基于语义特征的电子海图权限水印研究

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016230

通信学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (11): 137-145.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2016230

基于语义特征的电子海图权限水印研究

赖明珠^1,²,张立国¹,冯维淼³,王媛媛⁴,王勇¹,李守政¹

¹ 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，黑龙江哈尔滨 150001
² 哈尔滨理工大学软件学院，黑龙江哈尔滨 150001
³ 中国科学院信息工程研究所，北京 100093
⁴ 东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150040

出版日期:2016-11-25 发布日期:2016-11-30
基金资助:
国家自然科学基金资助项目;国家自然科学基金资助项目;黑龙江省博士后基金资助项目;黑龙江省博士后基金资助项目;国家科技支撑计划基金资助项目;哈尔滨工程大学中央高校基金资助项目

Study on authority watermark of the electronic chart based on the semantics characteristics

Ming-zhu LAI^1,²,Li-guo ZHANG¹,Wei-miao FENG³,Yuan-yuan WANG⁴,Yong WANG¹,Shou-zheng LI¹

¹ College of Computer Science and Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
² School of Software, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150001, China
³ Institute of Information Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
⁴ School of Mechatronics Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China

Online:2016-11-25 Published:2016-11-30
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China;The National Natural Science Foundation of China;Postdoctoral Foundation of Heilongjiang Province;Postdoctoral Foundation of Heilongjiang Province;The National Key Technology Support Program of China;Central University Fund of HEU

摘要/Abstract

摘要：

为了进一步扩展数字水印功能，提出了权限水印的概念，即水印信息定义用户对载体的具体操作。基于图像特征识别技术，构造基于语义特征的电子海图权限水印，通过对水印信息的解读，拦截和控制对电子海图的访问操作。实验分析表明，该方法能够实现网络环境下的数据分发和操作验证，在防篡改、水印伪造方面具有突出的性能。

关键词: 信息隐藏, 电子海图, 数字水印, 权限控制

Abstract:

In order to expand the function of watermarking technology, a concept of authority watermark, for which, wa-termarks defining the users' specific operations on the digital carriers was proposed. With interception technology on im-ages, the constructed authority watermark based on the semantics characteristics of the watermark images, through the interpretation of the watermarks, accessing behaviors on the electronic chart would be controlled. Experimental results show that, this method can realize safety distribution and operation verification under the network environment, espe-cially with outstanding performance in tamper resistant and forgery.

Key words: information hiding, electronic chart, digital watermarking, authority control

赖明珠,张立国,冯维淼,王媛媛,王勇,李守政. 基于语义特征的电子海图权限水印研究[J]. 通信学报, 2016, 37(11): 137-145.

Ming-zhu LAI,Li-guo ZHANG,Wei-miao FENG,Yuan-yuan WANG,Yong WANG,Shou-zheng LI. Study on authority watermark of the electronic chart based on the semantics characteristics[J]. Journal on Communications, 2016, 37(11): 137-145.

图/表 13

图1

表1

表2

权限序列对应的语义分类图像库示例"

权限水印	语义图像	权限水印	语义图像
011000		101101
011001		$⋮$	$⋮$
011010		$⋮$	$⋮$
$⋮$	$⋮$	111100
101010		111101
$⋮$	$⋮$	111110
101100		111111

表2

图2

图3

图4

表3

图5

图6

表4

表5

表6

表7

参考文献 5

[1]	IGUAL L , PRECIOZZI J , GARRIDO L , et al. Automatic low baseline stereo in urban areas[J]. Inverse Problems and Imaging, 2007,1(2):319-348.
[2]	YAMADA T , FUJII Y , TEZUKA S , et al. Line-division-based digital watermarking system for facilitating fair use of small-size vector map content[J]. Electronics and Communications in Japan, Part II: Elec-tronics (English Translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi), 2008,91(9):11-19.
[3]	SUN J , ZHENG C , GAO D . Lossless digital watermarking scheme for image maps[J]. Wireless Communication Over Zigbee for Automotive Inclination Measurement China Communications, 2014,11(8):125-130.
[4]	ZHANG L , SUN J , YIN G , et al. Cross structured light sensor and stripe segmentation method for visual tracking of a wall climbing ro-bot[J]. Sensors, 2015,15:13725-13751.
[5]	LEE S H , HUO X J , KWON K R . Vector watermarking method for digital map protection using arc length distribution[J]. IEICE Transac-tions on Information ＆ Systems, 2014,E97, D(1):34-42.
[6]	WANG N N , MEN C G . Reversible fragile watermarking for 2D vec-tor map authentication with localization[J]. Computer-Aided Design, 2012,44(4):320-330.
[7]	SUN J G , MEN C G . Wavelet neural network based watermarking technology of 2D vector maps[J]. High Technology Letters, 2011,17(3):259-262.
[8]	TRIPATHI S , JAIN R C , GAYATRI V . Novel DCT and DWT based watermarking techniques for digital images[C]// The 18th International Conference on Pattern Recognition. 2006,4:358-361.
[9]	ZHU C Q , YANG C S , WANG Q S . A watermarking algorithm for vector geo-spatial data based on integer wavelet transform[C]// The In-ternational Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spa-tial Information Sciences. 2008:15-18.
[10]	SUN J , HE B , PEIXOTO-DE-BüYüKKURT C , et al. Growth properties at infinity for solutions of modified Laplace equations[J]. Journal of In-equalities ＆ Applications, 2015, 2015(1):1-7.
[11]	TAN X H . A blind watermarking method based on space reconstruc-tion[J]. Applied Mechanics and Materials, 2014,444-445:712-716.
[12]	YADAV , NAVNEET . Robust image-adaptive watermarking using an adjustable dynamic strength factor[J]. Signal Image and Video Proc-essing, 2014,9(7):1-12.
[13]	THABIT R , KHOO B E . Robust reversible watermarking scheme using slantlet transform matrix[J]. Journal of Systems and Software, 2014,88(1):74-86.
[14]	WANG X , LIANG C , LIU Z G . Watermarking algorithm based on informed coding and informed embedding[J]. Applied Mechanics and Materials, 2013,443:566-570.
[5]	CAO L , MEN C , JI R . High-capacity reversible watermarking scheme of 2D-vector data[J]. Signal Image ＆ Video Processing, 2014,9(6):1387-1394.

用户（编码）	操作序列	操作序列	最终权限水印编码	语义转换后水印图像
U₁(01)	浏览、不可编辑	1000	011000
U₂(10)	浏览、编辑、不可打印、不可另存	1100	101100
U₃(11)	浏览、编辑、打印、另存	1111	111111

		操作序列关联
序号					权限编码
序号					权限编码
	浏览	编辑	打印	另存
1	1	0	0	0	1000
2	1	1	0	0	1110
3	1	1	1	0	1110
4	1	1	1	1	1111

剪切图片	水印算法	NC₁	NC₂	x.RSME	y.RSME	计算时间/ms
	本文算法文献[14]算法文献[15]算法	0.949 20.930 70.941 8	0.975 40.903 70.941 8	0.000 360.001 550.000 40	0.000 400.001 200.000 42	1 8334 9896 764
	本文算法文献[14]算法文献[15]算法	0.953 00.942 50.932 2	0.981 40.942 50.932 2	0.000 230.001 500.000 78	0.000 280.001 600.000 80	3 0556 0388 127

原始图片	调整后图片	水印算法	调整后的NC₁	调整后的NC₂	峰值噪声比/dB
电子海图a		本文算法文献[14]算法文献[15]算法	0.673 20.639 00.622 6	0.975 80.639 00.622 6	13.55412.43911.482
电子海图b		本文算法文献[14]算法文献[15]算法	0.582 90.440 30.503 9	0.979 60.440 30.503 9	12.48310.4588.581
电子海图c		本文算法文献[14]算法文献[15]算法	0.623 20.523 70.592 3	0.968 20.523 70.592 3	12.4929.2549.482

原始海图	截取的部分信息	嵌入水印后的海图	截取的部分信息

基于语义特征的电子海图权限水印研究

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水印算法	原始水印	提取水印（W₁）	二次（语义）解析（W₂）
本文算法			分类特征编码：101100
文献[14]算法			无变化
文献[15]算法			无变化

[1]	黄冬艳, 李琨. 多地址的时间型区块链隐蔽通信方法研究[J]. 通信学报, 2023, 44(2): 148-159.
[2]	夏超, 刘亚奇, 关晴骁, 金鑫, 张艳硕, 许盛伟. 基于非线性残差的JPEG图像隐写分析[J]. 通信学报, 2023, 44(1): 142-152.
[3]	李晖, 金家立, 金纾羽, 马卫娇. 基于自动选择编码及动态选词策略的文本隐写方法[J]. 通信学报, 2022, 43(9): 240-253.
[4]	吴友情, 马文静, 殷赵霞, 彭银银, 张新鹏. 基于预测误差位平面压缩的密文图像可逆信息隐藏[J]. 通信学报, 2022, 43(8): 219-230.
[5]	吴德阳, 胡森, 王苗苗, 金海波, 曲长波, 唐勇. 基于区域异或和三值量化的高分辨零水印算法[J]. 通信学报, 2022, 43(2): 208-222.
[6]	周志立, 王美民, 杨高波, 朱剑宇, 孙星明. 基于轮廓自动生成的构造式图像隐写方法[J]. 通信学报, 2021, 42(9): 144-154.
[7]	张祯, 倪嘉铭, 姚晔, 龚礼春, 王玉娟, 吴国华. 基于同义词扩展和标签传递机制的文本无载体信息隐藏方法[J]. 通信学报, 2021, 42(9): 173-183.
[8]	吴国华,龚礼春,袁理锋,姚晔. 中文文本信息隐藏研究进展[J]. 通信学报, 2019, 40(9): 145-156.
[9]	任帅,王震,苏东旭,张弢,慕德俊. 基于三维模型贴图与结构数据的信息隐藏算法[J]. 通信学报, 2019, 40(5): 211-222.
[10]	姚远志,王锋,严文博,俞能海. 基于二维码和可逆可视水印的图像隐私保护方案[J]. 通信学报, 2019, 40(11): 65-75.
[11]	印曦,黄伟庆. 基于混沌理论的彩色QR编码水印技术研究[J]. 通信学报, 2018, 39(7): 50-58.
[12]	蒋文贤,张振兴,吴晶晶. 基于可逆数字水印认证的无线传感网数据融合协议[J]. 通信学报, 2018, 39(3): 118-127.
[13]	徐锋,李佳楠,孙建国. 复合的海图安全防护技术研究[J]. 通信学报, 2016, 37(2): 174-179.
[14]	张金利，李敏，何玉杰. 基于SIFT特征点和交比值的水印图像抗攻击算法[J]. 通信学报, 2014, 35(11): 20-180.
[15]	花广路,李芝棠,冯兵. 基于H.264/AVC视频的低频隐写算法[J]. 通信学报, 2013, 34(Z2): 47-50.