基于快速響應矩陣碼的瓦片遙感影像數字水印算法研究.pdf

1、遙感影像數據是國家的基礎性和戰(zhàn)略性信息資源，在地球科學研究和基礎設施建設中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著互聯網時代的到來，以Google Earth和“天地圖”為代表的網絡地理信息服務平臺為遙感影像數據的網絡化應用開辟了嶄新的途徑，極大地促進了遙感影像數據的共享與推廣。
　　由于遙感影像數據具有海量性特征，網絡地理信息服務平臺所使用的遙感影像數據一般以瓦片的形式進行存儲、管理和調用。瓦片遙感影像數據具有數量龐大、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、泄密、非法使用和牟利等各種安全問題。為維護數據生產者的合法權益，打擊各種違法侵權行為，亟需引入科學有效的技術手段強化瓦片遙感影像數據的安全管理。
　　數字水印技術作為信息安全領域的前沿技術，為瓦片遙感影像的安全保護提供了切實可行的技術途徑。有別于傳統(tǒng)的加密手段，數字水印技術將秘密水印信息與載體數據融為一體，通過水印檢測，能夠實現數據的版權保護、內容認證、侵權行為跟蹤和來源追

3、溯等功能，可以有效地解決瓦片遙感影像數據所面臨的信息安全問題。
　　在研究瓦片遙感影像數字水印技術時，需要根據其數據特征選擇合適的水印信息生成方式?，F今流行的快速響應矩陣碼（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據特征。采用QR碼水印信息，可以有效提高瓦片遙感影像數字水印算法的不可感知性和魯棒性。
　　本文將QR碼技術與數字水印技術相結合，對

4、瓦片遙感影像數字水印算法進行研究，主要研究工作和結論如下:
　　(1)基于瓦片遙感影像的數據特征，提出了瓦片遙感影像水印算法的技術要求，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的應用方向。
　　(2)基于水印信息的安全保密要求，提出了一種結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碼水印圖像數據壓縮方法，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據量。
　　(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