[发明专利]基于虚拟圆的矢量地图水印嵌入方法及检测方法

权利要求书

1.一种基于虚拟圆的矢量地图水印嵌入方法，其特征在于：所述矢量地图水印嵌入方法包括以下步骤：

（1）、设计一个具有标识意义的虚拟圆形标识；

（1.1）、确定虚拟圆的基准半径，标识特征为虚拟圆的半径γ，0≤γ；

（1.2）、定义一组水印信息嵌入同心圆组半径γ_n，0≤γ_n；

（1.3）、定义虚拟圆的圆心坐标（X,Y）；

（1.4）、针对圆心坐标（X,Y）、同心圆组半径γ_n这一系列变量，设计具有标识意义的特定虚拟圆组，此虚拟圆组中包含有水印信息；

（1.5）、所述水印虚拟圆组允许覆盖矢量数字地图全图；

（2）、特征点的嵌入过程，具体如下：

（2.1）、当虚拟圆与矢量地图坐标序列中的线段相切，那么切点就作为特征点加入矢量地图坐标序列中；

（2.2）、当虚拟圆与矢量地图坐标序列的线段相交，且有两个交点时，我们只选取第一个交点，并按正常相交进行特征点的移位处理；

（2.3）、当虚拟圆与矢量地图坐标序列正常相交，且交点与线段的端点重合时，那么就不需要做任何的处理，直接使用端点；

（2.4）、当虚拟圆与矢量地图坐标序列正常相交，但交点与端点之间距离小于一个限定的误差值d时，那么就删除原来最近的端点，以新的交点代替端点；

（2.5）、当虚拟圆与矢量地图坐标序列中的线段（X₁,Y₁）－（X₂,Y₂）正常相交，且只有一个交点时，作为特征点插入，还需要消除三点共线因素，采用交点沿着圆弧左右移动一个限定的误差值d；那么这两个点中，如何选择那一个点插入坐标串；

（3）、虚拟圆矢量地图水印嵌入过程，对矢量地图数据中具有2个顶点以上的坐标序列与一组虚拟网格中的每一条虚拟网格线检测是否有交点，如果存在交点，把相关交点插入到坐标序列中，具体如下：

（3.1）、读取矢量地图坐标序列数据；

（3.2）、确定虚拟圆组的同心圆圆心坐标（X,Y）；

（3.3）、确定虚拟圆组的同心圆的基准半径γ；

（3.4）、对坐标序列数据中的相邻两点，判断虚拟圆组中的虚拟圆(X-X₀)²+(Y-Y₀)²=r²与线段（X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）之间是否有交点；

（3.5）、则设交点为（X,Y），那么其一定是(X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）线段上的一点，其（X,Y）坐标可以由(X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）两点决定：

X=X1+μX21+μY=Y1+μY21+μ---(2)]]>

把公式（2）确定的交点（X,Y）代入已知的虚拟圆方程(X-X₀)²+(Y-Y₀)²=r²求得μ一元二次方程；

根据μ的一元二次方程中的求根判别式Δ，当Δ=0时，线段与虚拟圆相切，当Δ＞0时，线段与虚拟圆相交，且有两个交点；当Δ＜0时，线段与圆没有交变，再求得μ一元二次方程解代入（2）式，即可求得交点（X,Y）坐标的坐标值；

（3.6）、最后根据虚拟圆水印算法设计思想中的特征点嵌入策略，把特征点插入到坐标序列中的（X₁,Y₁）与（X₂,Y₂）之间，得到特征点分布整体的矢量地图数据。

2.一种基于虚拟圆的矢量地图水印检测方法，其特征在于：所述检测方法步骤如下：

（4.1）、读取矢量地图坐标序列数据；

（4.2）、输入具有密钥的虚拟圆定位坐标与虚拟圆基准半径；

（4.3）、根据虚拟圆定位坐标与基准半径，对坐标序列数据中的相邻两点，判断虚拟圆组中的虚拟圆(X-X₀)²+(Y-Y₀)²=r²与线段（X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）之间是否有交点；

（4.4）、设交点为（X,Y），那么其一定是（X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）线段上的一点，其（X,Y）坐标可以由（X₁,Y₁）-（X₂,Y₂）两点决定：

X=X1+μX21+μY=Y1+μY21+μ---(2)]]>

把公式（2）确定的交点（X,Y）代入已知的虚拟圆方程(X-X₀)²+(Y-Y₀)²=r²求得μ一元二次方程；

根据μ的一元二次方程中的求根判别式Δ，当Δ=0时，线段与虚拟圆相切，当Δ＞0时，线段与虚拟圆相交，且有两个交点；当Δ＜0时，线段与圆没有交变，再求得μ一元二次方程解代入（2）式，即求得交点（X,Y）坐标的坐标值；

（4.5）、根据求得交点（X,Y）坐标的坐标值，线段的端点坐标的（X₁,Y₁）与（X₂,Y₂）进行比较；限差在规定范围内，即交点与端点非之间距离小于一个限定的误差值d时，此端点作为虚拟圆上的水印特征点提取出来；

（4.6）、根据提取出来的特征点集，构建虚拟圆，以三点确定圆，其余点进行验证，符合虚拟圆方程的加入水印信息集，不符合的抛弃；

（4.7）、最后，根据检测出来的虚拟圆反算水印信息，实现水印信息的提取。