CN104331855A - 基于.net的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法 - Google Patents

Abstract

一种基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，包括如下步骤：获取待添加水印的原始图像和水印图像；获取原始图像被鼠标点击的具体位置；获得原始图像和水印图像的RGB图像并分块；求出原始图像灰度的平均值、各子块的灰度值并计算出水印嵌入系数；获取原始图像各块的Y、U、V分量，获取水印图像的Y分量；利用子块的水印嵌入系数将原始图像子块的Y分量与水印图像子块的Y分量合并形成新的Y分量；将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中。使用本方法可在原始图像的任意位置添加水印，添加的水印清晰可见，对彩色图像质量影响小，特别适合于通过互联网络显式标识图像版权。

Description

基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法

技术领域

本发明涉及数字图像的水印添加方法。 

背景技术

随着互联网络应用的进一步深入，数字图像通过互联网络广泛传播，由此产生的法律纠纷频繁发生，多媒体数字作品的版权保护与信息完整性保证逐渐成为迫切需要解决的一个重要问题。 

解决上述问题的一个先决条件是多媒体数字作品的认证问题。过去常采用密码技术保护数字作品。密码技术虽然能较好地保护传输中的内容，却无法解决当信息被接收并进行解密后的保护问题。数字水印的基本思想是在数字图像、音频或视频中嵌入信息，以便保护数字产品的版权、证明产品的真实可靠性。 

数字水印技术作为多媒体作品的版权保护和内容认证的有力工具近年来一直受到国内外学者的广泛关注。可见水印的特点是有目的地使所嵌入的水印信息为观察者所见，因此特别适合于标识版权，某些特定的水印信息往往还能起到广告的效应，可用于防止或阻止非法使用受版权保护的高质量图像。 

考虑到可见水印的这些特点，有一些媒体制作者，将他们的作品发布到互联网，目的是和网友分享信息，但他们都希望能够标识出版权所有者，因此希望在图片中嵌入具有特殊标识的水印信息，同时也起到了宣传他自己的作用。 

还有一些媒体制作者，他们希望利用互联网出售他们的媒体作品，他们将作品嵌入可见水印再放到网页中宣传，用户可以直接下载含水印的作品，但若用户对原始作品感兴趣，由于水印很难被去除，因此必须支付一定的费用向所有者购买。 

目前的数字水印添加方法，如公开号为CN102930499A的中国发明专利申请公布说明书所公开的“一种用于向数字图像信号加入和去除数字水印的方法”，将水印图像调整到与原始图像相同大小，对水印图像有额外的限制，很大程度上影响该方法的应用效果，其运算复杂度高，不适合于在互联网上实现；此外，不支持任意区域嵌入可见水印，也是该发明的重要不足。 

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，可通过登录水印添加网站并上传原始图像、水印图像后，由用户用鼠标点击原始图像的添加位置完成可见水印的添加，添加的水印清晰可见，对彩色图像质量影响很小。 

本发明的目的是这样实现的：基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，包括如下步骤： 

S1：利用.NET的FileUpload组件获取待添加水印的原始图像和水印图像并对分别率超过800*600的图像调整到800*600以内； 

S2：利用ImageClickEventArgs方法获取原始图像被鼠标点击的具体位置并确定原始图像的待嵌入起始点； 

S3：获得原始图像和水印图像的RGB图像，将原始图像、水印图像分 块，求出原始图像灰度的平均值、各子块的灰度值并计算出每个子块的水印嵌入系数； 

S4：获取原始图像各块的Y、U、V分量，获取水印图像的Y分量，利用子块的水印嵌入系数将原始图像子块的Y分量与水印图像子块的Y分量合并形成新的Y分量； 

S5：将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中。 

进一步，步骤S1中，是通过.NET的FileUpload组件获取待添加水印的原始图像和水印图像原始文件，通过GDI+技术获取待添加水印的原始图像、水印图像数据的。 

进一步，步骤S1中，针对大图像不适宜在互联网络传播的特点，对分别率超过800*600的图像，上传到服务器后，系统将自动调整到800*600以内，包括如下步骤： 

S11：新建一个位图对象，用待变换的图像初始化该位图对象，获得待变换图像的属性信息； 

S12：分别针对宽度大于高度、高度大于宽度两种情况求出变换后的宽度、高度属性； 

S13：利用.NET的Drawing.Image.FromFile方法获取待变换图像的数据，新建一个位图对象，用获取的待变换图像数据及变换后的宽度、高度属性初始化该位图对象，获得变换后的新图像。 

进一步，步骤S2中，具体包括如下步骤： 

S21：利用ImageClickEventArgs方法获取原始图像被鼠标点击的具体位置； 

S22：利用私有静态变量StartPointX、StartPointY保存位置数据作为原始图像的待嵌入起始点。 

进一步，步骤S3具体包括如下步骤： 

S31：新建一个位图对象，用原始图像或水印图像初始化该位图对象，获得原始图像或水印图像的属性信息； 

S32：新建一个颜色对象，用原始图像或水印图像初始化该颜色对象，获得原始图像或水印图像各像素点的RGB分量； 

S33：利用各像素点的RGB分量更新位图对象中的各像素点，获得原始图像或水印图像的RGB图像； 

S34：将原始图像、水印分割成8*8的子块； 

S35：求出原始图像各子块的灰度值，计算出原始图像灰度的平均值； 

S36：利用原始图像灰度的平均值计算出各子块的方差及最大、最小值并根据最大、最小值计算出每个子块的嵌入系数。 

进一步，步骤S34中，当原始图像、水印图像宽度、高度属性值不是8的倍数时，应扩展成8的倍数，空白数据用0代替。 

进一步，步骤S35中，利用步骤S32获取图像每个像素的RGB数据转换成灰度数据(对应图像的Y分量)的计算公式如下： 

Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B 

进一步，步骤S36中，每个子块嵌入系数的计算公式如下： 

$F_{\mathrm{ij}}=\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}-{\mathrm{\α}}_{\min }}{{\mathrm{\α}}_{\max }-{\mathrm{\α}}_{\min }}$

式中，F_ij为原始图像的灰度图像中子块(i，j)的水印嵌入系数；α_ij为原始图的灰度图像中子块(i，j)的归一化方差；α_min为原始图的灰度图像中的最小方差； α_max为原始图的灰度图像中的最大方差。 

进一步，步骤S4具体包括如下步骤： 

S41：获取原始图像的Y、U、V分量，计算出待嵌入起始点的对应的子块位置，获取水印图像的Y分量； 

S42：根据原始图像各子块的嵌入系数，将相应子块的Y分量与水印图像的Y分量合并形成新的Y分量。 

进一步，步骤S42中，通过下式将相应子块的Y分量与水印图像的Y分量自适应合并并形成新的Y分量： 

$Y_{1\mathrm{ij}}^{\′}=F_{\mathrm{mn}}{Y}_{1\mathrm{ij}}+(1-F_{\mathrm{mn}})\frac{Y_{1\mathrm{ij}}}{255}{Y}_{2\mathrm{ij}}$

式中，F_mn为原始图像的灰度图像中子块(m，n)的水印嵌入系数；Y_1ij为原始图像的灰度图像中子块(m，n)位置(i，j)处像素的Y分量，Y′_1ij为原始图像的灰度图像中嵌入水印后的子块(m，n)位置(i，j)处像素的Y分量；Y_2ij为水印图像的灰度图像子块(m，n)中位置(i，j)处像素的Y分量。 

进一步，步骤S4之后还包括如下步骤S5，将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中，具体包括如下步骤： 

S51：将步骤S42中获得的添加了水印的Y分量与原始图像的U、V分量组合，形成添加了水印的RGB图像； 

S52：利用.NET Framework框架GDI+技术将RGB图像显示到网页中。 

进一步，步骤S51中，通过下式将添加了水印的Y分量及原始图像的U、V分量组合形成添加了水印的RGB图像： 

R＝Y+1.140*V 

G＝Y-0.394*U-0.581*V 

B＝Y+2.032*U 

本发明提出的基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，算法简单可靠，可由使用者自由选择在原始图像的任意区域添加水印，添加的水印清晰可见，对彩色图像质量影响很小。 

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述： 

图1示出了本发明的流程示意图； 

图2示出了本发明在互联网上应用的流程示意图； 

图3示出了试验用的原始图像； 

图4示出了一种试验用的水印图像1； 

图5示出了另一种试验用的水印图像2； 

图6示出了嵌入水印图像1后的效果图； 

图7示出了嵌入水印图像2后的效果图。 

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。 

参见图1，本实施例的基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，包括如下步骤： 

S1：利用.NET的FileUpload组件获取待添加水印的原始图像和水印图像并对分别率超过800*600的图像调整到800*600以内； 

S2：利用ImageClickEventArgs方法获取原始图像被鼠标点击的具体位置并确定原始图像的待嵌入起始点； 

S3：获得原始图像和水印图像的RGB图像，将原始图像、水印图像分块，求出原始图像灰度的平均值、各子块的灰度值并计算出每个子块的水印嵌入系数； 

S4：获取原始图像各块的Y、U、V分量，获取水印图像的Y分量，利用子块的水印嵌入系数将原始图像子块的Y分量与水印图像子块的Y分量合并形成新的Y分量； 

S5：将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中。 

利用基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，可在互联网上实现数字图像可见水印的在线添加，原始图像和水印图像可通过互联网网页，由.NET Framework框架GDI+技术获取，也可选取系统自带的原始图像和水印图像，其实现流程图如图2示。 

实验所使用的原始图像如图3所示，为320×320的lena图像，水印图像如图4、5所示。 

在如图3所示原始图像中嵌入如图4所示水印图像后的图像如图6所示。 

调整如图5所示水印图像大小，在原始图像上选择嵌入起始点并嵌入水印后得到的图像如图7所示。 

从实验结果可以看出，采用本方法添加的可见水印清晰可见，水印信息半透明的呈现在整幅图像中或者图像的某个区域中，效果较好。 

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (7)

1.基于.NET的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：利用.NET的FileUpload组件获取待添加水印的原始图像和水印图像并对分别率超过800*600的图像调整到800*600以内；

S2：利用ImageClickEventArgs方法获取原始图像被鼠标点击的具体位置并确定原始图像的待嵌入起始点；

S3：获得原始图像和水印图像的RGB图像，将原始图像、水印图像分块，求出原始图像灰度的平均值、各子块的灰度值并计算出每个子块的水印嵌入系数；

S4：获取原始图像各块的Y、U、V分量，获取水印图像的Y分量，利用子块的水印嵌入系数将原始图像子块的Y分量与水印图像子块的Y分量合并形成新的Y分量；

S5：将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中。

2.如权利要求1所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于，步骤S1中，包括对分别率超过800*600的图像调整到800*600以内的步骤，具体包括如下步骤：

S11：新建一个位图对象，用待变换的图像初始化该位图对象，获得待变换图像的属性信息；

S12：分别针对宽度大于高度、高度大于宽度两种情况求出变换后的宽度、高度属性；

S13：利用.NET的Drawing.Image.FromFile方法获取待变换图像的数据，新建一个位图对象，用获取的待变换图像数据及变换后的宽度、高度属性初始化该位图对象，获得变换后的新图像。

3.如权利要求1-2中任一项所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于：步骤S3具体包括如下步骤：

S31：新建一个位图对象，用原始图像或水印图像初始化该位图对象，获得原始图像或水印图像的属性信息；

S32：新建一个颜色对象，用原始图像或水印图像初始化该颜色对象，获得原始图像或水印图像各像素点的RGB分量；

S33：利用各像素点的RGB分量更新位图对象中的各像素点，获得原始图像或水印图像的RGB图像；

S34：将原始图像、水印分割成8*8的子块；

S35：求出原始图像各子块的灰度值，计算出原始图像灰度的平均值；

S36：利用原始图像灰度的平均值计算出各子块的方差及最大、最小值并根据最大、最小值计算出每个子块的嵌入系数。

4.如权利要求3所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于，通过下式计算每个子块的嵌入系数：

$F_{\mathrm{ij}}=\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}-{\mathrm{\α}}_{\min }}{{\mathrm{\α}}_{\max }-{\mathrm{\α}}_{\min }}$

式中，F_ij为原始图像的灰度图像中子块(i，j)的水印嵌入系数；α_ij为原始图的灰度图像中子块(i，j)的归一化方差；α_min为原始图的灰度图像中的最小方差；α_max为原始图的灰度图像中的最大方差。

5.如权利要求1-4中任一项所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于：步骤S4具体包括如下步骤：

S41：获取原始图像的Y、U、V分量，计算出待嵌入起始点的对应的子块位置，获取水印图像的Y分量；

S42：根据原始图像各子块的嵌入系数，将相应子块的Y分量与水印图像的Y分量合并形成新的Y分量。

6.如权利要求5所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于，通过下式形成新的Y分量：

$Y_{1\mathrm{ij}}^{\′}=F_{\mathrm{mn}}{Y}_{1\mathrm{ij}}+(1-F_{\mathrm{mn}})\frac{Y_{1\mathrm{ij}}}{255}{Y}_{2\mathrm{ij}}$

式中，F_mn为原始图像的灰度图像中子块(m，n)的水印嵌入系数；Y_1ij为原始图像的灰度图像中子块(m，n)位置(i，j)处像素的Y分量，Y′_1ij为原始图像的灰度图像中嵌入水印后的子块(m，n)位置(i，j)处像素的Y分量；Y_2ij为水印图像的灰度图像子块(m，n)中位置(i，j)处像素的Y分量。

7.如权利要求6所述的鼠标拾取添加位置的数字图像自适应可见水印添加方法，其特征在于：步骤S4之后还包括如下步骤S5，将新的Y分量与U、V分量组合形成嵌入水印后的图像并显示到网页中。