陳家楠

（重慶市第七中學(xué)校高三三班 重慶 400030）

巧用可見水印拼接圖像

陳家楠

（重慶市第七中學(xué)校高三三班 重慶 400030）

本文結(jié)合高中學(xué)生信息技術(shù)課程，從日常生活角度，總結(jié)了圖像拼接的3種基本方法及其實(shí)例，介紹了數(shù)字水印的概念，給出了一種可見水印的添加方法及通過(guò)添加可見水印拼接圖像的實(shí)例。通過(guò)實(shí)例對(duì)比表明，通過(guò)添加可見水印拼接圖像，將水印圖像的Y分量與原始圖像的Y分量自適應(yīng)合成，可達(dá)到與眾不同的效果。

可見水??；數(shù)字圖像；圖像拼接

1 引言

數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程[1]，伴隨著信息化社會(huì)的來(lái)臨，數(shù)字圖像處理技術(shù)成為中學(xué)生信息技術(shù)課程的核心內(nèi)容之一，圖像拼接技術(shù)成為中學(xué)生課內(nèi)課外關(guān)注的重要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之一。

2 圖像拼接的一般方法

圖像拼接技術(shù)就是將數(shù)張圖像拼成一幅大型的、無(wú)縫的、高分辨率的圖像技術(shù)。PS等專業(yè)圖像處理軟件具有全景圖像生成功能，可將數(shù)張有重疊部分的圖像拼成一幅高分辨率的圖像。日常生活中，人們常常將多張沒(méi)有重疊的相片合成一張，以達(dá)到娛樂(lè)、搞笑或紀(jì)念的目的，如將個(gè)人的相片與某個(gè)喜歡的明星拼成一張合影。

日常生活中的圖像拼接主要有以下三種方法：

（1）直接堆疊

在PS中打開用于拼接的2張?jiān)紙D像，利用PS的磁性套索選擇工具選取圖1（b）中的?；?qǐng)D像區(qū)域，復(fù)制該區(qū)域圖像數(shù)據(jù)到“七中足球隊(duì)”圖片中，參考效果如圖1（a）所示。

圖1 拼接效果圖

由如圖1（a）所示效果可知，直接堆疊拼接方式下“七中校門”圖像壓住了下面的“七中足球隊(duì)”圖像。

（2）淡出拼接

利用（1）中的方法，選取圖1（b）中的?；?qǐng)D像區(qū)域，復(fù)制該區(qū)域圖像數(shù)據(jù)到“七中足球隊(duì)”圖片中，選擇剛剛粘貼的?；?qǐng)D像數(shù)據(jù)圖層，適當(dāng)設(shè)置圖層“不透明度”屬性（如60%），參考效果如圖1（b）所示。

由如圖1（b）所示效果可知，淡出拼接方式下“七中校門”圖像及下面的“七中足球隊(duì)”圖像均可見。

（3）若隱若現(xiàn)拼接

利用（1）中的方法，將要拼接的圖像數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到另一張圖片中，選擇剛剛粘貼的圖像數(shù)據(jù)，選擇“選擇”|“存儲(chǔ)選區(qū)”|，輸入選區(qū)通道名稱，如C0，將選區(qū)存儲(chǔ)到C0通道。

切換到通道調(diào)板，關(guān)閉RGB通道，選中C0通道，對(duì)選區(qū)應(yīng)用“漸變工具”。關(guān)閉C0通道，選中RGB通道，切換到圖層調(diào)板，選中粘貼的圖像數(shù)據(jù)圖層。選擇“選擇”|“載入選區(qū)”，按Delete鍵刪除選區(qū)。重復(fù)上面的步驟，直到需要的區(qū)域可見，不需要的區(qū)域若隱若現(xiàn)，參考效果如圖2所示。

圖2 拼接效果圖

3 可見數(shù)字水印技術(shù)

數(shù)字水印技術(shù)是一種新的安全手段，可以對(duì)數(shù)字作品進(jìn)行安全認(rèn)證和版權(quán)保護(hù)[2～3]。數(shù)字圖像水印包括可見水印和不可見水印兩大類?？梢娝〉奶攸c(diǎn)是有目的地使所嵌入的水印信息為觀察者所見，常用于標(biāo)識(shí)圖像版權(quán)，用于防止或阻止非法使用受版權(quán)保護(hù)的高質(zhì)量圖像。

添加可見數(shù)字水印的方法有多種，本文中添加可見數(shù)字水印的步驟及方法如下：

（1）獲得原始圖像和水印圖像的RGB圖像并分割成8×8的子塊，求出原始圖像灰度的平均值、各子塊的灰度值并計(jì)算出每個(gè)子塊的水印嵌入系數(shù)；

每個(gè)子塊嵌入系數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：Fij-原始圖像的灰度圖像中子塊（i，j）的水印嵌入系數(shù)；αij-原始圖的灰度圖像中子塊（i，j）的歸一化方差；αmin-原始圖的灰度圖像中的最小方差；αmax-原始圖的灰度圖像中的最大方差。

（2）獲取原始圖像各塊的Y、U、V分量，獲取水印圖像的Y分量，利用子塊的水印嵌入系數(shù)將原始圖像子塊的Y分量與水印圖像子塊的Y分量合并形成新的Y分量，公式如下：

式中：Fmn-原始圖像的灰度圖像中子塊（m，n）的水印嵌入系數(shù)；Y1ij-原始圖像的灰度圖像中子塊（m，n）位置（i，j）處像素的Y分量；Y′1ij-原始圖像的灰度圖像中嵌入水印后的子塊（m，n）位置（i，j）處像素的Y分量；Y2ij-水印圖像的灰度圖像子塊（m，n）中位置（i，j）處像素的Y分量。

（3）將新的Y分量與U、V分量組合形成嵌入水印后的圖像。

有專門的網(wǎng)站利用該方法添加可見水印，網(wǎng)址如下：

http://dgdz.ccee.cqu.edu.cn/watermark/watermark.aspx

4 利用可見水印拼接圖像

（1）登陸上面的可見水印添加網(wǎng)站，將“七中足球隊(duì)”圖片上傳到服務(wù)器源圖像處。

（2）將“七中校門”圖片上傳到服務(wù)器水印圖像處?？蓪?duì)水印圖像進(jìn)行適當(dāng)處理。

（3）單擊原始圖像適當(dāng)位置選擇水印圖像添加起始點(diǎn)。

（4）單擊添加按鈕添加水印。

重復(fù)（3）、（4）步，直到效果滿意為止，參考效果如圖3所示。

圖3 可見水印添加效果圖

5 結(jié)論

從圖1～3各效果圖不難看出，通過(guò)添加可見水印拼接圖像，將水印圖像的Y分量與原始圖像的Y分量自適應(yīng)合成，對(duì)原始圖像的色彩幾乎沒(méi)有影響，“七中校門”中的校徽清晰可見，原始圖像中裁判拋出的硬幣也可見，巧用可見水印拼接圖像可達(dá)到與眾不同的效果。

[1]張瑋雄，劉建霞.數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].科學(xué)之友，2012，3：153～159.

[2]賈曉華.基于水印技術(shù)的教學(xué)資源保護(hù)[J].科學(xué)之友，2012，10：120～121.

[3]鐘娟，賴敏.面向醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)字水印技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2014，22：144.

TP309.7

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