方式往往是有损的,数据在传输过程中会遭受压缩、缩放等复合攻击,传输后的数据与原始数据相比存在一定的影像失真。而现有的水印算法普遍难以抵抗压缩、缩放的复合攻击,难以满足网络有损传输的鲁棒性需求,导致水印检测出现误检、漏检等多种问题。为了解决栅格地理数据网络共享过程中的版权保护问题,本文面向网络的有损传输,对栅格地理数据的数字水印算法进行了研究,主要的研究内容和结论如下:(1)阐述了栅格地理数据网络传输的方式以及面临的安全问题,分析了栅格地理数据水印技术的特点以及网络有损传输对栅格地理数据质量带来的影响。在此基础上,建立了一种基于数字水印技术的网络传输保护机制,为网络环境中栅格地理数据的保护奠定了理论基础。(2)针对网络有损传输,提出了一种基于DCT和模板匹配的栅格地理数据水印算法。算法基于Unicode编码,实现了版权明文字符与伪随机序列之间的转换。在此基础上,通过调制DCT中频系数,实现了水印信息的嵌入,并利用模板匹配的方法,实现了水印信息与水印嵌入位置的同步,提升了算法的鲁棒性。该算法对于JPEG压缩、裁剪、缩放以及其他常规信号处理均具有良好的抵抗能力,能够在栅格地理数据网络传输的版权保护中发挥重要作用。(3)针对网络有损传输,提出了一种基于尺度归一化和奇偶量化的栅格地理数据水印算法。算法通过尺度归一化方法建立了水印信息与嵌入位置之间的映射关系,具有尺度不变性,能够有效抵抗缩放攻击。在此基础上,利用奇偶量化规则实现了水印信息的嵌入,具有良好的容错性,并通过借助多数原则,有效的抵抗了压缩攻击。通过尺度归一化和奇偶量化有机结合,使得算法能够有效抵抗压缩和缩放的复合攻击,并且实现了盲检测,能够满足网络有损传输需求。

关键词：栅格地理数据数字水印网络有损传输复合攻击鲁棒性

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栅格地理数据鲁棒水印技术综述

地理信息世界 2015年第3期22卷 95-98页

作者：吴芳莉相恒茂 61618部队山东省国土测绘院

作为新兴的信息安全前沿技术,数字水印技术在栅格地理数据安全领域发挥着越来越重要的作用。本文从栅格地理数据数字水印技术现状、技术特点和攻击方式三方面进行了阐述和分析,指出了栅格地理数据水印技术的未来发展方向。

关键词：水印栅格地理数据鲁棒

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一种抗切割处理的栅格地理数据水印算法

测绘与空间地理信息 2015年第3期38卷 83-85,88页

作者：薛智勇符浩军朱长青西安测绘总站陕西西安710054 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210046

本文提出了一种基于精度特征的栅格地理数据盲水印算法。首先,分析了栅格地理数据切割处理的特征及其对常规水印算法产生的影响,在此基础上,结合栅格地理数据精度特点,依据栅格地理数据的有效位平面生成水印信息位,而后,采用量化思想将... 详细信息

本文提出了一种基于精度特征的栅格地理数据盲水印算法。首先,分析了栅格地理数据切割处理的特征及其对常规水印算法产生的影响,在此基础上,结合栅格地理数据精度特点,依据栅格地理数据的有效位平面生成水印信息位,而后,采用量化思想将水印信息嵌入对应的可变位平面。实验表明,所提出的水印算法在保证栅格地理数据精度的基础上,对于任意尺寸的数据都有较好的适用性,同时,对于任意强度的切割处理,该算法都体现了良好的鲁棒性。

关键词：栅格地理数据切割处理数据精度有效位平面可变位平面

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一种精度可控的栅格地理数据数字水印算法

地理空间信息 2014年第2期12卷 18-20,7页

作者：范承啸符浩军西安测绘总站陕西西安710054

提出了一种栅格地理数据盲水印算法。首先,针对已有水印算法的不足,引入数学映射思想,构建从水印信息位定位水印嵌入位置的同步函数;然后,对栅格地理数据进行奇数分块,选取其对应的最大圆形区域内属性值,利用整数小波变换工具,基于同步... 详细信息

提出了一种栅格地理数据盲水印算法。首先,针对已有水印算法的不足,引入数学映射思想,构建从水印信息位定位水印嵌入位置的同步函数;然后,对栅格地理数据进行奇数分块,选取其对应的最大圆形区域内属性值,利用整数小波变换工具,基于同步函数,将水印信息以量化的方式嵌入经整数小波变换后的低频分量中,在水印嵌入过程中,充分考虑到栅格地理数据特性,对水印嵌入所引起的数据误差加以控制;最后,对水印算法进行了实验分析。结果表明,所提出的算法能有效保证栅格地理数据的可视化质量以及数据精度需求,同时算法具有较好的鲁棒性。

关键词：栅格地理数据盲水印整数小波变换同步函数鲁棒性