[发明专利]图像中可见水印的嵌入和恢复原图像的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其涉及一种图像中可见水印的嵌入和恢 复原图像的方法及装置。

背景技术

可见数字水印应用非常广泛，例如电子书中的背景图，在一些给读者“试 读”的章节中，背景往往被加上出版社标记等半透明的水印图案，明确提示读 者该作品处于“试读”状态，这种可见水印不会把正文完全遮盖，在与正文重 叠的地方，一般是采用“半透明”形式，使二者同时可见。当读者购买了此书 后，再通过一定的算法将可见水印脱掉，恢复被水印遮盖的原图，如图1A和 图1B所示。

现有技术图像中可见水印的嵌入和恢复原图像的方法如下：

方案一：采用图像处理中的图像融合技术，

图像融合是一种最基本的图像处理技术，它是将两个或两个以上的图像进 行叠加最后生成一个新图像的过程。进行融合处理，首先要生成用于融合计算 的两个因子，即对应于原图像的源因子，和对应于水印图像的目标因子。例如 当源因子为阿尔法(Alpha)因子时，原图像某个像素的像素值是R＝30；G＝80； B＝255，与此像素点对应的水印图像像素点的像素值是R＝55；G＝129；B＝80， 则融合后的新图像此点的像素点值T＝O×a％+W×(100-a)％，其中，O为原 图像，W为水印图像，T为融合后的新图像，a为源因子，100-a为目标因子。 由于数字图像的像素值只能为整数，当计算结果为小数时采用四舍五入方法取 整。例如，当a＝32，100-a＝68时，融合后新图像对应点的像素值为：

R＝(33×32+55×68)/100＝47.96，取整为48；

G＝(84×32+129×68)/100＝114.60，取整为115；

B＝(255×32+79×68)/100＝135.32，取整为135；

当需要由融合后新图像T恢复出原图像O时，可以容易地得到还原的公 式O＝[T×100-W×(100-a)]/a。例如对像素点B根据上述公式还原后O＝[135 ×100-79×68]/32＝254.00，取整得到254，与原图像的数值255相差了1， 这是因为取整在物理概念上是一种抛弃信息中细节，只保留主干部分的操作， 类似有损信号/图像压缩算法中抛弃高频分量的做法。被抛弃的高频信息理论上 无法再通过压缩后的结果取回。所以恢复后的原图像存在块效应，即在恢复后 的原图像中，各像素点的像素值不一定精确地等于嵌入水印前的像素值，使原 图像恢复后在视觉上产生杂点的效果，水印嵌入边界区域和绝大部分区域为白 色的文本图像边界效应尤为明显。

此外，更为严重的是，如果对嵌入水印后的图像做了有损压缩会出现更为 严重的边界效应。如图2A所示为嵌入水印前的原图像，图2B为嵌入水印后 的图像，在水印图像和原图像的交界处，会出现所谓的高频信号。将嵌入水印 后的图像由tif格式转换为jpeg格式，jpeg压缩后在交界处做去除高频信号的 量化处理，抹平此区域的高频信号。此过程中视觉效果的变化是：该边界区域 附加产生了一些中间色的噪音点，如图3所示。当恢复原图像后产生了明显的 灰度过渡点，如图4所示。

方案二：采用图像分块局部加密的可去除可见水印的方法，

具体为将水印图像的每个像素点对应于原图像中的4x4大小的像素小块， 对像素小块中的部分像素点进行加密处理，得到嵌入水印后的图像，嵌入方与恢 复方拥有共同的密钥或密钥发生器，嵌入方根据密钥将水印图像嵌入到原图像 中，恢复方可以根据同样的密钥除去水印图像恢复出原图像。该方法的缺点需 要单独传输密钥，同时此方法没有提及对压缩后造成的边界效应的处理。

综上，现有技术不能精确地恢复原图像，或需要传输额外的信息才能恢复 原图，而且不能有效地对有损压缩的图像进行恢复处理。

发明内容

本发明实施例提供一种图像中可见水印的嵌入和恢复原图像的方法及装 置，用以解决现有技术中块效应和边界效应以及不精确恢复和压缩造成的视觉 影响。

本发明实施例提供的一种图像中可见水印的嵌入方法，包括：

在原图像数据块中确定每个可见水印嵌入的基本区域后，在所述基本区域 的基础上进行外扩，得到所述每个可见水印嵌入的最终区域；

在所述基本区域上进行可见水印的嵌入，得到嵌入了可见水印的图像数据 块；

根据所述可见水印信息和所述最终区域信息构造附加数据块；