用ImageMagick实现数字盲水印

什么是数字盲水印

具体的解释可以看这个帖子。

基本流程就是：原图作傅里叶变换，然后在转换后的频域里加水印，再作傅里叶逆变换生成带盲水印的图。

这样的图片看不到水印，并且经得起折腾。

只要把带水印的图片作傅里叶变换即可以频域里看到原来的水印。

实现方式

所以实现的关键就在于傅里叶变换和逆变换。方法有很多，比如numpy就带了fft（快速傅里叶变换）实现。

这里要介绍的是用一个命令行图片处理工具：ImageMagick。这是一个非常强大的工具，提供了图片处理所需要的几乎所有功能，不过傅里叶变换还是一个比较不常用的功能，所以它是通过集成另一个工具实现的——fftw。

所以使用前首先需要在你的系统里安装ImageMagick和fftw这两个东西，注意，如果有安装或编译选项的话，一定要给ImageMagick加上–with-fft，这样才会集成fftw。

剩下就是这些命令了：

convert test.jpg -fft fft.png
convert mark.png -rotate 180 mark1.png
convert fft-1.png mark.png -gravity northwest -geometry +330+360 -composite fft-2.png
convert fft-2.png mark1.png -gravity southeast -geometry +330+360 -composite fft-1.png
convert fft-0.png fft-1.png -ift -crop 1200x800+0+0 test1.jpg
convert test1.jpg -fft fft1.png

上面的命令中，convert就是ImageMagick的主命令。test.jpg为测试图片，大小为1200x800，mark.png为透明PNG图片水印，大小为160x120。

这个例子里用的是明文水印，会在目标图片里留下一些纹理，作编码分散后会好很多，这里从略。

第一句就是把test.jpg作傅里叶变换，生成两个图片：fft-0.png和fft-1.png。其中fft-0为图像的幅度谱，fft-1为相伴谱（即频域）。

第二句生成一个旋转180度的水印图，用于生成对称水印。

第三句就是在相位谱左上方三分之一的位置放一个水印图，具体位置可以自己调整，越往左上，水印能量越小，也就越容易丢失，越往中间则对目标图片影响越大。

第四句与第三句一样，只是对称地在右下方放一个旋转过的水印。

第五句作傅里叶逆变换并裁剪（因为转换后图片会变成方形）生成目标图片。

第六句则是把目标图片作傅里叶变换，之后就可以在fft1-1.png里看到水印了。

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