复合的海图安全防护技术研究

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016044

通信学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (2): 174-179.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2016044

复合的海图安全防护技术研究

徐锋¹,李佳楠¹,孙建国^1,²

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 中国科学院信息工程研究所，北京100089

出版日期:2016-02-26 发布日期:2016-02-26
基金资助:
国家自然科学基金资助项目;教育部博士点基金资助项目;黑龙江省自然科学重点基金资助项目;中央高校基础研究基金资助项目

Research of composite safety protection for digital maps

Feng XU¹,Jia-nan LI¹,Jian-guo SUN^1,²

¹ Department of Computer Science and Technology,Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
² Institute of Information Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100089, China

Online:2016-02-26 Published:2016-02-26
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China;The Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China;The Fundamental Research Fund for the Central Universities;The Natural Science Foundation of Heilongjiang Province

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种二维电子海图自适应水印技术，利用平移不变策略，获得海图空间内频域较稳定的一个水印嵌入载体集合。为了防止水印嵌入幅度过大而影响海图使用和从水印算法的安全性考虑，提出了灰度平衡控制方案，计算每个划分好的矩形区域内可嵌入水印的最大容量。实验表明，该方法能够适应海图常规操作所带来的数据扰动，具有较好的顽健性。

关键词: 信息隐藏, 数字水印, 电子海图, 自适应性

Abstract:

An adaptive watermarking technology for 2D electronic charts was proposed. It took count in the discrete wavelet domain scheme, and obtained an ideal embedding set for watermarks in the electronic chart space. In order to preserve topology of map effectly by the large embedding rates and protect the safety of watermarking scenario, a gray balance means was provided, and the maximum capacity in each divided rectangle blocks in the electronic charts was computed.The experiment also shows that it can adapt to data perturbation by conventional operations.The method has better robustness.

Key words: information hiding, digital watermarking, electronic chart, automatic adaptive

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.

Feng XU,Jia-nan LI,Jian-guo SUN. Research of composite safety protection for digital maps[J]. Journal on Communications, 2016, 37(2): 174-179.

图/表 9

图1

图2

图3

图4

表1

表2

本文算法抗剪切攻击的误码率结果/%"

剪切方式		误码率
剪切方式	文献[10]算法	应用自适应因子的本文算法
中心 $\frac{1}{8}$	4.86	1.145
横向 $\frac{1}{4}$	5.03	1.701
纵向 $\frac{1}{4}$	2.79	4.593
中心 $\frac{1}{4}$	10.69	6.149
左上 $\frac{1}{4}$	8.13	10.620
右下 $\frac{1}{4}$	13.14	12.585
横向 $\frac{1}{2}$	18.96	18.390
纵向 $\frac{1}{2}$	19.37	17.102

表2

表3

表4

图5

参考文献 11

[1]	凌勇，陈高兴，田震 . 一种用于海图版权标识的小波域数字水印技术[J]. 中国海事, 2006, 9: 23-26. LING Y , CHEN G X , TIAN Z . A digital printing technology for copy-right identification of sea charts[J]. China Maritime, 2006, 9: 23-26.
[2]	LAI M Z , ZHANG G Y . A novel vector map watermarking evaluation based on electronic chart[J]. Applied Mechanics and Materials, 2014: 622-627.
[3]	ZHAO Y X , LI G , LI L . Electronic chart encryption method based on chaotic stream cipher[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2007, 28(1): 60-64.
[4]	GERRIT S , VOIGT M . A high capacity watermarking system for digital maps[C]// The 2004 Multimedia and Security Workshop on Multimedia and Security. Germany, Magdeburg. c2004: 180-186.
[5]	SUK-HWAN L , KI-RYONG K . Vector watermarking scheme for GIS vector map management[J]. Multimedia Tools and Application, 2011: 1-34.
[6]	Bi N , SUN Q Y , HUANG D R , et al. Robust image watermarking based on multiband wavelets and empirical mode decomposition[J]. IEEE Transaction on Image Process, 2009, 16(8): 195-1966.
[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]	DAVYDOV A , KOVALEV A , LZYUROV K . Distortion measure of watermarking 2D vector maps in the mesh-spectral domain[C]// 17th DSP 2011 International Conference on Digital Signal Processing. Corfu, Greece, c2011: 1123-1129.
[9]	JUNQYEOP K . Vector map digital watermarking using angles[C]// 6th International Conference on Networked Computing and Ad In-formation Management. c2010: 417-423.
[10]	ZHANG H S , LI Y . Towards a 2D vector map with a feature nodes based watermarking method[C]//// Geoinformatics 2008 and Joint Conference on GIS and Built Environment: Advanced Spatial Data Models and Analyses. IEEE, c2008: 716,1-10.
[11]	XU G Y , TAN J Q , ZHONG J Q . Adaptive efficient non-local image filtering[J]. Journal of Image and Graphics, 2012, 17(4): 471-479.

转换情况		误码率	海图
转换情况	文献[10]算法	应用自适应因子的本文算法	海图
TAB转TIFF	0.322	0.231	EA
TAB转TIFF	0.363	0.278	EB
TIFF转SHP	0.354	0.172	EA
TIFF转SHP	0.395	0.216	EB

海图	应用自适应因子的本文算法			文献[10]算法
海图	高斯	椒盐	随机	高斯	椒盐	随机
EA	11.64	12.59	12.06	14.98	15.67	15.42
EB	13.72	13.79	13.48	16.29	17.23	16.19

海图		容量/bit
海图	文献[10]算法	应用自适应因子的本文算法	差值
EA（5%）	5 830	8 492	2 662
EB（5%）	3 603	5 291	1 688
EA（10%）	6 282	9 516	3 234
EB（10%）	4 021	6 833	2 812

[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]	仝青, 郭云飞, 霍树民, 王亚文, 蔄羽佳, 张凯. 自适应的时空多样性联合调度策略设计[J]. 通信学报, 2021, 42(7): 12-24.
[9]	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.
[10]	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.
[11]	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.
[12]	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.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	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.

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