专利名称：一种针对地理数据水印算法的评测方法
技术领域：
本发明涉及一种水印评测方法，尤其是涉及针对地理数据水印算法的评测方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，地理信息系统(GIS)在经济发展扮演着越来越重要的角色。目前GIS技术被广泛应用于车载导航、在线地图和军事指挥等。地理数据是GIS应用的基础，而地理数据采集成本高，生产和管理起来是一项复杂的工程，需要耗费大量的财力和物力，因而地理数据是数据生产者的宝贵财富。然而地理数据的拷贝非常容易，一旦地理数据被出售，非法拷贝就难以避免，这就损害了数据拥有者的利益。数字水印作为一种有效的版权保护技术，即在不破坏原始数据的前提下，把带有版权标识的水印信息嵌入到地理数据中。长期以来，多媒体(如图像、音频)数字水印领域倍受关注，对应水印算法比较成熟，还存在一系列通用评测工具，如Stirmark、Checkmark和Optimark等。地理数据水印技术的研究虽然相对较晚，但随着应用的需要，引起了不少学者的关注。迄今为止，各种地理数据水印算法层出不穷，但缺乏地理数据水印评测统一标准。由于不同于传统多媒体数据，难以将现存的测试基准直接应用到地理数据水印算法上，主要在于地理数据的特殊性，具体表现如下:(I)数据冗余。数字水印算法主要是利用原始数据的冗余信息来实现水印嵌入。由于地理数据有严格的精度要求，其提供用以嵌入水印的冗余空间较小，而图像、视频、音频数据对应的有效冗余则非常大，这就要求地理数据水印算法应更加精细，其鲁棒性要求更高。(2)攻击方式。与多媒体水印中攻击方式不同，地理数据水印常见攻击方式包括:(a)几何攻击，包括平移、旋转和缩放；(b)顶点攻击，包括化简(顶点删除)、顶点增加、噪音；(C)元组攻击,包括元组增加、元组修改、裁剪(元组删除)。(3)数据保真性。设计数字水印算法的前提是嵌入水印信息，不能损坏地图精度和降低数据的可用性。对于多媒体数据(如图像、视频)，数据的可用性主要通过人类感知系统或峰值信噪比PSNR、MSE等量化参数来衡量。但地理数据对精度有较严格的要求，人类视觉系统无法发现水印化数据所引起的误差，但计算机会很轻易地检测到这种误差而造成导航失误。可见，设计一个适合于地理数据水印算法的评测方法势在必行。这样，研究人员可以在统一标准下公平客观合理地评测自己的水印算法，横向对比多种算法的性能优劣，进而为更深入的研究提供指导意义。
发明内容
本发明主要是解决现有水印技术所存在的问题，提供一个适合于矢量地理数据水印算法的评测方法，该方法能够帮助水印算法的研发者和应用人员直观评价算法的优劣，进而结合自身需求作相应选择。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案:一种适用于地理数据水印算法的评测方法，该方法主要从鲁棒性、保真性、水印容量、运行速度几个评测指标着手。定义基准数据集
权利要求
1.一种针对地理数据水印算法的评测方法，具体的操作步骤如下: 步骤1，选取基准测试的数据集，使用待测水印算法向地理数据中嵌入水印； 步骤2，对嵌入水印后地理数据的保真性进行定量测算，得到基于待测水印算法的保真性的定量测算值； 步骤3，对水印算法的鲁棒性进行定量测算，得到基于待测水印算法的鲁棒性的定量测算值； 步骤4，对水印容量、运行速度进行测算； 步骤5，输出步骤2至步骤4的测算结果。
2.根据权利要求1所述的一种针对地理数据水印算法的评测方法，其特征在于，所述的步骤I中，具体操作方法如下: 步骤1.1，选取包含多种类型、多种用途、多比例尺、不同数据量、不同精度的典型地理数据作为测试基准的数据集；该数据集中至少包含Polyline和Polygon两种类型，涵盖行政图、河流、山脉、公路、城市街道； 步骤1.2，加载待评测水印算法并使用该算法向地理数据中嵌入水印。
3.根据权利要求1所述的一种针对地理数据水印算法的评测方法，其特征在于，所述的步骤2中，具体操作方法如下: 步骤2.1，基于精度度量地理数据的保真性，具体操作过程如下: 步骤2.1.1，对于第k个原始数据集的集合
4.根据权利要求1所述的一种针对地理数据水印算法的评测方法，其特征在于，所述的步骤3中，具体操作方法如下:定义攻击方式集合4.,表示攻击方式数目；在每种攻击方SAi，对应攻击幅度集合从Ci表示攻击幅度数目，其中Hiij彡O, i &h, j e Ci ；步骤3.1，在攻击方式Ai下，对水印化地理数据实施参数值为的攻击操作，得到对应水印正确率Pu ;对重复该操作，得到函数映射％ — Pi,对应函数表示为P i=Gi (Mi);其中，
全文摘要
本发明公开了一种针对地理数据水印算法的评测方法首先选取多种类型、多种用途、多比例尺、不同数据量、不同精度的地理数据作为基准数据集。接着依据水印正确率-攻击幅度曲线的积分面积定义抗攻击程度的鲁棒性评估方法。最后从精度、地物间拓扑关系和形状三个方面定量评价嵌入水印前后数据保真性能。除了上述指标外，还有水印容量和运行速度两个指标。最后综合制定的评价指标实现测试方案。因此，该方法能够在相同条件下实现公平合理地评测水印算法。
文档编号G06T1/00GK103164837SQ201310117858
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者彭智勇, 岳名亮, 李晓梅, 彭煜玮 申请人:武汉大学