svg矢量图的大容量可逆水印算法

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1、万方数据SVG矢量图的大容量可逆水印算法丁璐，裘正定，章春娥(北京交通大学信息科学研究所，北京100044)摘要：在差值扩展和差值平移算法的基础上提出了一种针对SVG矢量图的大容量可逆水印算法。原本不能嵌入水印的差值平移顶点对在进行平移后，对差值最低位的后一位添加水印，而且不需要记录原始数据信息即可在提取水印后恢复原始数据。由于充分利用矢量图的每对顶点，大大提高可逆水印容量。关键词：矢量图；可逆水印；差值扩展；差值平移；大容量ReversibleWatermarkingAlgorithmofSVGVectorgraph’aHighCapacit

2、yDINGLu，QIUZheng-ding，ZHANGChun’e(Bed>勤gJiao如豫U．qiversity／#st／tuteofz／Tformat／o#SciB#CS,8eijz娩g100044,China)Abstract：ThepaperproposedreversiblewatermarkingalgorithmofSVGvectorgraph’shighcapacitybasedonD-valueexpansionandD-valuetranslationalgorithm．AfterparallellingtfleD-valu

3、epanvertex，itc&nbeembeddedwatermark，itaddedawatermarkofthelowestbit，donotneel；torecordtheoriginaldata．andafterextractionofthewatermarkcanrestoretheoriginaIdata．]3e'=CaUSemakefullu∞ofvectorgraph’seachpairofvertices．．tgreatlyimprovedreversiblewatermarkcapacity．Keywords：Vectorg

4、raph；ReversibleWatermark；D--valueExpansion；D—vahJeParallel；HighCapacity1引言矢量图由于数据量小、精度高和任意缩放而不失真，被广泛地应用在地图绘制、工程制图、徽标等方面。其中，SVG(ScalableVectorGraphic)格式的矢量图与网络上其他矢量文件相比，具有纯文本、开放、动态、可缩放和平台无关等特性，成为新一代网络多媒体特别是图形的发布标准。矢量图在某些应用场合对精度要求非常高，即使嵌入水印信息所引起的失真在视觉上不可感知，实际所引起的信息损失也是不允许的，所以能

5、够恢复载体原始信息的可逆水印技术研究引起了越来越多的关注。矢量图水印的嵌入对象为顶点坐标值，嵌入水印不仅要保证图像的视觉质量，还要保证数据精度。目前可逆水印(无损水印)技术的研究更多地集中在光栅图像(即位图图像)领域，对于矢量图的可逆水印研究并不是很多。Viogt等人⋯利用同个多边形顶点的相关性对坐标进行整数DCT变换，这是第一篇针对二维矢量图提出可逆水印算法的文献，其控制机制较繁琐，且对数据扰动较大。Tian口’针对光栅图像提出的差值扩展算法是一种经典的可逆水印算法，Wang等人”1在此算法的基础上，提出了两种针对矢量图的差值扩展算法，其嵌入

6、的水印中需记录用于恢复原始数据的信息，影响嵌入容量，而且对于图形较复杂的矢量图透明性不够好。Wu等人川在文献【3】的基础上，提出了差值扩展和差值平移结合的算法，恢复原始数据简单易行，而且提出的针对贝塞尔曲线的差值扩展算法保证了贝塞尔曲线的连续性。周璐等人巧’利用差值直方图来实现差值扩展和差值平移，能精确控制嵌入容量。文献【4，5】提出的算法仅对于满足差值扩展条件的顶点对嵌人水印，而在相邻顶点相关性较低的矢量图中，满足差值扩展条件的顶点对很少，嵌入率会大大降低，因此水印容量受限。本文在差值扩展和差值平移算法的基础上，对平移后的差值附加水印信息，并

7、且不需要记录用于恢复原始数据的信息，从而充分利用矢量图的每个顶点对，在不满足差值扩展条件的顶点对也能嵌入水印，提高水印容量。本文的结构如下：第2章详细介绍了大容量水印的嵌入算法，第3章介绍水印提取和数据恢复过程，第4章列出了此算法的实验结果，第5章为总结。2水印嵌入算法2．1差值扩展和差值平移思想差值扩展和差值平移嵌入水印的基本思想嘲如下：对于原始数据中具有较强相关性的相邻数据X，、X：(均为整数)，计算其均值m和差值d：f研=【(而+屯)，2jLd=毛一娩(1)其中，lJ为向下取整。上述变换的逆变换为：f五---m+L(d+I)12J【恐-_

8、-m-Ld／2j(2)差值d与～定阈值进行比较后，按照如下公式进行修改：d‘=2d+b、k≤d≤．i}一IId’=J+．i}d≥k【d‘=d-kd<一