基于快速響應(yīng)矩陣碼的瓦片遙感影像數(shù)字水印算法研究.pdf

1、遙感影像數(shù)據(jù)是國家的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性信息資源，在地球科學(xué)研究和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，以Google Earth和“天地圖”為代表的網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)平臺為遙感影像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用開辟了嶄新的途徑，極大地促進了遙感影像數(shù)據(jù)的共享與推廣。
　　由于遙感影像數(shù)據(jù)具有海量性特征，網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)平臺所使用的遙感影像數(shù)據(jù)一般以瓦片的形式進行存儲、管理和調(diào)用。瓦片遙感影像數(shù)據(jù)具有數(shù)量龐大、來源豐富、使用便捷和易

2、于下載等特點，這些特點在滿足用戶需求的同時，也引發(fā)了侵權(quán)、泄密、非法使用和牟利等各種安全問題。為維護數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的合法權(quán)益，打擊各種違法侵權(quán)行為，亟需引入科學(xué)有效的技術(shù)手段強化瓦片遙感影像數(shù)據(jù)的安全管理。
　　數(shù)字水印技術(shù)作為信息安全領(lǐng)域的前沿技術(shù)，為瓦片遙感影像的安全保護提供了切實可行的技術(shù)途徑。有別于傳統(tǒng)的加密手段，數(shù)字水印技術(shù)將秘密水印信息與載體數(shù)據(jù)融為一體，通過水印檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的版權(quán)保護、內(nèi)容認(rèn)證、侵權(quán)行為跟蹤和來源追

3、溯等功能，可以有效地解決瓦片遙感影像數(shù)據(jù)所面臨的信息安全問題。
　　在研究瓦片遙感影像數(shù)字水印技術(shù)時，需要根據(jù)其數(shù)據(jù)特征選擇合適的水印信息生成方式。現(xiàn)今流行的快速響應(yīng)矩陣碼（QR碼，quick response code）具有信息容量大、糾錯能力強和使用便捷等特點，能夠很好地契合瓦片遙感影像的數(shù)據(jù)特征。采用QR碼水印信息，可以有效提高瓦片遙感影像數(shù)字水印算法的不可感知性和魯棒性。
　　本文將QR碼技術(shù)與數(shù)字水印技術(shù)相結(jié)合，對

4、瓦片遙感影像數(shù)字水印算法進行研究，主要研究工作和結(jié)論如下:
　　(1)基于瓦片遙感影像的數(shù)據(jù)特征，提出了瓦片遙感影像水印算法的技術(shù)要求，闡述了瓦片遙感影像的水印攻擊方式和瓦片遙感影像水印技術(shù)的應(yīng)用方向。
　　(2)基于水印信息的安全保密要求，提出了一種結(jié)合最佳置亂度計算和Arnold變換的QR碼水印圖像置亂方法，提高了水印信息的安全性?；谕咂b感影像的水印信息承載能力，提出了一種QR碼水印圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，在不影響QR碼正

5、確識讀的前提下，有效地減少了嵌入瓦片遙感影像的水印信息的數(shù)據(jù)量。
　　(3)針對傳統(tǒng)LSB水印算法魯棒性較差的問題，提出了一種適用于瓦片遙感影像的改進算法。利用糾錯編碼機制進行水印嵌入和檢測，提高了水印檢測的準(zhǔn)確性和對常規(guī)圖像處理攻擊的魯棒性。針對幾何攻擊所造成的水印信息不同步問題，提出了一種基于像素值量化、擴頻調(diào)制和區(qū)間分劃的瓦片遙感影像水印算法。通過將影像的像素值轉(zhuǎn)換為對幾何攻擊具有穩(wěn)定性的區(qū)間值，很好地確定了水印信息嵌入位置

6、和水印信息位之間的同步關(guān)系。算法能夠有效地抵抗幾何攻擊。
　　(4)針對瓦片遙感影像的拼接處理特性，提出了一種基于定位塊機制和分塊DCT變換的瓦片遙感影像水印算法。通過構(gòu)造定位塊，解決了拼接和區(qū)域裁剪處理后含水印瓦片遙感影像的定位問題。在水印嵌入過程中，采用經(jīng)過改進的量化機制在DCT域的DC分量中嵌入水印信息，滿足了抗JPEG壓縮攻擊的要求。同時引入索引函數(shù)和誤差控制，提高了算法的安全性和保真度。
　　(5)分析了DWT變換