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随着计算机技术的快速发展和因特网的日益普及,各种媒体内容被转化为数字形式,提高了信息表达的效率和准确性,但是数字产品极易被非法复制,盗版已经对数字化产业构成最大的威胁。如何既能充分利用计算机和网络给人们带来的便利,又能有效地保护知识产权,已成为一个迫切需要解决的问题。数字水印作为信息隐藏技术的重要分支,在版权保护方面起到了重要作用,目前对数字水印的研究多集中在图像、音频和视频领域,而且已经发展了比较成熟完善的技术,但是在矢量地图领域还是处于比较初级的阶段。矢量地图是一种重要的有价值的信息资源,作为地理信息系统、智能交通系统、Web地图服务等技术的核心组成部分,也存在版权保护问题。因此,研究矢量地图数字水印技术具有重要的理论与实际意义。
本文以离散傅立叶变换为基础,结合矢量地图数据的特点,对基于离散傅立叶变换的矢量地图数字水印算法进行了研究。主要研究内容是:分析了矢量地图数字水印的国内外研究背景与现状、矢量地图数字水印的可行性和矢量地图数字水印应满足的基本特性。对数字水印和矢量地图的基础知识进行了综述,包括离散傅立叶变换、图像置乱技术、矢量地图划分。对已有的离散傅立叶变换水印算法进行了分析,发现采用固定强度把水印嵌入到离散傅立叶变换系数的幅度中,容易造成地图坐标精度偏差较大,鲁棒性较差等不足。在Solachidis和钟尚平提出的水印算法的基础上,提出了一种基于离散傅立叶变换幅度和相位的自适应的鲁棒的水印算法,该方法首先运用改进的四叉树划分法把矢量地图分成矩形块,然后根据矢量地图的顶点密度、离散傅立叶变换系数的幅度和相位对水印嵌入强度的影响,计算自适应的水印嵌入强度,最后把水印嵌入到DFT系数的幅度和相位中。
实验结果表明,该水印算法能够较好地保证矢量地图数据的精度,嵌入的数字水印在经受平移、旋转、缩放、剪切、噪声等常见的地图攻击后,仍能较好地被提取出来,因此,该水印算法具有很强的鲁棒性。