数字水印之空域水印实现

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原理

正常水印添加是将２个图片的像素叠加即可．
数学公式表示为　f_w=(1-\alpha)f+\alpha wfw​=(1−α)f+αw

其中\alphaα表示是背景与水印的可见性，取值为０到１．
当w为RGBA模式时，参与计算的\alphaα需要乘以水印的A通道与255的比值.

LSB 不可见水印

８bit表示的图像，最低位的图像信息对人眼感知几乎没有影响，因此可以将水印图像的高位信息插入到背景图片的低位信息上面．
数学公式表示　f_w=4(f\div4)+ w\div64fw​=4(f÷4)+w÷64

上述公式将原图使用无符号整数除以 4 并乘以 4, 来置最低两个比特位为 0, 并用 64 除 , 将 的两个最高比特位移到衬底的最低比特位上.

代码实现

import os

import cv2 as cv
import numpy as np

#原理
# y=(f(x)/4)*4 +w/4
# srcPath表示源图片路径
# waterMarkPath表示水印路径
# dstPath　表示加完水印后的照片路径
def encode(srcPath,waterMarkPath,dstPath):
    srcImg=cv.imread(srcPath)
    waterMarkImg=cv.imread(waterMarkPath)

    print(srcImg.shape)
    print(waterMarkImg.shape)
    srcImg=srcImg.astype(np.uint8)
    #将源图片低2位置0
    for x in range(waterMarkImg.shape[0]):
        for y in range(waterMarkImg.shape[1]):
            srcImg[x][y] =srcImg[x][y] & 0b11111100 #原图低２位置0
            srcImg[x][y] += (waterMarkImg[x][y] >> 6) #水印右移６位，只保留高位

    cv.imwrite(dstPath,srcImg)
# srcPath 表示包含水印的图片路径
# extractWaterMarkPath　表示提取的水印路径
# 将高６位置０，将低２位左移６位，即得到水印
def decode(srcPath,watextractWaterMarkPath):
    srcImg=cv.imread(srcPath)
    waterMarkImg=srcImg.copy().astype(np.uint8)
    for x in range(waterMarkImg.shape[0]):
        for y in range(waterMarkImg.shape[1]):
            waterMarkImg[x][y] =waterMarkImg[x][y] & 0b00000011 #高６位置０，保留低２位
            waterMarkImg[x][y] =waterMarkImg[x][y] << 6
    cv.imwrite(watextractWaterMarkPath,waterMarkImg)

if __name__ == "__main__":
    basePath=r"/data/git/blog/code/imageProcess"
    srcPath=os.path.join(basePath,r"./input/src.jpeg")
    waterMarkPath=os.path.join(basePath,r"./input/logo.jpeg")
    dstPath=os.path.join(basePath,r"./output/dstWithWarterMark.jpeg")
    extractWaterMarkPath=os.path.join(basePath,r"./output/extractWaterMark.jpeg")
    encode(srcPath,waterMarkPath,dstPath)
    decode(dstPath,extractWaterMarkPath)

效果

原图

水印

加水印后的图片

提取的水印

如果把水印搞成灰度图，效果会好很多．