OpenCV 例程200篇 总目录
【youcans 的 OpenCV 例程200篇】219. 添加数字水印（盲水印）
8.2 添加数字盲水印
数字水印，是指将特征信息嵌入音频、图像或是视频等数字信号中。
数字水印分为明水印和盲水印（blind watermark）。明水印包含的信息在观看图像或视频时可以看到。盲水印是以数字数据的方式嵌入图像中，在一般条件下是看不到的，需要特殊处理后才能提取到水印信息。盲水印也称为隐藏式水印，可以实现信息隐藏、版权认证、身份认证、数字签名等功能。
最低有效位（Least significant bit）盲水印，是最简单方便的盲水印实现方法。该方法的原理是将数字水印信息保存为二值图像，嵌入到原始图像的最低位，即将原始图像的最低有效位替换为水印图像。
以 8 位灰度图像为例，原始图像中像素点 P 的灰度值由 8 位二进制数
(
p
7
,
p
6
,
.
.
.
,
p
1
,
p
0
)
(p_7, p_6,...,p_1,p_0)
(p7,p6,...,p1,p0) 表示，二值水印图像中像素点的像素值由 1 位二进制数
b
0
b_0
b0 表示。用水印图像的像素值
b
0
b_0
b0 替换原始图像的最低有效位
p
0
p_0
p0，就得到嵌入水印的 8 位二进制数
(
p
7
,
p
6
,
.
.
.
,
p
1
,
b
0
)
(p_7, p_6,...,p_1,b_0)
(p7,p6,...,p1,b0)。
提取盲水印的过程与嵌入水印相反，从嵌入水印的原始图像 8 位二进制数
(
p
7
,
p
6
,
.
.
.
,
p
1
,
b
0
)
(p_7, p_6,...,p_1,b_0)
(p7,p6,...,p1,b0) 中，分离最低有效位
b
0
b_0
b0 生成水印图像。
提取盲水印的过程，则是对于嵌入水印的原始图像，将 8 位二进制数
(
p
7
,
p
6
,
.
.
.
,
p
1
,
b
0
)
(p_7, p_6,...,p_1,b_0)
(p7,p6,...,p1,b0) 的最低有效位置零。
例程 A4.11：在灰度图像添加数字盲水印
# A4.10 在灰度图像嵌入数字盲水印
img = cv.imread("../images/imgLena.tif",0)# 加载原始图片，单通道
watermark = cv.imread("../images/logoCV.png",0)# # 加载水印图片，单通道
markResize = cv.resize(watermark, img.shape[:2])# 调整图片尺寸与 img 大小相同
_, binary = cv.threshold(markResize,175,1, cv.THRESH_BINARY)# 0/1 二值图像# 对原始图像嵌入水印# img (g7,g6,...g1,0) AND 254(11111110) -> imgH7: (g7,g6,...g1,0)
imgH7 = cv.bitwise_and(img,254)# 按位与运算，图像最低位 LSB=0# imgH7: (g7,g6,...g1,0) OR b -> imgMark: (g7,g6,...g1,b)
imgMark = cv.bitwise_or(imgH7, binary)# (g7,g6,...g1,b)# 从嵌入水印图像中提取水印# extract = np.mod(imgMark, 2) # 模运算，取图像的最低位 LSB
extract = cv.bitwise_and(imgMark,1)# 按位与运算，取图像的最低位 LSB
plt.figure(figsize=(9,6))
plt.subplot(221), plt.title("original gray"), plt.axis('off')
plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.subplot(222), plt.title("watermark"), plt.axis('off')
plt.imshow(binary, cmap='gray')
plt.subplot(223), plt.title("embedding watermark"), plt.axis('off')
plt.imshow(imgMark, cmap='gray')
plt.subplot(224), plt.title("extracted watermark"), plt.axis('off')
plt.imshow(extract, cmap='gray')
plt.tight_layout()
plt.show()
例程 A4.12：在彩色图像各通道嵌入不同内容的数字盲水印
把彩色图像的各个通道分离处理，可以嵌入相同内容的数字水印，也可以嵌入不同内容的数字水印。
# A4.12 在彩色图像各通道嵌入不同内容的数字盲水印
img = cv.imread("../images/imgLena.tif",1)# 加载原始图片，单通道# 加载或生成水印信息
watermark = cv.imread("../images/logoCV.png",0)# # 加载水印图片，单通道
markResize = cv.resize(watermark, img.shape[:2])# 调整图片尺寸与 img 大小相同
_, binary = cv.threshold(markResize,175,1, cv.THRESH_BINARY)# 0/1 二值图像
mark1 = np.ones(img.shape[:2], np.uint8)
cv.putText(mark1,str(np.datetime64('today')),(50,100), cv.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,2,0,2)
cv.putText(mark1,str(np.datetime64('now')),(50,150), cv.FONT_HERSHEY_DUPLEX,1,0)
mark2 = np.ones(img.shape[:2], np.uint8)
cv.putText(mark2,"200 examples for OpenCV",(50,300), cv.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,2,0,2)
cv.putText(mark2,"Copyright@youcans, 2022",(50,350), cv.FONT_HERSHEY_DUPLEX,1,0)# 对原始图像嵌入水印# img: (g7,g6,...g1,0) -> imgH7: (g7,g6,...g1,0)
imgH7 =(img >>1)<<1# 右移->左移，图像最低位 LSB=0# imgH7: (g7,g6,...g1,0) OR b -> imgMark: (g7,g6,...g1,b)# 对各通道分别插入数字水印 binary，mark1，mark2
b = cv.bitwise_or(imgH7[:,:,0], binary)# (g7,g6,...g1,b)
g = cv.bitwise_or(imgH7[:,:,1], mark1)# (g7,g6,...g1,m1)
r = cv.bitwise_or(imgH7[:,:,2], mark2)# (g7,g6,...g1,m2)
imgMark = cv.merge([b, g, r])# # 从嵌入水印图像中提取水印
b, g, r = cv.split(imgMark)# 拆分为 BGR 独立通道
bMark = cv.bitwise_and(b,1)# 按位与运算，取 B 通道的最低位 LSB
gMark = cv.bitwise_and(g,1)# 按位与运算，取 G 通道的最低位 LSB
rMark = cv.bitwise_and(r,1)# 按位与运算，取 R 通道的最低位 LSB
plt.figure(figsize=(9,6))
plt.subplot(231), plt.title("original gray"), plt.axis('off')
plt.imshow(cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2RGB))
plt.subplot(232), plt.title("watermark"), plt.axis('off')
plt.imshow(binary, cmap='gray')
plt.subplot(233), plt.title("embedding watermark"), plt.axis('off')
plt.imshow(cv.cvtColor(imgMark, cv.COLOR_BGR2RGB))
plt.subplot(234), plt.title("watermark ch-B"), plt.axis('off')
plt.imshow(bMark, cmap='gray')
plt.subplot(235), plt.title("watermark ch-G"), plt.axis('off')
plt.imshow(gMark, cmap='gray')
plt.subplot(236), plt.title("watermark ch-R"), plt.axis('off')
plt.imshow(mark2, cmap='gray')
plt.show()
【本节完】
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youcans@xupt 原创作品，转载必须标注原文链接：(https://blog.csdn.net/youcans/article/details/125506913)
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版权归原作者 小白YouCans 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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