对图像添加水印及检测方法和装置、电子设备和存储介质与流程

1.本公开涉及图像处理技术领域，尤其是一种对图像添加水印的方法和装置、图像中水印的检测方法和装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.随着近眼显示设备的普及，图像或视频被广泛应用于多种行业。在图像或视频广泛应用的同时，其版权保护问题的重要性也逐步显现。其中，在图像或视频的图像帧中添加隐形水印可以有效地对图像拷贝进行控制、以及对非法使用进行追踪溯源。
3.现有技术中，图像水印添加的技术方案，图像添加水印后由于算法实现的缺陷，水印像素分布不均匀，当对加了隐形水印的图像进行修改(比如对图片增加遮罩，对图片进行随意涂鸦，或者对图片尺寸进行修改)时，可能会导致水印消失或缺失，进而导致水印无法辨认。
4.因此，如何使图像中被添加的水印具有稳健的可还原性，是一个值得关注的技术问题。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供一种对图像添加水印的方法和装置、图像中水印的检测方法和装置、电子设备和存储介质，以使图像中被添加的水印具有稳健的可还原性。
6.本公开实施例的一个方面，提供一种对图像添加水印的方法，包括：对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，得到旋转像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合，得到融合像素矩阵；对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，得到添加所述水印的还原像素矩阵；基于所述还原像素矩阵，得到添加所述水印的目标图像。
7.本公开实施例的另一个方面，提供一种图像中水印的检测方法，包括：基于获取到的已添加水印的目标图像，确定目标图像的目标像素矩阵；对所述目标像素矩阵执行预设次数的旋转变换，得到旋转变换后的检测像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；基于所述检测像素矩阵，得到所述目标图像中的水印。
8.本公开实施例的再一个方面，提供一种对图像添加水印的装置，包括：旋转变换单元，用于对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，得到旋转像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；像素融合单元，用于将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合，得到融合像素矩阵；逆变换单元，用于对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，得到添加所述水印的还原像素矩阵；输出单元，用于基于所述还原像素矩阵，得到添加所述水印的目标图像。
9.本公开实施例的又一个方面，提供一种图像中水印的检测装置，包括：像素矩阵确定单元，用于基于获取到的已添加水印的目标图像，确定目标图像的目标像素矩阵；检测变
换单元，用于对所述目标像素矩阵执行预设次数的旋转变换，得到旋转变换后的检测像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；检测输出单元，用于基于所述检测像素矩阵，得到所述目标图像中的水印。
10.本公开实施例的又一个方面，提供一种电子设备，其中，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，且所述计算机程序被执行时，实现本公开所述对图像添加水印的方法或所述图像中水印的检测方法。
11.本公开实施例的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现本公开所述对图像添加水印的方法或所述图像中水印的检测方法。
12.基于本公开的对图像添加水印的方法和装置、图像中水印的检测方法和装置、电子设备和存储介质。在对目标图像进行水印添加时，首先，由于作为水印像素信息会被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，从而可实现对水印信息的隐藏，并且当添加水印的图像被修改(涂鸦、遮挡等)时，也可降低水印信息缺失的几率，以保证水印能被检测还原成功，提高水印的健壮性。
13.下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
14.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同描述一起用于解释本公开的原理。
15.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
16.图1是本公开的对图像添加水印的方法一个实施例的流程图；
17.图2是本公开的对图像添加水印的方法另一个实施例的流程图；
18.图3a是一个示例性的所述待添加水印的原始图像；
19.图3b是对图3a进行像素补齐后的图像；
20.图3c是对图3b进行预设次数的旋转变换后的图像；
21.图3d是对图3c添加水印后的图像；
22.图3e是对图3d进行预设次数的逆旋转变换后的图像；
23.图3f是对图3e进行水印检测后的图像；
24.图3g是对图3e进行涂鸦的示例图像；
25.图3h是对图3e进行遮挡的示例图像；
26.图4是本公开的图像中水印的检测方法一个实施例的流程图；
27.图5是本公开的对图像添加水印的装置一个实施例的结构示意图；
28.图6是本公开的对图像添加水印的装置另一个实施例的结构示意图；
29.图7是本公开的图像中水印的检测装置一个实施例的结构示意图；
30.图8是本公开电子设备一个应用实施例的结构示意图。
具体实施方式
31.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本
公开的范围。
32.本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
33.还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
34.还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
35.另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
36.还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
37.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
38.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
39.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.本公开实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
42.终端设备、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
43.示例性方法
44.图1是本公开的对图像添加水印的方法一个实施例的流程图。如图1所示的方法包括步骤s110、s120、s130以及s140。下面对各步骤分别进行说明。
45.s110、对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，得到旋转像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换。
46.需要说明的是，在本公开实施例的方法涉及的像素矩阵可通过二维数组进行保
存，以便于执行主体(例如，处理器)可以从内存中读取该。所述旋转变换的预设次数可根据需求设置，本公开对此不作限制，例如优选地可以为2至4次等。
47.另外，本公开对所述初始像素矩阵中的元素的形式不做限定。例如，比如对于灰度图像，所述元素可以为一个数值；对于rgb模式的彩色图像，所述元素可以为(r,g,b)形式；对于argb模式的彩色图像，所述元素可以为(r,g,b,a)形式。
48.s120、将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合，得到融合像素矩阵。
49.需要说明的是，所述水印可以根据用户需求设置，本公开对其不作限制。例如，用户为房地产公司，所述待添加水印的目标图像为该房地产公司的楼盘图像，则可以将该房地产公司的名称作为所述水印。
50.s130、对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，得到添加所述水印的还原像素矩阵。
51.s140、基于所述还原像素矩阵，得到添加所述水印的目标图像。
52.基于本公开上述实施例的对图像添加水印的方法，在对原始图像添加水印时，首先，对原始图像对应的初始像素矩阵进行旋转变换，然后进行水印像素值融合，之后再进行逆旋转变化，从而使水印的像素值被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，可实现对水印的隐藏，另外，由于水印像素的随机分布，当添加水印的图像被修改(涂鸦、遮挡等)时，也可降低水印缺失的几率，以保证水印能被检测还原成功，提高水印的健壮性。
53.下面对图1实施例中所述右旋变换和左旋变换的原理、以及隐藏水印的实现原理进行说明。
54.右旋变换和左旋变换的原理：
55.具体地，以初始像素矩阵为3阶矩阵m1为例，
[0056][0057]
当以矩阵中心顺时针旋转45
°
时，该3阶矩阵m1将变为5阶矩阵m2(旋转后，可在原矩阵元素周围插入负值元素，例如-5)：
[0058][0059]
这里，需要说明的是，所述原矩阵元素“周围”不限制为全部的相邻的元素，也不限制为与原始像素邻接的像素。具体地，例如结合矩阵m1及m2，m2中顶点(m2[0][0]、m2[0][4]、m2[4][0]、m2[4][4])位置不与任何原始像素邻接，但此处也需要插入负值元素；位于m1顶点(m1[0][0]、m1[0][2]、m1[2][0]、m1[2][2])位置的元素也并未在周围全部插入负值元素，例如位于m1[2][0]位置的元素7的左侧就没有插入负值元素，而仅在上、下以及右侧
相邻位置插入了负值元素。
[0060]
另外，上述矩阵m2以及下文将提及的矩阵m4、m5中的涉及的符号“ 、
‑”
仅用于表示对应元素的正负性，不具有其他意义。
[0061]
发明人发现，初始像素矩阵中，可能存在部分值为0的元素(如颜色为黑色的像素)，若插入值为0的元素或其他正值元素，容易导致插入的元素和旋转后的原始像素矩阵中的原矩阵元素混淆，因此提出插入负值元素，容易区分原矩阵元素和插入的元素。然后对该5阶矩阵m2进行逐行从左到右的遍历，并将非负值元素按从左到右，从上到下的顺序添加到一个新的3阶矩阵m3中：
[0062][0063]
上述先对矩阵m1作了一次右旋45度变换，然后对元素进行重新排列，称作对矩阵m1的一次右旋变换。如果想将矩阵m3还原成矩阵m1，则需要将矩阵m3进行一次右旋变换的逆操作，即，左旋变换。
[0064]
基于上述研究发现，3阶矩阵的右旋变换和左旋变换具有如下性质：当对一个3阶矩阵，进行一次右旋变换后，可通过一次左旋变换将其还原；当对一个3阶矩阵，进行m次右旋变换后，可通过m次左旋变换将其还原。
[0065]
经验证，上述3阶矩阵的右旋变换和左旋变换性质可推广到n阶矩阵：当对一个n阶矩阵，进行m次右旋变换后，可通过m次左旋变换将其还原。
[0066]
基于上述分析可知，所述左选变换和右旋变换互为对方的逆旋转变换，即当旋转变换为右旋变换时，则对应的逆旋转变换为左旋变换；反之，当旋转变换为左旋变换时，则对应的逆旋转变换为右旋变换。
[0067]
隐藏水印的实现原理：
[0068]
对矩阵m3中的部分元素进行标记，例如使用-1对原值进行替换。这里需要说明的是，使用-1对m3中的部分元素的原值进行替换，是模拟将水印的像素值添加到像素矩阵的对应位置上。其中，-1替换的位置可以任意，即水印可添加至目标图像的初始像素矩阵中的任意位置。
[0069]
例如，令矩阵m3[1][1]＝-1,m3[1][2]＝-1，得到矩阵m4：
[0070][0071]
然后将矩阵m4左旋变换进行还原，可得矩阵m5:
[0072][0073]
将矩阵m5和原始矩阵m1进行对比可以看出，被标记的元素的位置随机分布在矩阵
m5内，其他元素则恢复到原始位置。
[0074]
通过对初始像素矩阵m1做一次右旋变换，使矩阵元素变为无序得到矩阵m3，然后对矩阵m3中部分元素进行标记(模拟添加水印)，得到矩阵m4，最后对矩阵m4进行一左旋变换，得到矩阵m5，即已添加水印的像素矩阵。由于作为模拟水印的像素值的-1会被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，从而可实现对水印的隐藏，并且当添加水印的图像被修改时，也可降低水印信息缺失的几率，提高水印的健壮性。
[0075]
另外，在利用本公开对图像添加水印的方法对目标图像进行水印添加过程中，由于计算过程仅是几次像素矩阵的变换，因此处理速度快、耗时短(时间基本控制在毫秒级)，使得添加水印的效率提高。
[0076]
在图1实施例基础上，所述步骤s110之前可包括如下步骤：检测所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数是否相等；若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，以所述原始图像的像素矩阵作为所述初始像素矩阵；否则，若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，对所述行维数与所述列维数中维数较少的行或列进行补齐，得到所述初始像素矩阵。
[0077]
根据情况，可通过任何可用的方式实现上述“对所述行维数与所述列维数中维数较少的行或列进行补齐”。例如，可以在所述初始像素矩阵的行维数大于列维数情况下，在所述初始像素矩阵中最后一列后按列添加像素，直至所述列维数与所述行维数一致。又例如，在所述初始像素矩阵的行维数小于列维数情况下，在所述初始像素矩阵中最后一行后按行添加像素，直至所述行维数与所述列维数一致。
[0078]
在一可选示例中，如图3a所示的待添加水印的原始图像的分辨率为1000*1200(即图3b中的原始图像区域301)，则对应的初始像素矩阵就是1000行*1200列的矩阵。因此可在第1000行之后添加200*1000的像素，以得到1200*1200的像素矩阵作为所述初始像素矩阵。具体实现例如可以为通过算法向初始像素矩阵插入像素；可选地，参照图3b中的像素补齐区域302，插入的像素的像素值可以为(r:0,g:0,b:0)即黑色。对于行维数大于列维数情况可参照上述示例，这里不做赘述。
[0079]
在一可选示例中，可通过比对存储所述初始像素矩阵的二维数组的行列维数，实现对所述初始像素矩阵的行列维数的检测。
[0080]
通过上述对原始图像对应的像素矩阵行列维数的判断、以及像素补齐，可以确保原始图像的像素矩阵为方阵，确保后续步骤中基于像素矩阵的旋转变换或者逆旋转变换可以实施。
[0081]
在图1实施例的基础上，基于上述右旋变换和左旋变换的原理，步骤s110“对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，得到旋转像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换”可通过以下可用的方式实现。
[0082]
例如，在所述旋转变换为第一方向旋转变换时，所述对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，包括：
[0083]
步骤a、以所述初始像素矩阵中心为旋转轴心，将所述初始像素矩阵在平面内沿第二方向旋转45度，然后在该初始像素矩阵的原始像素周围插入负值元素，得到转换后的n阶像素方阵；其中，转换前的所述初始像素矩阵阶数为n，所述阶数n等于2n-1，n和n均为正整数；步骤b、对转换后的n阶像素方阵按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，将遍历到的非
负值元素按从左到右、从上到下的顺序添加到一个新方阵中，得到一次第一方向变换后的第一像素方阵；其中，所述一次第一方向变换后的第一像素方阵的阶数与转换前的所述初始像素矩阵的阶数相同；步骤c、记录所述原始像素在所述转换后的n阶像素方阵中的位置，完成对所述初始像素矩阵的一次第一方向变换；迭代执行步骤a至c，直至完成对所述初始像素矩阵的预设次数的第一方向变换。
[0084]
其中，若第一方向旋转变换为右旋变换，则第二方向为顺时针方向，若第一方向旋转变换为左旋变换，则第二方向为逆时针方向。
[0085]
在一可选示例中，基于上述关于步骤s110的实现方式，对图3b所示的原始图像对应的初始像素矩阵执行3次右旋变换，利用变换后的像素矩阵可得到如图3c所示的图像。
[0086]
需要说明的是，在每一次迭代过程中，步骤c可利用矩阵标记m[][]分别记录每个原始像素在当前转换后的n阶像素方阵中的位置，例如，m[1][3]表示一个原始像素在当前转换后的n阶像素方阵中的第2行第4列。其中，矩阵的行、列序号从0开始记，例如n等于5，表示当前转换后的n阶像素方阵为一个5阶方阵，则该5阶方阵的行序号为从上至下的顺序，依次取值0至4，0表示第一行。列序号类似，按照从左到右的顺序，依次取值0至4，0表示第一列。
[0087]
上述步骤d中的“迭代”是指基于前述步骤的结果继续执行相应步骤，即每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。具体地，第一次步骤a中是以所述初始像素矩阵中心为旋转轴心，将所述初始像素矩阵在平面内(顺时针或逆时针)旋转45度。那么，在第二次迭代中，需要基于步骤b得到的第一像素方阵，以该第一像素方阵中心为旋转轴心在平面内(顺时针或逆时针)旋转45度。其他步骤，基于此类推。
[0088]
所述预设次数可根据需求设置，本公开不作限制，例如，优选地可以为3～4次。
[0089]
如前所述，通过上述多次旋转变换，可以使得水印的像素值随机分布在还原像素矩阵中，有利于后续水印信息的隐藏，还可以在添加水印的图像被修改时，降低水印信息缺失的几率，从而提高水印的健壮性。
[0090]
如图2所示，在图1实施例的基础上，所述步骤s120可包括步骤s1201以及步骤s1202。下面对各步骤分别进行说明。
[0091]
s1201、根据所述水印的内容和大小，确定所述水印在所述旋转像素矩阵中的对应位置。
[0092]
需要说明的是，所述水印可以为文字，其中所述文字的内容、字号以及像素值均可以根据需求设置，本公开对此不作限制。所述字号用于衡量文字在旋转像素矩阵中所占像素区域大小，像素值(灰度值)用于表示文字对应每个像素的颜色。
[0093]
在一个可选示例中，在所述旋转像素矩阵中确定水印添加位置可通过以下方式实现：基于所述旋转像素矩阵建立平面直角坐标系；基于接收到的添加水印位置指示以及所述文字的内容、字号，在所述平面直角坐标系中确定水印添加位置。
[0094]
例如，可基于所述旋转像素矩阵m中位于m[0][0]位置的作为坐标原点，建立平面直角坐标系xoy。所述添加水印位置指示例如可以为位于图像中心、位于图像左下角或者位于图像右下角等；以位于图像中心为例，基于所述平面直角坐标系xoy确定所述旋转像素矩阵基于所述平面直角坐标系xoy的中心坐标，然后基于该中心坐标以及文字的内容、字号确定水印所占的像素坐标，即作为所述水印添加位置，即所述水印在所述旋转像素矩阵中的
对应位置。
[0095]
s1202、基于所述水印在所述旋转像素矩阵中的对应位置，将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合。
[0096]
如能理解的，可通过以下方式实现上述“像素值融合”。例如，在一可选示例中，在所述旋转像素矩阵中，将所述文字的像素值与所述旋转像素矩阵中位于所述对应位置处的像素值叠加。具体地，可基于步骤s1201中的可选示例，在基于所述所述旋转像素矩阵建立的平面直角坐标系xoy中，将所述文字的像素值与所述旋转像素矩阵中位于水印文字所占的像素坐标处的像素的像素值叠加。
[0097]
以所述旋转变换是右旋变换为例，在图3c所示图像对应的旋转像素矩阵中，利用上述示例方法添加水印，可得到如图3d所示的已添加水印的图像。
[0098]
在图1至3实施例的基础上，步骤s130“对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，得到添加所述水印的还原像素矩阵”可通过以下可用的方式实现。
[0099]
例如，所述旋转变换为第三方向旋转变换时，对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，包括：步骤
①
、创建一个新的n阶像素方阵，其中初始元素均为负值元素；步骤
②
、对所述融合像素矩阵按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，然后将遍历到的像素按照所述原始像素在所述转换后的n阶像素方阵中的位置添加到所述新的n阶像素方阵中，替换对应位置的负值元素；步骤
③
、以所述新的n阶像素方阵的中心为旋转轴心，将该新的n阶像素方阵在平面内沿第四方向旋转45度，然后删除该新的n阶像素方阵中的值全部为负值的像素行和值全部为负值的像素列，完成对所述融合像素矩阵的一次逆旋转变换，得到一次逆旋转变换后的第二像素方阵，其中所述第二像素方阵的阶数等于n，其中n为转换前的所述初始像素矩阵阶数，且n为正整数；步骤
④
、迭代执行步骤
①
至
③
，直至完成对所述融合像素矩阵的预设次数的逆旋转变换。
[0100]
其中，若第三方向旋转变换为右旋变换，则第四方向为逆时针方向，若第三方向旋转变换为左旋变换，则第四方向为顺时针方向。
[0101]
在一可选示例中，基于上述关于步骤s130的实现方式，对图3d所示的融合图像对应的融合像素矩阵执行3次左旋变换，利用变换后的还原像素矩阵可得到如图3e所示的带有隐形水印的图像。
[0102]
在图1至3实施例的基础上，根据情况步骤s140“基于所述还原像素矩阵，得到添加所述水印的目标图像”可通过以下方式实现。
[0103]
例如，若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，确定所述原始图像的像素矩阵中新增的像素行或像素列的第一位置；从所述还原像素矩阵中删除对应所述第一位置的像素行或像素列；利用修改后的还原像素矩阵确定添加所述水印的目标图像。在一可选示例中，参照图3e所示的图像，可基于上述示例方式将像素补齐区域(第一位置)的像素行删除。
[0104]
或者又例如，若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，直接以所述还原像素矩阵确定添加所述水印的目标图像。
[0105]
通过上述操作，可以确保输出的图像是与原始图像对应的，而不是带有像素补齐区域的中间过程图像。
[0106]
利用本公开的对图像添加水印的方法对目标图像进行水印添加，首先，通过对初
始像素矩阵进行旋转变换、水印像素融合以及逆旋转变换的操作，可使水印的像素被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，从而实现对水印的隐藏(即实现隐形水印的效果)，并且当添加水印的图像被修改(如图3g所示的涂鸦、如图3h所示的遮挡)时，还可降低水印信息缺失的几率，以保证水印能被检测还原成功，提高水印的健壮性。其次，由于添加水印的处理过程仅是几次像素矩阵的变换，因此处理速度快、耗时短(平均耗时500毫秒)，使得添加水印的效率提高。另外，水印的像素被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，使得人眼无法感知利用本公开的对图像添加水印的方法添加水印的图像与未添加水印图像之间的区别，即保真效果更好。
[0107]
图4是本公开的图像中水印的检测方法一个实施例的流程图，其中，待检测的具有水印的图像，为采用本公开上述图1至3实施例所述的对图像添加水印的方法添加所得。如图4所示的所述检测方法包括步骤s410至s430。
[0108]
s410、基于获取到的已添加水印的目标图像，确定目标图像的目标像素矩阵；
[0109]
s420、对所述目标像素矩阵执行预设次数的旋转变换，得到旋转变换后的检测像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；
[0110]
s430、基于所述检测像素矩阵，得到所述目标图像中的水印。
[0111]
如能理解的，基于本公开前述的右旋变换原理和左旋变换原理的描述、以及本公开上述图1至3实施例可知，由于逆旋转变换，使得水印的像素值的位置在所述还原像素矩阵中是随机分布的，因此需要再次通过旋转变换将水印的像素值的位置从随机分布状态恢复为融合阶段的分布状态。
[0112]
在不知道所述预设次数的情况下，可逐次对所述目标像素矩阵进行旋转变换，然后确认是否将水印的像素值的位置从随机分布状态恢复为融合阶段的分布状态。
[0113]
利用本公开实施例的图像中水印的检测方法，在进行水印检测时，只需要对已添加水印的目标图像对应的目标像素矩阵进行旋转变换，即可以实现隐形水印信息的还原，不依赖于原始图像，因此更简单高效。另外，由于旋转变换的计算属于轻量级运算，因此耗时较短(平均耗时在300毫秒)。
[0114]
在图4实施例基础上，步骤s410可通过以下方式实现：检测所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数是否相等；若所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，以所述目标图像的像素矩阵作为所述目标像素矩阵；否则，若所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，对所述行维数与所述列维数中维数较少的行或列进行补齐，得到所述目标像素矩阵。
[0115]
如能理解的，目标图像的像素矩阵可从存储单元(例如处理器的内存)中获取，其中，处理器可对读取到的目标图像进行处理，得到图像的像素矩阵并以二维数组形式存储在内存或其他外部存储器中。
[0116]
如上所述，通过对所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数的判断、以及基于判断结果进行像素行、列补齐，可以确保目标像素矩阵为方阵，从而使得后续基于目标像素矩阵的旋转变换可以实施。
[0117]
在图4实施例基础上，步骤s420可通过以下可用的方式实现。
[0118]
例如，所述旋转变换为第一方向旋转变换时，所述对所述目标像素矩阵执行预设次数的旋转变换，包括：步骤i、以所述目标像素矩阵中心为旋转轴心，将所述目标像素矩阵
在平面内沿第二方向旋转45度，然后在该目标像素矩阵的原始像素周围插入负值元素，得到转换后的n阶像素方阵；其中，所述阶数n等于所述目标像素矩阵的阶数乘以2，再减1，n为正整数；步骤ii、对转换后的n阶像素方阵按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，将遍历到的非负值元素按从左到右、从上到下的顺序添加到一个新方阵中，完成对所述目标像素矩阵的一次沿第一方向旋转变换，得到一次沿第一方向旋转变换后的目标像素矩阵；其中，所述一次沿第一方向旋转变换后的目标像素矩阵的阶数与转换前的所述目标像素矩阵的阶数相同；步骤iii、迭代执行步骤i至ii，直至完成对所述目标像素矩阵的预设次数的沿第一方向旋转变换。
[0119]
其中，若第一方向旋转变换为右旋变换，则第二方向为顺时针方向，若第一方向旋转变换为左旋变换，则第二方向为逆时针方向。
[0120]
在一可选示例中，对图3e所示的已添加水印的目标图像，基于上述关于步骤s420的实现方式，可通过3次右旋变换得到如图3d所示的显示水印的图像。
[0121]
此外，由于水印的像素值除像素信息外通常还会包括透明度。例如水印的像素值可表示为rgba，其中r、g、b为像素子单元，r代表红色、g代表绿色、b代表蓝色；而a是alpha首字母，表示透明度。因此如果直接利用旋转变换进行还原，即使还原得到水印，也有可能因为水印透明度较高的原因看不清楚。
[0122]
为了解决上述水印看不清楚问题，基于图4实施例基础上，所述图像中水印的检测方法还包括以下步骤：1)对所述显示所述图像水印的像素矩阵按照从左到右、从上到下的顺序逐行遍历；2)基于遍历到的像素中像素子单元的像素值与预设条件的匹配关系，对所述像素值进行修改；其中，所获预设条件为：基于所述水印像素信息，确定一种颜色像素子单元的像素值同时大于另外两种颜色像素子单元的像素值。
[0123]
进一步优选地，对于上述步骤2)，在所述遍历到的像素中像素子单元的像素值符合所述预设条件的情况下，将该像素中像素子单元的像素值均设置为第一预设像素值；在所述遍历到的像素中像素子单元的像素值不符合所述预设条件的情况下，将该像素中像素子单元的像素值均设置为第二预设像素值。
[0124]
在一可选示例中，参照图3d，水印303的文字内容为“这是一个水印”。所述水印的像素值为rgba(0,255,0,20)，即绿色(g)像素子单元的像素值(灰度值)为255；则这里所述预设条件可表述为g》r&&g》b。基于该预设条件对所述显示所述图像水印的像素矩阵按照从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，将符合预设条件的像素中像素子单元的像素值均设置为255，即白色rgb(255，255，255)；将不符合预设条件的像素中像素子单元的像素值均设置为0，即黑色rgb(0，0，0)。处理后的图像如图3f所示，水印显示更加清晰(水印的文字内容为“这是一个水印”)，容易辨认。
[0125]
利用本公开实施例的图像中水印的检测方法，进行水印检测时，只需要对已添加水印的目标图像对应的目标像素矩阵进行旋转变换，即可以实现水印的像素值位置分布的还原，不依赖于原始图像，因此更简单；另外，由于旋转变换的计算属于轻量级运算，因此耗时较短(平均耗时在300毫秒)，因此更高效。
[0126]
此外，利用本公开实施例的图像中水印的检测方法，在对例如图3g、3h所示的具有修改(例如涂鸦)或遮挡(例如透明度80％的黑色遮罩)的已添加水印的目标图像进行检测时，由于水印的像素值位置是在整个图像中随机分布的，以及基于所述预设条件优化，还是
可以清晰的检测出水印(例如，图3e所示)，因此，水印可更准确的检测到，并可清晰呈现。
[0127]
示例性装置
[0128]
应理解，本文中前述实施例关于对图像添加水印的方法也可类似地应用于以下用于图像水印添加装置中进行类似扩展；以及本文中前述实施例关于图像中水印的检测方法也可类似地应用于以下图像水印检测装置中进行类似扩展。为简化起见，未对其进行详细描述。
[0129]
图5是本公开的对图像添加水印的装置一个实施例的结构示意图。如图5所示，对图像添加水印的装置500包括：旋转变换单元510，用于对待添加水印的原始图像对应的初始像素矩阵，进行预设次数的旋转变换，得到旋转像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；像素融合单元520，用于将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合，得到融合像素矩阵；逆变换单元530，用于对所述融合像素矩阵进行所述预设次数的逆旋转变换，得到添加所述水印的还原像素矩阵；输出单元540，用于基于所述还原像素矩阵，得到添加所述水印的目标图像。
[0130]
在一可选示例中，所述装置还包括维数校验单元，用于检测所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数是否相等；若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，以所述原始图像的像素矩阵作为所述初始像素矩阵；否则，若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，对所述行维数与所述列维数中维数较少的行或列进行补齐，得到所述初始像素矩阵。
[0131]
在一可选示例中，所述旋转变换为第一方向旋转变换时，所述旋转变换单元510用于：a、以所述初始像素矩阵中心为旋转轴心，将所述初始像素矩阵在平面内沿第二方向旋转45度，然后在该初始像素矩阵的原始像素周围插入负值元素，得到转换后的n阶像素方阵；其中，转换前的所述初始像素矩阵阶数为n，所述阶数n等于2n-1，n和n均为正整数；b、对转换后的n阶像素方阵按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，将遍历到的非负值元素按从左到右、从上到下的顺序添加到一个新方阵中，得到一次第一方向变换后的第一像素方阵；其中，所述一次第一方向变换后的第一像素方阵的阶数与转换前的所述初始像素矩阵的阶数相同；c、记录所述原始像素在所述转换后的n阶像素方阵中的位置，完成对所述初始像素矩阵的一次第一方向变换；d、迭代执行a至c的步骤，直至完成对所述初始像素矩阵的预设次数的第一方向变换；其中，若第一方向旋转变换为右旋变换，则第二方向为顺时针方向，若第一方向旋转变换为左旋变换，则第二方向为逆时针方向。
[0132]
图6是本公开的对图像添加水印的装置另一个实施例的结构示意图。如图6所示，所述像素融合单元520包括：水印添加位置确定子单元5201，用于根据所述水印的内容和大小，确定所述水印在所述旋转像素矩阵中的对应位置；水印融合子单元5202，用于基于所述水印在所述旋转像素矩阵中的对应位置，将所述水印的像素值与所述旋转像素矩阵中对应位置的像素值进行融合。
[0133]
在一可选示例中，所述水印包括文字，所述水印融合子单元5202进一步用于：在所述旋转像素矩阵中，将所述文字的像素值与所述旋转像素矩阵中位于所述对应位置处的像素值叠加。
[0134]
在一可选示例中，所述旋转变换为第三方向旋转变换时，所述逆变换单元530用于：
①
、创建一个新的n阶像素方阵，其中初始元素均为负值元素；
②
、对所述融合像素矩阵
按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，然后将遍历到的像素按照所述原始像素在所述转换后的n阶像素方阵中的位置添加到所述新的n阶像素方阵中，替换对应位置的负值元素；
③
、以所述新的n阶像素方阵的中心为旋转轴心，将该新的n阶像素方阵在平面内沿第四方向旋转45度，然后删除该新的n阶像素方阵中的值全部为负值的像素行和值全部为负值的像素列，完成对所述融合像素矩阵的一次逆旋转变换，得到一次逆旋转变换后的第二像素方阵，其中所述第二像素方阵的阶数等于n，其中n为转换前的所述初始像素矩阵阶数，且n为正整数；
④
、迭代执行
①
至
③
的步骤，直至完成对所述融合像素矩阵的预设次数的逆旋转变换；其中，若第三方向旋转变换为右旋变换，则第四方向为逆时针方向，若第三方向旋转变换为左旋变换，则第四方向为顺时针方向。
[0135]
在一可选示例中，所述输出单元540进一步用于：若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，确定所述原始图像的像素矩阵中新增的像素行或像素列的第一位置；从所述还原像素矩阵中删除对应所述第一位置的像素行或像素列；利用修改后的还原像素矩阵确定添加所述水印的目标图像；或者，若所述原始图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，直接以所述还原像素矩阵确定添加所述水印的目标图像。
[0136]
利用本公开的对图像添加水印的装置对目标图像进行水印添加，首先，通过对初始像素矩阵进行旋转变换、水印像素融合以及逆旋转变换的操作，可使水印的像素被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，从而实现对水印的隐藏(即实现隐形水印的效果)，并且当添加水印的图像被修改(如图3g所示的涂鸦、如图3h所示的遮挡)时，还可降低水印信息缺失的几率，以保证水印能被检测还原成功，提高水印的健壮性。其次，由于添加水印的处理过程仅是几次像素矩阵的变换，因此处理速度快、耗时短(平均耗时500毫秒)，使得添加水印的效率提高。另外，水印的像素被随机分布到整个像素矩阵的各个位置，使得人眼无法感知利用本公开的对图像添加水印的方法添加水印的图像与未添加水印图像之间的区别，即保真效果更好。
[0137]
图7是本公开的图像中水印的检测装置一个实施例的结构示意图。如图7所示，图像中水印的检测装置700包括：像素矩阵确定单元710，用于基于获取到的已添加水印的目标图像，确定目标图像的目标像素矩阵；检测变换单元720，用于对所述目标像素矩阵执行预设次数的旋转变换，得到旋转变换后的检测像素矩阵，其中所述旋转变换包括右旋变换或者左旋变换；检测输出单元730，用于基于所述检测像素矩阵，得到所述目标图像中的水印。
[0138]
在一可选示例中，所述像素矩阵确定单元710，进一步用于：检测所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数是否相等；若所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数相等，以所述目标图像的像素矩阵作为所述目标像素矩阵；若所述目标图像的像素矩阵的行维数与列维数不相等，对所述行维数与所述列维数中维数较少的行或列进行补齐，得到所述目标像素矩阵。
[0139]
在一可选示例中，所述旋转变换为第一方向旋转变换时，所述检测变换单元720用于：i、以所述目标像素矩阵中心为旋转轴心，将所述目标像素矩阵在平面内沿第二方向旋转45度，然后在该目标像素矩阵的原始像素周围插入负值元素，得到转换后的n阶像素方阵；其中，所述阶数n等于所述目标像素矩阵的阶数乘以2，再减1，n为正整数；ii、对转换后的n阶像素方阵按从左到右、从上到下的顺序逐行遍历，将遍历到的非负值元素按从左到
右、从上到下的顺序添加到一个新方阵中，完成对所述目标像素矩阵的一次沿第一方向旋转变换，得到一次沿第一方向旋转变换后的目标像素矩阵；其中，所述一次沿第一方向旋转变换后的目标像素矩阵的阶数与转换前的所述目标像素矩阵的阶数相同；iii、迭代执行i至ii的步骤，直至完成对所述目标像素矩阵的预设次数的沿第一方向旋转变换；其中，若第一方向旋转变换为右旋变换，则第二方向为顺时针方向，若第一方向旋转变换为左旋变换，则第二方向为逆时针方向。
[0140]
在一可选示例中，所述检测输出单元730包括：遍历子单元，用于对所述检测像素矩阵按照从左到右、从上到下的顺序逐行遍历；像素修改子单元，用于基于遍历到的像素中像素子单元的像素值与预设条件的匹配关系，对所述像素值进行修改，得到所述目标图像中的水印；其中，所获预设条件为：基于所述水印的像素值，确定一种颜色像素子单元的像素值同时大于另外两种颜色像素子单元的像素值。
[0141]
在一可选示例中，所述像素修改子单元进一步用于：在所述遍历到的像素中像素子单元的像素值符合所述预设条件的情况下，将该像素中像素子单元的像素值均设置为第一预设像素值；在所述遍历到的像素中像素子单元的像素值不符合所述预设条件的情况下，将该像素中像素子单元的像素值均设置为第二预设像素值。
[0142]
利用本公开实施例的图像中水印的检测装置，在进行水印检测时，只需要对已添加水印的目标图像对应的目标像素矩阵进行旋转变换，即可以实现隐形水印信息的还原，不依赖于原始图像，因此更简单高效。另外，由于旋转变换的计算属于轻量级运算，因此耗时较短(平均耗时在300毫秒)。
[0143]
示例性电子设备
[0144]
另外，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：
[0145]
存储器，用于存储计算机程序；
[0146]
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，且所述计算机程序被执行时，实现本公开上述任一实施例所述的对图像添加水印的方法以及图像中水印的检测方法。
[0147]
图8是本公开电子设备一个应用实施例的结构示意图。下面，参考图8来描述根据本公开实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
[0148]
如图8所示，电子设备包括一个或多个处理器和存储器。
[0149]
处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
[0150]
存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的各个实施例的对图像添加水印的方法以及图像中水印的检测方法以及/或者其他期望的功能。
[0151]
在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置和输出装置，这些组件通过总线系
统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
[0152]
此外，该输入设备还可以包括例如键盘、鼠标等等。
[0153]
该输出装置可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出设备可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
[0154]
当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
[0155]
除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述部分中描述的根据本公开各种实施例的对图像添加水印的方法以及图像中水印的检测方法中的步骤。
[0156]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0157]
此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述部分中描述的根据本公开各种实施例的对图像添加水印的方法以及图像中水印的检测方法中的步骤。
[0158]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0159]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0160]
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
[0161]
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0162]
本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
[0163]
可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
[0164]
还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
[0165]
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
[0166]
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。