CN113284035A - 一种生成具有二维码水印动态图片的系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生成具有二维码水印动态图片的系统及其方法，生成具有二维码水印动态图片的系统包括图片色彩分析模块、水印分布计算模块和水印二维码生成模块，本发明通过对原图片的色彩构成进行分析，选出适宜生成二维码水印的区域，并动态的将二维码信息，按一定频率的在划定好的区域变换显示，其中实现了以下的有益效果：每次二维码水印显示位置都不一样，防止了水印位置固定易消除的问题；进行色彩，色差，灰度的分析，在保证二维码水印信息可用的同时，不影响整个图片展示与使用；通过不间断的位置变换，二维码水印信息每帧的显示位置都不同，使的人眼难以捕捉；在使用截图等手段，截取的某一帧画面时，二维码水印信息将可见。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种动态图片生成系统，具体是一种生成具有二维码水印动态图片的系统及其方法。
背景技术
现有的技术对图片的源信息进行加密技术，尽管对图片的源信息进行了加密，控制了源信息的使用，但往往还存在对图片进行截图，拍照等手段，并不直接使用图片的源信息，从而避开了加密信息进行侵权使用。
加盖水印技术又会存在影响观看，并且往往加盖水印的位置和内容较为固定，也可以进行快速的清除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生成具有二维码水印动态图片的系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生成具有二维码水印动态图片的系统，包括图片色彩分析模块、水印分布计算模块和水印二维码生成模块；
所述图片色彩分析模块将图片通过颜色模型分析方法获得图片的颜色模型编码，针对不同的颜色模型再对图片进行灰度化处理和边缘化处理，得到灰度化的图片，并将图片内容的边缘信息清晰的展现出来，进而根据边缘信息对图片的内容进行主体与非主体的划分；
所述水印分布计算模块对图片主体部分进行面积估算，并对其不规则的面积进行划分，得到一个可以生成水印的范围区域，最终使用随机算法获取水印中心点的分布图；
所述水印二维码生成模块以水印分布计算模块最终得出的分布图为依据，对每个中心点的颜色进行色差分析，从而获得二维码颜色渐变的范围，位置，颜色，再加上自定义内容，将生成二维码水印，加盖在选择的位置上，重复多次，生成一定个数的带有二维码水印的图片，最后利用动图生成工具，将所有的图片重叠形成按照一定频率刷新的动图。
本发明的另一目的在于提供一种生成具有二维码水印动态图片的系统的方法，具体包括以下步骤：
1.首先将原始图片导入图片色彩分析模块，图片色彩分析模块对图片上颜色进行分析，包括以下内部步骤：
①.通过模块中颜色模型获取方法，将上传的图片，通过二进制流的形式读到程序中再转换成十六进制编码，从而获取颜色模型编码,图片中颜色的构成；
②.再通过模块中灰度处理方法，将上一步的图片进行灰度化处理，灰度化处理有利于图片后期的分析操作，加快计算效率；
③.获得灰度化的图片后，再通过边缘化方法处理，边缘化处理是使用Canny边缘检测算法来进行的，首先设定特定的阈值，经过算法的处理，图片内容的四周将显示出明暗交替明显的区域即边缘，以边缘为基准线，边缘向内，向图片中心点收缩的区域设定为主体部分P1，而其他部分为非主体部分P2。
2.水印分布计算模块对图片主体部分进行面积估算，具体包括采用蒙特卡洛模拟分析的方法计算主体部分P1所在的面积S1，所述蒙特卡洛模拟分析的方法包括以下步骤：
①.采用打小圆点的方式，将大小一致的圆点，随机覆盖在图片上；
②.覆盖在P1部分的圆点为红点，覆盖在P2部分的为绿点，每次覆盖的圆点，都要避开已经覆盖的圆点区域，设置需要N个覆盖的圆点；
③.统计获得绿点的数量为M；
④.主体部分P1所在的面积S1＝统计绿点的数量为M*圆点面积。
3.通过水印分布计算模块对水印加盖位置分布分析，具体包括如下步骤：
①.设置二维码水印闪烁帧数Z1(Z1为人眼分辨动态帧数)；
②.二维码水印每秒在图片上显示面积的最大大小为S3＝主体部分P1所在的面积S1/闪烁帧数Z1；
③.对S1不规则的面积分布，进行横纵切割分析，获取用于二维码水印生成的区域；
④.计算获取水印中心点分布图，随机中心点的范围在[H-q,W-q]双闭区间的范围内；
4.通过水印二维码生成模块以水印分布计算模块最终得出的分布图为依据，生成带有二维码水印的图片，具体包括以下步骤：
①.以分布图P的中心点为准对主体部分中每个中心点的颜色进行色差分析方法，采用delta E 2000算法，根据不同的情况，为△E2000色差值设置定为N,从而获取与主体色的色差值为+N的颜色C1，负色差值-N的颜色C2，所述delta E 2000算法为:
其中L*(亮度)轴表示黑白，0为黑，100为白；
其中a*(红绿)轴正值为红，负值为绿，0为中性色；
其中b*(黄蓝)轴正值为黄，负值为蓝，0为中性色；
②.渐变色处理，选取水印中心点分布图上的某一中心点，将中心点的颜色设为生成二维码的背景色，使用渐变算法在颜色C1和颜色C2之前求出颜色的渐变范围，以渐变范围的颜色，作为二维码从左上到右下的生成颜色，渐变算法使用RBG数值的递减来实现，若颜色C1的R值等于255，则R＝255-d(d＝循环的次数i*(255.0/渐变的次数w))；d从0递增到255)；
③.提供内容输入功能，将自定义内容作为二维码的内容；
④.使用开源的二维码算法生成二维码；
⑤.将生成的二维码水印加盖在图片上，最终生成Z1张带有不同位置二维码水印的图片；
⑥将Z1张图片进行合成，形成动图，使用的方法为帧动画的实现方式即通过每一帧的依次、循环播放形成动画，即每帧的图片都是一张带有二维码水印的图片。
更进一步的方案：所述Canny边缘检测算法包括如下步骤：
1.应用高斯滤波来平滑图像；
2.找寻图像的强度梯度；
3.应用非最大抑制技术来消除边误检；
4.应用双阈值的方法来决定可能的边界；
5.利用滞后技术来跟踪边界。
更进一步的方案：所述横纵切割分析包括以下步骤：
1.将S1先进行纵横测量，计算S1最高点到最低点得到垂直纵线长度H；
2.计算S1最左点到最右点得到垂直横线长度W；
3.当H<W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝H/Z1)
当H>W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝W/Z1)
其中q为二维码水印边长，且需S4<S3；
若S4>S3,则计算二维码水印生成面积S4直接取S3的数值，并进行开方计算，得出新的q(向下取整)。
与现有技术相比，本发明的实现过程是：本发明通过图片色彩分析模块中对颜色模型分析，灰度化以及边缘化的处理，水印分析模块中图片主体面积的分析与中心点的获取，水印二维码生成模块中色差分析，从而获得二维码颜色渐变的范围，位置，颜色，再加上自定义内容，将生成二维码水印，加盖在选择的位置上，重复多次，生成一定个数的带有二维码水印的图片，最后利用动图生成工具，将所有的图片重叠形成按照一定频率刷新的动图，实现以下几点有益效果：
1.每次二维码水印显示位置都不一样，防止了水印位置固定易消除的问题；
2.进行色彩，色差，灰度的分析，在保证二维码水印信息可用的同时，不影响整个图片展示与使用；
3.通过不间断的位置变换，二维码水印信息每帧的显示位置都不同，使的人眼难以捕捉；在使用截图等手段，截取的某一帧画面时，二维码水印信息将可见。
附图说明
图1为生成具有二维码水印动态图片的系统的结构图。
图2为生成具有二维码水印动态图片的系统的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种生成具有二维码水印动态图片的系统包括图片色彩分析模块、水印分布计算模块和水印二维码生成模块；所述图片色彩分析模块将图片通过颜色模型分析方法获得图片的颜色模型编码，针对不同的颜色模型再对图片进行灰度化处理和边缘化处理，得到灰度化的图片，并将图片内容的边缘信息清晰的展现出来，进而根据边缘信息对图片的内容进行主体与非主体的划分；所述水印分布计算模块对图片主体部分进行面积估算，并对其不规则的面积进行划分，得到一个可以生成水印的范围区域，最终使用随机算法获取水印中心点的分布图；所述水印二维码生成模块以水印分布计算模块最终得出的分布图为依据，对每个中心点的颜色进行色差分析，从而获得二维码颜色渐变的范围，位置，颜色，再加上自定义内容，将生成二维码水印，加盖在选择的位置上，重复多次，生成一定个数的带有二维码水印的图片，最后利用动图生成工具，将所有的图片重叠形成按照一定频率刷新的动图。
一种生成具有二维码水印动态图片的系统的方法，包括如下步骤：
一：图片色彩分析模块
1.首先将原始图片导入图片分析模块
2.图片分析模块对图片上的颜色进行分析，包括以下内容
(1).通过模块中颜色模型获取方法，将上传的图片，通过二进制流的形式读到程序中再转换成十六进制编码，从而获取颜色模型编码,图片中颜色的构成。
例如：
CMYK模式：JPEG文件中前8个字节是FF D8 FF E1
RGB模式：JPEG文件中前8个字节是FF D8 FF E0
(2).再通过模块中灰度处理方法，将上一步的图片进行灰度化处理，灰度化处理有利于图片后期的分析操作，加快计算效率；
灰度化基础公式：
(3).获得灰度化的图片后，再通过边缘化方法处理，边缘化处理是使用Canny边缘检测算法来进行的，首先设定特定的阈值，经过算法的处理，图片内容的四周将显示出明暗交替明显的区域即边缘，以边缘为基准线，边缘向内，向图片中心点收缩的区域设定为主体部分P1，而其他部分为非主体部分P2。
Canny边缘检测算法可以分为以下5个步骤：
1.应用高斯滤波来平滑图像，目的是去除噪声；
2.找寻图像的强度梯度(intensity gradients)；
3.应用非最大抑制(non-maximum suppression)技术来消除边误检(本来不是但检测出来是)；
4.应用双阈值的方法来决定可能的(潜在的)边界；
5.利用滞后技术来跟踪边界。
Canny边缘检测算法为当前已知算法，可直接在系统中进行引用来实现边缘化功能。
二：水印分布计算模块
1.将通过图片分析模块拆分的主体部分P1和非主体部分P2；
2.计算主体部分P1所在的面积S1；
3.采用蒙特卡洛模拟分析的方法，来计算S1；
(1).采用打小圆点的方式，将大小一致的圆点，随机覆盖在图片上；
(2).覆盖在P1部分的圆点为红点，覆盖在P2部分的为绿点，每次覆盖的圆点，都要避开已经覆盖的圆点区域，设置需要N个覆盖的圆点；
(3).统计获得绿点的数量为M；
(4).主体部分P1所在的面积S1＝统计绿点的数量为M*圆点面积。
3.水印加盖位置分布分析
(1).设置二维码水印闪烁帧数Z1(Z1为人眼分辨动态帧数)；
(2).二维码水印每秒在图片上显示面积的最大大小为S3＝主体部分P1所在的面积S1/闪烁帧数Z1；
(3).对S1不规则的面积分布，进行横纵切割分析，获取用于二维码水印生成的区域，具体包括：
a.将S1先进行纵横测量，计算S1最高点到最低点得到垂直纵线长度H；
b.计算S1最左点到最右点得到垂直横线长度W；
c.当H<W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝H/Z1)；
当H>W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝W/Z1)；
其中q为二维码水印边长，且需S4<S3，若S4>S3,则计算二维码水印生成面积S4直接取S3的数值，并进行开方计算，得出新的q(向下取整)；
(4).计算获取水印中心点分布图，随机中心点的范围在[H-q,W-q]双闭区间的范围内法，可采用
a.使用Math.random()java语言中jdk方法，随机取[0，1)左闭右开的伪随机数R；
b.任意中心点的位置为(R1*H-q，R2*W-q)(R1,R2为随机数)；
c.重复多次，获取共Z1个中心点的分布图P。
三：水印二维码生成模块
1.以分布图P的中心点为准对主体部分中每个中心点的颜色进行色差分析方法，采用delta E 2000算法，根据不同的情况，为△E2000色差值设置定为N,从而获取与主体色的色差值为+N的颜色C1，负色差值-N的颜色C2；
其中delta E 2000算法为:
其中L*(亮度)轴表示黑白，0为黑，100为白；
其中a*(红绿)轴正值为红，负值为绿，0为中性色；
其中b*(黄蓝)轴正值为黄，负值为蓝，0为中性色。
2.渐变色处理，选取水印中心点分布图上的某一中心点，将中心点的颜色设为生成二维码的背景色，使用渐变算法在颜色C1和颜色C2之前求出颜色的渐变范围，以渐变范围的颜色，作为二维码从左上到右下的生成颜色，渐变算法使用RBG数值的递减来实现:
若颜色C1的R值等于255，则R＝255-d(d＝循环的次数i*(255.0/渐变的次数w))；d从0递增到255)。
3.提供内容输入功能，将自定义内容作为二维码的内容(包括作者名称，日期等等)。
4.引用以QR Code专利为基础，开源的二维码算法生成二维码，例如在程序中引入Qrcode_A.jar Qrcode_B.jar，再对整个二维码的透明度进行调整，以弱化二维码对整体图片的观看影响，此时对生成的二维码进行内部扫描，以确认二维码是否能正常使用，若内部扫描失败，则调整透明度的参数值，若调整5次(即每次调整新增透明度为20％)，依旧无法通过内部扫描，则将放弃此中心点，重新选择，若通过即生成二维码。
5.将生成的二维码水印加盖在图片上，最终生成Z1张带有不同位置二维码水印的图片。
6.将Z1张图片进行合成，形成动图，使用的方法为帧动画的实现方式即通过每一帧的依次、循环播放形成动画，即每帧的图片都是一张带有二维码水印的图片。
本发明的工作原理：本发明提供生成二维码水印动态图片的生成方案，通过对原图片的色彩构成进行分析，选出适宜生成二维码水印的区域，并生成多张带有不同位置二维码水印的图片，并将这些图片合成为按固定频率变换的一张动态图片，其中实现了以下的有益效果：
1.每次二维码水印显示位置都不一样，防止了水印位置固定易消除的问题；
2.进行色彩，色差，灰度的分析，在保证二维码水印信息可用的同时，不影响整个图片展示与使用；
3.通过不间断的位置变换，二维码水印信息每帧的显示位置都不同，使的人眼难以捕捉；在使用截图等手段，截取的某一帧画面时，二维码水印信息将可见。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种生成具有二维码水印动态图片的系统，包括图片色彩分析模块、水印分布计算模块和水印二维码生成模块；
所述图片色彩分析模块将图片通过颜色模型分析方法获得图片的颜色模型编码，针对不同的颜色模型再对图片进行灰度化处理和边缘化处理，得到灰度化的图片，并将图片内容的边缘信息清晰的展现出来，进而根据边缘信息对图片的内容进行主体与非主体的划分；
所述水印分布计算模块对图片主体部分进行面积估算，并对其不规则的面积进行划分，得到一个可以生成水印的范围区域，最终使用随机算法获取水印中心点的分布图；
所述水印二维码生成模块以水印分布计算模块最终得出的分布图为依据，对每个中心点的颜色进行色差分析，从而获得二维码颜色渐变的范围，位置，颜色，再加上自定义内容，将生成二维码水印，加盖在选择的位置上，重复多次，生成一定个数的带有二维码水印的图片，最后利用动图生成工具，将所有的图片重叠形成按照一定频率刷新的动图。
2.根据权利要求1所述的生成具有二维码水印动态图片的系统的方法，包括如下步骤：
(1).首先将原始图片导入图片色彩分析模块，图片色彩分析模块对图片上颜色进行分析，包括以下内部步骤：
①.通过模块中颜色模型获取方法，将上传的图片，通过二进制流的形式读到程序中再转换成十六进制编码，从而获取颜色模型编码,图片中颜色的构成；
②.再通过模块中灰度处理方法，将上一步的图片进行灰度化处理，灰度化处理有利于图片后期的分析操作，加快计算效率；
③.获得灰度化的图片后，再通过边缘化方法处理，边缘化处理是使用Canny边缘检测算法来进行的，首先设定特定的阈值，经过算法的处理，图片内容的四周将显示出明暗交替明显的区域即边缘，以边缘为基准线，边缘向内，向图片中心点收缩的区域设定为主体部分P1，而其他部分为非主体部分P2。
(2).水印分布计算模块对图片主体部分进行面积估算，具体包括采用蒙特卡洛模拟分析的方法计算主体部分P1所在的面积S1，所述蒙特卡洛模拟分析的方法包括以下步骤：
①.采用打小圆点的方式，将大小一致的圆点，随机覆盖在图片上；
②.覆盖在P1部分的圆点为红点，覆盖在P2部分的为绿点，每次覆盖的圆点，都要避开已经覆盖的圆点区域，设置需要N个覆盖的圆点；
③.统计获得绿点的数量为M；
④.主体部分P1所在的面积S1＝统计绿点的数量为M*圆点面积。
(3).通过水印分布计算模块对水印加盖位置分布分析，具体包括如下步骤：
①.设置二维码水印闪烁帧数Z1(Z1为人眼分辨动态帧数)；
②.二维码水印每秒在图片上显示面积的最大大小为S3＝主体部分P1所在的面积S1/闪烁帧数Z1；
③.对S1不规则的面积分布，进行横纵切割分析，获取用于二维码水印生成的区域；
④.计算获取水印中心点分布图，随机中心点的范围在[H-q,W-q]双闭区间的范围内；
(4).通过水印二维码生成模块以水印分布计算模块最终得出的分布图为依据，生成带有二维码水印的图片，具体包括以下步骤：
①.以分布图P的中心点为准对主体部分中每个中心点的颜色进行色差分析方法，采用delta E 2000算法，根据不同的情况，为△E2000色差值设置定为N,从而获取与主体色的色差值为+N的颜色C1，负色差值-N的颜色C2，所述delta E 2000算法为:
其中L*(亮度)轴表示黑白，0为黑，100为白；
其中a*(红绿)轴正值为红，负值为绿，0为中性色；
其中b*(黄蓝)轴正值为黄，负值为蓝，0为中性色；
②.渐变色处理，选取水印中心点分布图上的某一中心点，将中心点的颜色设为生成二维码的背景色，使用渐变算法在颜色C1和颜色C2之前求出颜色的渐变范围，以渐变范围的颜色，作为二维码从左上到右下的生成颜色，渐变算法使用RBG数值的递减来实现，若颜色C1的R值等于255，则R＝255-d(d＝循环的次数i*(255.0/渐变的次数w))；d从0递增到255)；
③.提供内容输入功能，将自定义内容作为二维码的内容；
④.使用开源的二维码算法生成二维码；
⑤.将生成的二维码水印加盖在图片上，最终生成Z1张带有不同位置二维码水印的图片；
⑥将Z1张图片进行合成，形成动图，使用的方法为帧动画的实现方式即通过每一帧的依次、循环播放形成动画，即每帧的图片都是一张带有二维码水印的图片。
3.根据权利要求2所述的生成具有二维码水印动态图片的系统的方法，所述Canny边缘检测算法包括如下步骤：
(1).应用高斯滤波来平滑图像；
(2).找寻图像的强度梯度；
(3).应用非最大抑制技术来消除边误检；
(4).应用双阈值的方法来决定可能的边界；
(5).利用滞后技术来跟踪边界。
4.根据权利要求2所述的生成具有二维码水印动态图片的系统的方法，所述横纵切割分析包括以下步骤：
(1).将S1先进行纵横测量，计算S1最高点到最低点得到垂直纵线长度H；
(2).计算S1最左点到最右点得到垂直横线长度W；
(3).当H<W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝H/Z1)
当H>W时计算二维码水印生成面积S4＝q*q(q＝W/Z1)
其中q为二维码水印边长，且需S4<S3；
若S4>S3,则计算二维码水印生成面积S4直接取S3的数值，并进行开方计算，得出新的q(向下取整)。
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