给你的图片加上盲水印

前言

水印，一般是指图片上印有文字的水印，比如发表在微博或者CSDN的图片都会自动打上肉眼可见的文字水印。像这种一般用于标识某张图片的出处或者用于声明版权。但是这样做会破坏掉原图，而且影响美观，比较粗暴。此处我想讨论的是另一种水印--盲水印。盲水印不仅仅用于图片，也可应用于像音频这种数据流。当然这篇文章只讨论图片上的应用。盲水印隐蔽性强，给水印数据进行编码过后不易被破解出来。这是它最大的优势。

盲水印原理

在前一篇文章里面我写了关于傅立叶的c语言实现方式，盲水印的实现就和傅立叶相关，傅立叶变换可以把数据从时域转换到频域。而且过程可逆。盲水印就是在图像的频域上添加水印数据。再通过逆变换转回时域。区别是图片是二维数据，要把图片数据由时域转到频域需要用到二维傅立叶变换。
水印添加流程图如下：

流程图.png

图像的二维傅立叶变换

和一维数据不同，要想对图片进行频域转换就要使用二维傅立叶变换。
其实，只要实现了一维傅立叶变换，二维傅立叶变换就不会那么难：先对图像矩阵数据每一行进行傅立叶变换，再对每一列进行傅立叶变换即完成二维傅立叶变换。这里还是用一张常见的美女lena. 对lena（256*256）进行二维傅立叶变换如下图：

lena傅立叶变换并中心化的过程.png

对于分辨率很大的图片，DFT的效率很低，通常不会考虑，取而代之的是FFT，但是，FFT的条件是要保证图片的宽和高都是2的幂级数。但是通常生活中的图片一般都不满足这个条件。这时候我们就需要对图片的宽和高进行补0扩充直到满足条件为止。

图片频域数据特征如下图所示：

fft_pic.jpg

图片中明亮的部分就是低频部分，暗点的是高频部分。
一般为了展示会把频谱图低频的部分移到中心（上面手机拍的最右边的图）。 频谱图是关于中心点对称的。
由于傅立叶变换是可逆的，若一张图片进行补零扩大后，进行逆变换后再把它补零的部分进行裁剪就可以得到原图。

水印数据嵌入

为了让水印更加隐蔽，需要将水印像素按照一定的顺序打乱，再进行二维傅立叶变化，最后再让它叠加在需要加水印的图片的频域上。为了提高水印的安全性，规定这种打乱的顺序需要外界传入一个密钥，根据不同的密钥生成不同乱序的规则，而且过程是可逆的。

乱序

水印乱序.png
水印的添加过程

水印添加过程.png

水印的提取

因为水印的添加是在原图的频域上进行叠加。我们只需要将原图和加了水印的图片分别进行傅立叶变换，最后通过减法则可提取出加密过的水印数据。通过已知的密钥可以逆推出打乱的规则，这样当我们从水印图片中提取出水印像素时，可以还原出水印像素的原序列。最后就可以得到原水印。

提取出的水印.png

代码实现

所有的OC实现方法都已经写成框架LHWatermark。

嵌入水印：

    //初始化
    LHWatermarkProcessor *  processor = [[LHWatermarkProcessor alloc] initWidthImage:image config:[LHConfig defaultConfig]];
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    //把文字水印@"你的名字"添加到image中。 异步线程
    [processor addMarkText:@"你的名字"  result:^(UIImage *watermarkImage) {
        // block中返回加了水印的图片 主线程
        __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        strongSelf.topImgView.image = watermarkImage;
    }];

提取水印：

   UIImage *image = [UIImage imageNamed:ImageName];
     __weak typeof(self) weakSelf = self;
    // 分别传入原图像、加了水印的图像 。异步线程
    [LHWatermarkProcessor restoreImageWidthOriginImage:image watermarkImage:[UIImage imageWithContentsOfFile:_imagePath] config:[LHConfig defaultConfig] result:^(UIImage *markImage) {
         __strong typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        // block中返回水印的图片 主线程
         strongSelf.bottomImgView.image = watermarkImage;
    }];

具体代码请转到本人GitHub，如果觉得对你有帮助不要吝惜你的start。如果哪位大神有更好的方案也请不必吝惜你的建议。
转载请注明出处。谢谢！

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参考资料：

知乎
图书馆查阅后不记得名字的某本书