CN113393363B - 水印嵌入、提取方法以及存储介质、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水印嵌入、提取方法以及存储介质、电子设备。其中，水印嵌入方法包括以下步骤：S100，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式，并提取亮度分量数据；S200，设定水印矩阵的基础嵌入强度，对水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；S300，将水印矩阵与动态分布的嵌入强度后，与步骤S100中的亮度分量数据叠加；S400，将叠加后的图片由YCbCr格式转换回RGB格式，得到水印图片。该水印嵌入方法，可以提高水印的健壮性与隐匿性。

Description

水印嵌入、提取方法以及存储介质、电子设备

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其涉及一种水印嵌入、提取方法以及存储介质、电子设备。

背景技术

相关技术中的水印嵌入方法，为了实现嵌入的水印不易被察觉，通常是将水印嵌入至数字载体如图片、文档、视频、网页等的某一频率部分，从而将水印隐藏在数字载体内部。然而，该方法得到的水印，其的健壮性与隐匿性是相互排斥的；具体而言，若在数字载体的高频部分嵌入水印，则该水印会有较高的隐匿性，但健壮性较差；若在数字载体的低频部分嵌入水印，则该水印会有较高的健壮性，但会对数字载体的显示造成较大影响，隐匿性较差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种水印嵌入方法，以提高水印的健壮性与隐匿性。

本发明的第二个目的在于提出一种水印提取方法。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种水印嵌入方法，包括以下步骤：S100，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式，并提取亮度分量数据；S200，设定水印矩阵的基础嵌入强度，对所述水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至所述水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；S300，将所述水印矩阵与动态分布的嵌入强度后，与步骤S100中的亮度分量数据叠加；S400，将叠加后的图片由YCbCr格式转换回RGB格式，得到嵌入水印的图片。

本发明实施例的水印嵌入方法，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式以提取亮度分量数据，并设定水印矩阵的基础嵌入强度；进而对水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；从而将水印矩阵利用动态分布的嵌入强度加权后，与上述亮度分量数据叠加。由此，可以根据亮度分量调整水印矩阵嵌入至待嵌入图片的嵌入强度，从而提高水印的健壮性与隐匿性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种水印提取方法，包括以下步骤：S1，获取待提取水印图片，并对所述水印图片进行预处理；S2，对预处理后的待提取水印图片进行特征检测得到水印特征；S3，根据所述水印特征确定所述待提取水印图片中的水印矩阵。

本发明实施例的水印提取方法，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的水印嵌入方法，或者，实现上述的水印提取方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上存储的实现上述水印嵌入方法的计算机程序被处理器执行时，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式以提取亮度分量数据，并设定水印矩阵的基础嵌入强度；进而对水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；从而将水印矩阵利用动态分布的嵌入强度加权后，与上述亮度分量数据叠加。由此，可以根据亮度分量调整水印矩阵嵌入至待嵌入图片的嵌入强度，从而提高水印的健壮性与隐匿性。在其上存储的实现上述水印提取方法的计算机程序被处理器执行时，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的水印嵌入方法，或者，实现上述的水印提取方法。

本发明实施例的电子设备，通过实现上述的水印嵌入方法，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式以提取亮度分量数据，并设定水印矩阵的基础嵌入强度；进而对水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；从而将水印矩阵利用动态分布的嵌入强度加权后，与上述亮度分量数据叠加。由此，可以根据亮度分量调整水印矩阵嵌入至待嵌入图片的嵌入强度，从而提高水印的健壮性与隐匿性。通过实现上述的水印提取方法，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图2是本发明另一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图3是本发明又一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图4是本发明又一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图5是本发明一个示例的水印嵌入方法的示意图；

图6是本发明一个示例的加密水印单元的示意图；

图7是本发明一个示例的对称水印图案的示意图；

图8是本发明一个示例的水印嵌入方法的流程图；

图9是本发明一个实施例的水印提取方法的流程图；

图10是本发明另一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图11是本发明又一个实施例的水印嵌入方法的流程图；

图12是本发明一个示例的水印提取方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-12描述本发明实施例的水印嵌入、提取方法以及存储介质、电子设备。

图1是本发明一个实施例的水印嵌入方法的流程图。

如图1所示，水印嵌入方法包括以下步骤：

S100，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式，并提取亮度分量数据。具体地，可以首先将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式；进而提取YCbCr格式的待嵌入图片的Y通道的数据，得到亮度分量数据。

S200，设定水印矩阵的基础嵌入强度，对水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度。

S300，将水印矩阵利用动态分布的嵌入强度加权后，与步骤S100中的亮度分量数据叠加。

S400，将叠加后的图片由YCbCr格式转换回RGB格式，得到嵌入水印的图片。

由此，可以根据亮度分量计算水印矩阵的嵌入强度，并根据该嵌入强度将水印矩阵嵌入至待嵌入图片得到水印图片，从而提高了水印的隐匿性与健壮性。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述步骤S200中的水印矩阵按如下步骤获得：

S210，生成随机模板R和用于识别版权信息的识别码文本。

S220，根据识别码文本对随机模板R进行编码，得到含有版权信息的水印图案。

S230，将水印图案按横向与纵向平铺至待嵌入图片的长宽，构成水印矩阵。

具体地，可以获取识别码文本；利用随机模板R将识别码文本中的第一类元素转换为R、第二类元素转换为-R，得到水印图案。由此，可以实现获取水印图案。

其中，可以为用户分配专属的身份序列，并将该身份序列作为与用户对应的识别码文本。例如，可以预设设置一个身份序列表，进而从该身份序列表中选择身份序列并将其分配给用户，同时将该身份序列从该身份序列表中删除。

或者，也可随机生成一个身份序列，并判断该身份序列是否已经存在于预设的包括所有已分配身份序列的数据库内，若不存在，则将该身份序列作为该用户专属的身份序列并将该身份序列存在上述数据库内；若已存在，则重新生成身份序列直至生成的身份序列不存在于该数据库内。

或者，用户也可自己设定身份序列，进而判断该身份序列是否已存在于预设的包括所有已分配身份序列的数据库内，若该数据库中包括该身份序列，则向用户发出身份序列不可用的提示；若该数据库中不包括该身份序列，则设定该身份序列即为该用户专属的身份序列并将该身份序列添加进上述数据库内。

进一步地，调整水印图案的尺寸，以使水印图案的尺寸与待嵌入图片的尺寸相同，得到水印矩阵。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S210中，随机模板R为预设尺寸的二值化图像，版权信息为企业ID，识别码文本为包含N比特信息的二进制数，其中，N为整数。

其中，上述随机模板R例如可以为在获取与用户对应的识别码文本时按照预设规则随机生成的二值化图像，或者也可以为在为用户分配身份序列时按照预设规则同步生成的与用户对应的二值化图像。上述随机模板R也可为其他携带有大量信息的模板如二值化照片、二维码等。当然，也可根据用户的实际需求为用户分配不携带任何信息的随机模板R，或者，用户也可在需要嵌入水印时，自行设置随机模板R。

随机模板R由一密钥生成，该密钥由嵌入方和提取方共享。我们可以调整R的尺寸来调整生成的水印的性能。一般来说，更大的R使得水印对图像处理，例如压缩，滤波等，具有更强的鲁棒性；因为使用随机模板R表示比特0，1和扩频的原理是相似的，使用更大的R表示一比特，就会更鲁棒。更小的R能让生成的水印对几何失真，例如放缩，旋转，更加鲁棒；因为更小的R通常意味着在固定尺寸的区域中能够嵌入更多的水印单元，这使得我们有更多的特征点来更准确的估计水印受到的几何失真。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述步骤S220中，按照如下步骤对随机模板R进行编码：

S221，将N比特的二进制数转换成二维矩阵。

S222，用随机模板R的正负表示二维矩阵中的1和0。

具体地，首先获取与用户对应的识别码文本，进而将识别码文本中包含的N比特信息的二进制数转换为一个二维矩阵；并获取一个随机模板R，从而根据该二维矩阵与该随机模板R生成水印图案。作为一个示例，参见图5，上述随机模板R为如图5所示的R，与用户对应的识别码文本为1101011111100000，上述随机模板R为二值化图像。首先根据上述识别码文本得到重塑信息，该重塑信息为一个包括第一类元素1与第二类元素0的二维矩阵；进而将1转换为1×R，将0转换为-1×R，得到扩展单元；从而将随机模板R按照扩展单元进行排列，得到水印图案。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，上述步骤S230前还包括如下步骤：

S240，采用随机密钥矩阵对水印图案进行加密。

S250，对加密后的水印图案进行翻转。

具体地，利用随机密钥矩阵对水印图案进行加密处理，得到加密水印图案；对加密水印图案进行翻转处理，得到对称水印图案。该利用随机密钥矩阵对水印图案进行加密处理，可以提高水印图案的安全性与随机性，从而提高水印图案的健壮性。上述对加密水印图案进行翻转处理得到对称水印图案例如可以如图6与图7所示，图6为翻转处理之前的加密水印图案，图7为翻转得到的对称水印图案；上述对称水印图案具有很强的对称性，使得其在频域具有非常明显的特征。

下面结合图8所示的具体示例对本发明实施例的水印嵌入方法进行详细说明。在该具体示例中，上述用户为公司，上述识别码文本为与公司对应的公司标记序列。

参见图8，首先提取图片的亮度分量。具体而言，首先获取待嵌入图片。由于现有的检测水印的方法理论上可以支持进行最小2*2的水印检测，因而该具体示例中的待嵌入图片的尺寸最小为128*128px。进而将该待嵌入图片转换为YCbCr格式，根据该待嵌入图片得到亮度分量。

进一步地，获取与该公司对应的公司标记序列，根据该公司标记序列获取水印图案，并利用随机密钥矩阵K对该水印图案进行加密处理；将加密得到的结果进行翻转处理并将翻转得到的对称水印图案的尺寸调整为与待嵌入图片的尺寸相同，从而得到水印矩阵。该水印矩阵即为未经自适应嵌入强度处理的基础的水印矩阵。

上述水印矩阵的基础嵌入强度为2，对上述亮度分量进行维纳滤波并获取滤波损失，进而根据滤波损失对待嵌入图片进行区域划分，并根据上述滤波损失与上述基础嵌入强度计算得到与各个区域对应的水印矩阵的嵌入强度。例如，若某一区域的滤波损失超过预设的阈值，则提高与该区域对应的基础嵌入轻度，得到与该区域对应的嵌入强度；进而在得到与每个区域对应的嵌入强度后，根据与每个区域对应的嵌入强度得到水印矩阵的嵌入强度。由此，可以得到自适应的嵌入强度。

在得到自适应嵌入强度之后，将水印矩阵与嵌入强度相乘得到最终用于嵌入的水印矩阵，并将该水印矩阵与待嵌入图片的亮度分量数据相叠加，将叠加后的图片转变为RGB格式，从而将水印嵌入待嵌入图片，得到水印图片。

综上，本发明实施例的水印嵌入方法，根据识别码文本与随机模板R生成水印图案，使得水印同时具有较大的信息量与较高的健壮性，对水印图案进行加密、翻转处理，使得水印具有较高的安全性、随机性、对称性，提高了水印的健壮性；进而根据亮度分量计算水印矩阵的嵌入强度，并根据该嵌入强度将水印矩阵嵌入至待嵌入图片得到水印图片，提高了水印的隐匿性与健壮性。

图9是本发明一个实施例的水印提取方法的流程图。

如图9所示，水印提取方法包括以下步骤：

S1，获取待提取水印图片，并对水印图片进行预处理。

S2，对预处理后的待提取水印图片进行特征检测得到水印特征。

S3，根据水印特征确定待提取水印图片中的水印矩阵。

具体地，对预处理后的水印图片进行特征点检测，得到多个特征点；根据多个特征点进行霍夫直线检测，得到多条直线，并将多条直线形成的线段及其对应的夹角作为水印特征。进而根据水印特征确定水印图片中水印矩阵的位置。

其中，可以利用目标检测算法对水印图片进行特征点提取。具体而言，若一个像素周围有一定数量的像素与该点像素的像素值不同，则该像素即为特征点；因而可以首先设定一个阈值，该阈值仅可提取较明显的特征点，进而不断调整阈值，使得该阈值能够提取的特征点不断增多，直至提取得到的特征点能够得到水印特征。例如，若特征点的像素值比周围的像素的像素值高，则可首先设定一个较高的阈值，该阈值仅可提取少量的特征点；进而不断降低阈值，使得提取得到的特征点逐渐增多，直至提取得到的特征点能够得到水印特征。

由此，可以实现从待提取的水印图片中提取水印矩阵。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，步骤S1中，按照如下方式对待提取水印图片进行预处理，包括：

S11，将待提取水印图片转换为灰度图。

S12，使用预先训练好的前馈去噪卷积神经网络对灰度图进行处理。

S13，对处理后的灰度图进行二维离散傅里叶变换及逆变换。

具体地，将水印图片转换为灰度图，并使用预先训练好的前馈去噪卷积神经网络对灰度图进行处理，得到噪声灰度图；对噪声灰度图进行二维离散傅里叶变换及逆变换，得到频域特征灰度图。由于水印图片中的水印是由水印矩阵得到，且该水印矩阵具有较高的对称性，在频域具有较明显的特征，因而在将水印图片转换到频域后，即可很容易地将水印矩阵从水印图片中提取出来。

由此，可以实现对待提取的水印图片进行预处理。

在本发明的一个实施例中，如图11所示，步骤S3后还包括如下步骤：

S4，确定水印矩阵中的水印图案。

S5，根据各水印图案的状态和对称关系将各水印图案叠加，得到水印图案。

S6，对水印图案解密，并根据已知的随机模板R对解密后的水印图案进行解码，得到用于识别版权信息的识别码文本。

具体地，利用随机密钥矩阵分别对水印矩阵中的各水印图案进行解密，并根据解密结果确定正向的水印图案；根据正向的水印图案与其他水印图案之间的对称关系，分别对其他水印图案进行翻转，以将其他水印图案均叠加至正向的水印图案。

需要说明的是，由于水印图片中的水印矩阵为调节对称水印图案的尺寸得到的，而该对称水印图案为经过翻转处理得到的，该翻转处理使得水印矩阵中的水印图案会有多个状态，且该多个状态的水印图案均为经过加密的水印图案。因而，在确定水印图片中的水印图案的位置后，可以首先利用随机密钥矩阵对各个不同状态的水印图案进行解密，若水印图片中的水印图案的状态与原始的水印图案的状态相同，则会得到水印图案；若水印图片中的水印图案的状态与原始的水印图案的状态不同，则会得到一个无意义的随机矩阵。进而可以根据预设规则如可以利用中心极限定理对解密结果进行判断，从而找到状态与原始水印图案的状态相同的水印图片中的水印图案，即为正向的水印图案。利用正向的水印图案与其他的水印图案之间的对称关系对确定其他水印图案的状态，并将其他水印图案的状态调整为与正向的水印图案的状态相同，将调整后的其他水印图案与正向的水印图案相叠加。由此，可以确定水印矩阵中的水印图案。

作为一个示例，若原始的加密后的水印图案如图6所示，对该水印图案进行翻转得到的对称水印图案如图7所示；在确定水印图片中的水印图案的位置后，可以首先利用随机密钥矩阵对四个不同状态的水印图案进行解密，确定对称水印图案中的四个不同状态的水印图案中状态与原始的水印图案相同的水印图案，进而利用该水印图案与其他的水印图案之间的对称关系确定其他水印图案的状态，并将其他水印图案的状态调整为与该水印图案的状态相同，将调整后的其他水印图案与正向的水印图案相叠加。

进一步地，利用随机密钥矩阵对叠加后的水印图案进行解密，得到原始水印图案；对原始水印图案进行分割，得到识别码文本。例如，可以在对原始水印图案进行分割后，根据分割结果与随机模板R得到识别码文本。

由此，可以实现根据水印矩阵获取识别码文本。

下面结合图12所示的具体示例对本发明实施例的水印提取方法进行详细说明。在该具体示例中，上述用户为公司，上述识别码文本为与公司对应的公司标记序列。

参见图12，在需要从水印图片中提取水印时，首先送检图片，以获取水印图片；进而对水印图片进行模型处理，将水印图片转换为灰度图，并使用预先训练号的前馈去噪卷积神经网络对灰度图进行处理得到噪声灰度图；对噪声灰度图进行傅里叶变换及逆变换，得到频域特征灰度图；对频域特征灰度图进行FAST特征点检测得到多个特征点，对特征点进行霍夫直线检测，得到多条直线，根据多个直线判断水印特征，从而确定水印图案的位置以获取水印图案。由于在嵌入水印的过程中对水印图案进行了翻转处理，因而上述获取到的水印图案有多个状态(如朝向)。

在获取水印图案后，首先利用随机密钥矩阵K对各个状态的水印图案进行解密，进而判断水印图案的解密结果的特征(如灰度)是否符合正态分布，具体而言，若水印图片中的某个水印图案的状态与原始的水印图案的状态不同，则利用随机密钥矩阵K对该水印图案进行解密得到的会是一个无意义的随机矩阵，根据中心极限定理，该随机矩阵的特征符合正态分布。由此，可以实现对水印图案的状态判断。

对水印图案进行状态判断以得到正向的水印图案，利用正向的水印图案与其他的水印图案之间的对称关系对其他水印图案进行翻转，使得其他水印图案的状态(如朝向)与正向的水印图案相同，并将翻转后的水印图案与正向的水印图案进行叠加增强，减弱噪声；从而对叠加结果进行信息解调，具体而言，利用随机密钥矩阵K对叠加结果进行解密得到原始水印图案，对原始水印图案进行分割得到识别码文本。

需要说明的是，本发明实施例的水印提取方法，可以从上述的水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印。

综上，本发明实施例的水印提取方法，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印，且在提取水印的过程中，无需针对水印图案的状态进行多次检测，无需占用额外的信息位即可检测水印图案的状态。

进一步地，本发明提出一种计算机可读存储介质。

在本发明实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的水印嵌入方法，或者，实现上述的水印提取方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上存储的实现上述水印嵌入方法的计算机程序被处理器执行时，可以根据预设身份序列与随机模板生成水印单元，使得水印同时具有较大的信息量与较高的健壮性，对水印单元进行加密、翻转处理，使得水印具有较高的安全性、随机性、对称性，提高了水印的健壮性；进而根据亮度分量计算基础水印矩阵的嵌入强度，并根据该嵌入强度将基础水印矩阵嵌入至待嵌入图片得到水印图片，提高了水印的隐匿性与健壮性。在其上存储的实现上述水印提取方法的计算机程序被处理器执行时，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印，且在提取水印的过程中，无需针对水印单元的状态进行多次检测，无需占用额外的信息位即可检测水印单元的状态。

进一步地，本发明提出一种电子设备。

在本发明实施例中，电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述的水印嵌入方法，或者，实现上述的水印提取方法。

本发明实施例的电子设备，通过实现上述的水印嵌入方法，可以根据预设身份序列与随机模板生成水印单元，使得水印同时具有较大的信息量与较高的健壮性，对水印单元进行加密、翻转处理，使得水印具有较高的安全性、随机性、对称性，提高了水印的健壮性；进而根据亮度分量计算基础水印矩阵的嵌入强度，并根据该嵌入强度将基础水印矩阵嵌入至待嵌入图片得到水印图片，提高了水印的隐匿性与健壮性。通过实现上述的水印提取方法，可以从上述水印嵌入方法得到的水印图片中提取水印，且在提取水印的过程中，无需针对水印单元的状态进行多次检测，无需占用额外的信息位即可检测水印单元的状态。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种水印嵌入方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，将待嵌入图片从RGB格式转换为YCbCr格式，并提取亮度分量数据；

S200，设定水印矩阵的基础嵌入强度，对所述水印矩阵的亮度分量进行维纳滤波，并提升滤波损失超过设定阈值的图片区域的嵌入强度，直至所述水印矩阵任意图片区域进行维纳滤波后的滤波损失均在设定阈值内，得到动态分布的嵌入强度；

S300，将所述水印矩阵利用动态分布的嵌入强度加权后，与步骤S100中的亮度分量数据叠加；

S400，将叠加后的图片由YCbCr格式转换回RGB格式，得到嵌入水印的图片；

步骤S200中的所述水印矩阵按如下步骤获得：

S210，生成随机模板R和用于识别版权信息的识别码文本；

S220，根据所述识别码文本对所述随机模板R进行编码，得到含有版权信息的水印图案；

S230，将所述水印图案按横向与纵向平铺至所述待嵌入图片的长宽，构成所述水印矩阵。

2.如权利要求1所述的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S210中，所述随机模板R为预设尺寸的二值化图像，所述版权信息为企业ID，所述识别码文本为包含N比特信息的二进制数，其中，N为整数。

3.如权利要求2所述的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S220中，按照如下步骤对所述随机模板R进行编码：

S221，将所述N比特的二进制数转换成二维矩阵；

S222，用所述随机模板R的正负表示二维矩阵中的1和0。

4.如权利要求1所述的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S230前还包括如下步骤：

S240，采用随机密钥矩阵对所述水印图案进行加密；

S250，对加密后的水印图案进行翻转。

5.一种水印提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取待提取水印图片，并对所述水印图片进行预处理；

S2，对预处理后的待提取水印图片进行特征检测得到水印特征；

S3，根据所述水印特征确定所述待提取水印图片中的水印矩阵；

步骤S1中，按照如下方式对所述待提取水印图片进行预处理，包括：

S11，将所述待提取水印图片转换为灰度图；

S12，使用预先训练好的前馈去噪卷积神经网络对所述灰度图进行处理；

S13，对处理后的灰度图进行二维离散傅里叶变换及逆变换。

6.如权利要求5所述的水印提取方法，其特征在于，步骤S3后还包括如下步骤：

S4，确定所述水印矩阵中的水印单元；

S5，根据各水印单元的状态和对称关系将各水印单元叠加，得到水印图案；

S6，对所述水印图案解密，并根据已知的随机模板R对解密后的水印图案进行解码，得到用于识别版权信息的识别码文本。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的水印嵌入方法，或者，实现如权利要求5-6中任一项所述的水印提取方法。

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-4中任一项所述的水印嵌入方法，或者，实现如权利要求5-6中任一项所述的水印提取方法。