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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作   者：

房礼国;  付正欣;  孙万忠;  郁滨; 

作者机构：

解放军信息工程大学; 

关键词：

版权保护;  数字水印;  离散小波变换;  栅格地理数据;  视觉密码;  完整性检验; 

期刊名称：

中国图象图形学报

基金项目：

视觉密码的一般模型及关键问题研究

i s s n：

1006-8961

年卷期：

2020 年 03 期

页   码：

558-567

摘   要：

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。