CN119205476A - 一种基于数字水印的图像处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及数字水印技术领域，公开了一种基于数字水印的图像处理方法及系统，该方法应用于车辆终端，根据原水印数据生成第一校验数据，根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，将待处理图像拆分为多个第一色域图，按照色域通道将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端，服务器端用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据进行验证；通过上述方法将水印数据嵌入图像，保持图像的视觉质量，实现隐蔽的数据保护，并有效防范数据篡改与损坏风险。

Description

一种基于数字水印的图像处理方法及系统

技术领域

本申请涉及数字水印技术领域，具体涉及一种基于数字水印的图像处理方法及系统。

背景技术

图片数字水印技术已经广泛应用于版权保护、信息安全与防伪、广告营销与追踪以及内容验证与完整性保护等多个领域。在版权保护方面，数字水印技术通过嵌入版权信息，有效防止了数字作品的非法复制和盗版行为；在信息安全与防伪领域，数字水印技术则用于保护重要信息或产品的真实性和完整性，防止信息被篡改或伪造；同时，该技术还被用于广告营销与追踪，帮助广告主精确评估广告效果；在内容验证与完整性保护方面，数字水印技术确保了数字媒体内容的真实性和完整性。

在车辆领域通常是将采集的图片直接发送至图片接收方，部分相关技术主要通过最低有效位算法(LSB)、变换域方法和零水印技术对图片进行数字水印处理。其存在以下缺点：1、LSB鲁棒性不强，容易受到攻击，接收方无法分辨图片是否被篡改或数据丢失；2、变换域方法计算复杂度较高，对处理设备要求高，还可能会导致图像失真；3、零水印技术的实现复杂度较高，且在某些情况下在原图片中可能难以找到足够稳定的特征来构造水印。显然，目前亟需一种新的基于数字水印的图像处理方法，以解决上述问题中至少之一。

需要说明的是，上述内容仅提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供一种基于数字水印的图像处理方法及系统，以在保障图像的视觉质量的基础上，实现数据保护、有效防范数据篡改与损坏风险。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于数字水印的图像处理方法，应用于车辆终端，所述方法包括：获取原水印数据和待处理图像；根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据；按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到目标水印图；将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端，其中，所述服务器端用于从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，获取原水印数据之前，所述方法还包括：获取采集所述待处理图像的时间戳、所述车辆终端对应的车辆信息和用户信息；根据所述时间戳、所述车辆信息和所述用户信息中至少之一确定所述原水印数据。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据之后，所述方法还包括：获取所述待处理图像的第一总像素，并计算所述第一总像素需要占用的第一数据长度；将所述第一数据长度与所述第一水印数据对应的第二数据长度进行比较；若所述第一数据长度大于或等于所述第二数据长度，则按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图；若所述第一数据长度小于所述第二数据长度，则结束对所述待处理图像的图像处理。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，包括：获取所述待处理图像的第一图像维度数；若根据所述第一图像维度数判定所述待处理图像为灰度图，则将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置；若根据所述第一图像维度数判定所述待处理图像不为灰度图，则按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，根据所述原水印数据的长度和预设数字计算得到余数，根据所述余数与第一色域图的对应关系确定目标第一色域图，将所述第一水印数据替换至所述目标第一色域图中的预设数据位置。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：根据预设提取规则从所述待处理图像中提取第一区域图像，对所述第一区域图像进行图像识别，得到第一图像信息；将所述第一图像信息发送至所述服务器端，其中，所述服务器端用于根据所述预设提取规则从所述目标水印图中提取第二区域图像，对所述第二区域图像进行图像识别，得到第二图像信息，将所述第一图像信息与所述第二图像信息进行比对，根据比对结果验证所述待处理图像和所述目标水印图的一致性。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于数字水印的图像处理方法，应用于服务器端，所述方法包括：接收车载终端发送的第一水印数据中的至少一部分和目标水印图，其中，所述车辆终端用于获取原水印数据和待处理图像，根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成所述第一水印数据，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到所述目标水印图，将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端；从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，从所述目标水印图中提取第二水印数据，包括：获取所述目标水印图的第二图像维度数；若根据所述第二图像维度数判定所述目标水印图为灰度图，则从所述目标水印图中提取所述第二水印数据；若根据所述第二图像维度数判定所述目标水印图不为灰度图，则按照色域通道将所述目标水印图拆分为多个第二色域图，并在目标第二色域图的预设数据位置中提取所述第二水印数据，其中，所述目标第二色域图根据所述原水印数据的长度和预设数字的余数与第二色域图的对应关系确定。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，从所述目标水印图中提取第二水印数据之后，所述方法还包括：根据所述原水印数据的长度和所述第一校验数据的长度计算得到所述第一水印数据的第一水印长度；将所述第一水印长度与所述第二水印数据的第二水印长度进行比较，若所述第二水印长度小于所述第一水印长度，则生成检验异常提示信息提示用户；若所述第二水印长度大于或等于所述第一水印长度，则根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证，包括：将所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据进行比较，得到比较结果；若所述比较结果为所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据中对应的部分相同，则判定水印数据一致；若所述比较结果为所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据中对应的部分不相同，则判定水印数据不一致。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于数字水印的图像处理系统，包括：车辆终端，用于获取原水印数据和待处理图像，根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端；服务器端，用于从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

本申请的有益效果：本申请通过获取原水印数据和待处理图像，根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端，其中，服务器端用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。保持了图像的视觉质量，实现了隐蔽的数据保护，确保了图像在传输或存储过程中的可验证性，同时最大限度地减少对原始数据的干扰，还有效的防范了数据篡改与损坏的风险。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请的一示例性实施例示出的示例性系统架构的示意图；

图2是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的流程示意图；

图3是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的数字水印嵌入过程示意图；

图4是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的数字水印提取和验证过程示意图；

图5是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理系统的框图；

图6示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本申请，而不是为了限制本申请的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图示中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本申请实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本申请的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本申请的实施例难以理解。

首先需要说明的是，最低有效位算法(LSB，Least Significant Bit)是一种常用于图像隐写的算法。它通过将秘密信息嵌入到载体图像像素值的最低有效位(也称最不显著位)来实现信息的隐藏。由于最低有效位对图像的整体品质影响最小，因此改变这一位置上的数据通常不会导致图像质量的显著下降，从而实现信息的不可见性。

CRC-32(Cyclic Redundancy Check 32-bit，32位循环冗余检查)算法，是一种广泛使用的循环冗余校验(CRC)算法。该算法通过生成一个32位的校验码，用于检测数据在传输或存储过程中是否出现错误，从而确保数据的完整性和可靠性。CRC-32算法基于将数据视为一个大的二进制数，这个数被另一个预定义的“生成多项式”除，然后返回余数作为CRC值。这个过程类似于长除法，但在二进制世界中进行，使用的是异或操作而不是减法。生成多项式在CRC-32的上下文中通常表示为一个32位的二进制数，代表了一个多项式的系数。

图1是本申请的一示例性实施例示出的示例性系统架构的示意图。

参照图1所示，系统架构可以包括数据采集设备101和计算机设备102。其中，计算机设备102可以是台式图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)计算机、GPU计算集群、神经网络计算机等中的至少一种。数据采集设备101用于采集原水印数据和待处理图像，在本实施例中数据采集设备101获取上述数据之后提供给计算机设备102进行处理。相关技术人员可以使用该计算机设备102根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端，其中，服务器端用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。需要说明的是，本实施例提供的数据采集设备101和计算机设备102仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

需要说明的是，本申请实施例所提供的基于数字水印的图像处理方法一般由计算机设备102执行，相应地，基于数字水印的图像处理系统一般设置于计算机设备102中。

图2是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的流程示意图，该基于数字水印的图像处理方法可以由计算处理设备来执行，该计算处理设备可以是图1中所示的计算机设备102。参照图2所示，该基于数字水印的图像处理方法应用于车辆终端，至少包括步骤S210至步骤S240，详细介绍如下：

在步骤S210中，获取原水印数据和待处理图像。

在本申请的一个实施例中，获取原水印数据之前，获取采集待处理图像的时间戳、车辆终端对应的车辆信息和用户信息；根据时间戳、车辆信息和用户信息中至少之一确定原水印数据。

在本实施例中，车辆信息包括但不限于车辆的基本信息、车辆的所有权与登记信息中至少之一，基本信息包括但不限于车辆识别码(VIN码)、车牌号码、车辆类型、品牌与型号、生产日期中的一种或多种，所有权与登记信息包括但不限于车主信息、注册日期、车辆状态、行驶证信息中的一种或多种，优选的，车辆信息包括车辆识别码；用户信息包括但不限于用户姓名、联系方式等中的一种或多种。需要说明的是，本申请实施例中所获取到的车辆信息、用户信息等用户数据均是在得到用户的情况下获得的，或者在用户相关说明后主动提交的，或者是用户通过客户端、网页等使用相应的应用程序时必然会的上传的。在本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开和应用等处理，均符合相关法律法规的规定，采取了必要保密措施，且不违背公序良俗。

在本实施例中，待处理图像可以是车辆终端对应车辆的图像采集设备采集的，也可以是车辆终端处理后发送的。原水印数据和待处理图像存在对应关系，例如，原水印数据中包含采集或处理待处理图像的车辆终端的相关信息。

在步骤S220中，根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据。

在本实施例中，根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据的方式包括：将原水印数据和第一校验数据进行拼接得到第一水印数据，或，根据预设算法将原水印数据和第一校验数据进行计算得到第一水印数据。

在本实施例中，将原水印数据进行二进制转换得到二进制数据，通过循环冗余校验算法根据原水印数据生成第一校验数据，将二进制数据和第一校验数据生成第一水印数据。

在本实施例中，以将二进制数据和第一校验数据进行拼接得到第一水印数据为例。将原水印数据T转换成二进制数据B，将二进制数据B拼接第一校验码数据crcData，得到需嵌入的第一水印数据M。

在本实施例中，通过循环冗余校验算法(例如CRC-32算法)对原水印数据T处理得到第一校验码crcData即第一校验数据。CRC-32算法处理过程的步骤如下：

①初始化一个32位的寄存器为全1(即0xFFFFFFFF)。这个寄存器用于存储CRC校验过程中的中间结果。

②数据处理：将原水印数据T按字节(8位)逐个处理。对于每个字节，将其与当前CRC寄存器的最低8位进行异或操作。然后，将结果与生成多项式进行按位模2运算(即，通过XOR操作进行多项式的除法)。将CRC寄存器向右移动一位，将最高位填充为0。重复上述过程，直到该字节的8位都处理完毕。

③重复步骤②，直到所有字节都处理完毕。

④在处理完最后一个字节后，将CRC寄存器与0xFFFFFFFF进行异或操作，得到的最终结果即第一校验码。

在本申请的一个实施例中，获取待处理图像的第一总像素，并计算第一总像素需要占用的第一数据长度；将第一数据长度与第一水印数据对应的第二数据长度进行比较；若第一数据长度大于或等于第二数据长度，则按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图；若第一数据长度小于第二数据长度，则结束对待处理图像的图像处理。

在本实施例中，由于按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图前后的图像总像素不变，所以判定待处理图像是否有足够的空间嵌入第一水印数据，相当于判断第一灰度图P是否有足够的空间嵌入第一水印数据M。其判断依据是通过计算第一灰度图P或待处理图像的第一总像素，根据像素大小与字节大小的对应关系可以计算第一总像素需要占用的第一数据长度(假设1个像素大小等于1个字节)，将第一数据长度与第一水印数据M的第二数据长度进行比较。如果第一数据长度大于或等于第二数据长度，则进行下一步处理，即按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图；如果第一数据长度小于第二数据长度，则抛出异常，终止整个处理流程。

在步骤S230中，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图。

在本申请的一个实施例中，获取待处理图像的第一图像维度数；若根据第一图像维度数判定待处理图像为灰度图，则将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置；若根据第一图像维度数判定待处理图像不为灰度图，则按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，根据原水印数据的长度和预设数字计算得到余数，根据余数与第一色域图的对应关系确定目标第一色域图，将第一水印数据替换至目标第一色域图中的预设数据位置。

在本实施例中，判断原始图像数据即待处理图像是否为灰度图，可以采用python的cv2库进行处理，具体步骤为引用python的图像处理框架cv2，调用cv2.imread(path)读取图像数据得到图像image，如果图像维度数image.shape为2，则是灰度图；如果图像维度数image.shape为3并且颜色通道数为1(即image.shape[2]为1)，则是灰度图；其他情况则不是灰度图。如果是灰度图，则使用原图像数据即待处理图像。如果不是灰度图，则根据原始图片提取第一灰度图。例如原始图片是RGB图片，提取RGB通道的灰度图，采用python的cv2库进行处理，具体步骤如下：采用cv2.imread()函数读取原始图片数据；采用cv2.split()函数分离原始图片的R、G、B通道数据；返回R通道数据，即R通道灰度图(也可返回G通道或者B通道灰度图)。

在本实施例中，返回哪个通道灰度图即目标第一色域图由原水印数据的长度和预设数字计算得到的余数与第一色域图的对应关系确定。例如，假设预设数字为3，原水印数据的长度与3的余数为0，返回R通道灰度图；原水印数据的长度与3的余数为1，返回G通道灰度图；原水印数据的长度与3的余数为2，返回B通道灰度图。假设预设数字为7，原水印数据的长度与7的余数为0，返回R通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为1，返回G通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为2，返回B通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为3，返回R通道灰度图和G通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为4，返回R通道灰度图和B通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为5，返回G通道灰度图和B通道灰度图；原水印数据的长度与7的余数为6，返回R通道灰度图、G通道灰度图和B通道灰度图。需要说明的是，上述预设数字为优选举例说明的数字，在实际应用过程中，可以根据实际需求设置预设数字以及原水印数据的长度和预设数字计算得到的余数与第一色域图的对应关系，本申请对此并不进行限制，也不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

在本实施例中，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置。具体为，遍历第一灰度图P，将第一水印数据M按位嵌入到第一灰度图P的预设数据位置，例如最低有效位即最低位。读取第一灰度图P并转换成二进制数组Data；将第一水印数据M存储数组由字节数组转换成位数组；遍历Data，读取当次循环索引对应的Data值为字节数据D，读取当次循环索引对应M的值为位数据Q，如果索引值大于M的长度，则从M第一位重新开始读取；将字节数据D的最低位的数值修改为Q。

在本实施例中，将返回的通道灰度图即目标第一色域图都嵌入第一水印数据，并在后续将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图。如果原始图片即待处理图像是灰度图片，则直接将嵌入水印的灰度图片进行保存；如果原始图片不是灰度图片，则将第一灰度图P进行合并，得到相应的原始图片。例如原始图片是RGB图片，且当前灰度图片P是来源于R通道灰度图，合并步骤如下：调用cv2.merge([B,G,R])函数，将原图片分离的B、G通道与修改后的R通道灰度图P进行合并，得到嵌入水印的RGB图片即目标水印图。

在步骤S240中，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端，其中，服务器端用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本实施例中，将第一水印数据中的至少一部分(第一校验数据和/或原水印数据)和目标水印图发送至服务器端，以使服务器端将第一校验数据与第二校验数据和/或原水印数据和初始水印数据进行比较，若满足第一校验数据与第二校验数据相同和/或原水印数据和初始水印数据相同，则判定水印数据一致，即第一水印数据与第二水印数据一致，表明目标水印图没有篡改与损坏风险。可以理解的是，第一校验数据和原水印数据为第一水印数据。

在本申请的一个实施例中，根据预设提取规则从待处理图像中提取第一区域图像，对第一区域图像进行图像识别，得到第一图像信息；将第一图像信息发送至服务器端，其中，服务器端用于根据预设提取规则从目标水印图中提取第二区域图像，对第二区域图像进行图像识别，得到第二图像信息，将第一图像信息与第二图像信息进行比对，根据比对结果验证待处理图像和目标水印图的一致性。

在本实施例中，通过分别对待处理图像中的部分图像、目标水印图中相同部分的部分图像进行图像识别，得到第一图像信息和第二图像信息，根据第一图像信息和第二图像信息的比对结果二次验证目标水印图的一致性，二次判定目标水印图的篡改与损坏风险。

在本申请的一个实施例中，该基于数字水印的图像处理方法应用于服务器端，至少包括步骤S310至步骤S320，详细介绍如下：

在步骤S310中，接收车载终端发送的第一水印数据中的至少一部分和目标水印图，其中，车辆终端用于获取原水印数据和待处理图像，根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端。

在本实施例中，车载终端确定第一水印数据及目标水印图的具体方式已经在前述实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。

在步骤S320中，从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本申请的一个实施例中，获取目标水印图的第二图像维度数；若根据第二图像维度数判定目标水印图为灰度图，则从目标水印图中提取第二水印数据；若根据第二图像维度数判定目标水印图不为灰度图，则按照色域通道将目标水印图拆分为多个第二色域图，并在目标第二色域图的预设数据位置中提取第二水印数据，其中，目标第二色域图根据原水印数据的长度和预设数字的余数与第二色域图的对应关系确定。

在本实施例中，判断目标水印图是否为灰度图，如果是灰度图，则直接使用目标水印图提取第二水印数据；如果目标水印图不是灰度图，则根据目标水印图提取第二灰度图。例如原始图片是RGB图片，提取RGB通道的灰度图，采用python的cv2库进行处理，步骤如下：采用cv2.imread()函数读取原始图片数据；采用cv2.split()函数分离原始图片的R、G、B通道数据；按照色域通道将目标水印图拆分为多个第二色域图，并在目标第二色域图的预设数据位置中提取第二水印数据，其中，目标第二色域图根据原水印数据的长度和预设数字的余数与第二色域图的对应关系确定。例如，返回R通道数据，即R通道灰度图(与嵌入过程提取通道保持一致)。

在本申请的一个实施例中，根据原水印数据的长度和第一校验数据的长度计算得到第一水印数据的第一水印长度；将第一水印长度与第二水印数据的第二水印长度进行比较，若第二水印长度小于第一水印长度，则生成检验异常提示信息提示用户；若第二水印长度大于或等于第一水印长度，则根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本实施例中，读取第二灰度图P2即第二色域图信息，像素宽度width，像素高度height，假设每个像素对应一个字节，得到P2的总字节长度totalPixels；根据totalPixels一次遍历第二灰度图P2所有字节数据，提取每个字节的最低位数据保存在bitList中；依次遍历bitList，每8位为一组，将每一组数据转换成一个字节数据保存到byteList中，根据bitList的长度得到第二水印长度；计算预期的字节长度L即第一水印长度：ORIGINAL_LENGTH(原水印数据T的长度)+4(CRC-32算法生成的校验码长度)；如果bitList的长度小于L，则表示未获取到原水印数据T和第二校验码U即第二校验数据，抛出检验异常结果，如果bitList的长度大于L，则进行下一步，即根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

在本实施例中，分离第二水印数据T’和第二校验码crcData’，按原水印数据T的长度和第一校验码crcData长度，依次从bitList中截取对应长度的数据，得到第二水印数据T’和其对应的CRC校验码calculatedCRC即第二校验码。

在本申请的一个实施例中，将第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据进行比较，得到比较结果；若比较结果为第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据中对应的部分相同，则判定水印数据一致；若比较结果为第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据中对应的部分不相同，则判定水印数据不一致。

在本实施例中，比较计算得到的校验码calculatedCRC即第二校验码和接收到的校验码crcData第一校验码来验证数据的完整性。通过CRC(循环冗余校验)验证。如果crcValid为True，即若第二校验码和第一校验码相等，则验证通过，表示图片传输正确、完整，未被篡改；如果crcValid为false，即若第二校验码和第一校验码不相等，则表示图片传输过程中有被篡改或者存在图片数据缺失的情况，图片接收方即服务器端将根据验证结果进行相应业务处理。

图3是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的数字水印嵌入过程示意图。参照图3所示，在一示例性的实施例中，利用循环冗余校验(CRC)算法根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据；读取原图数据即待处理图像数据，判定待处理图像是否为灰度图，若待处理图像是灰度图，则直接读取灰度图；若待处理图像不是灰度图，则根据待处理图像提取灰度图之后，再读取灰度图；根据灰度图的总像素和第一水印数据的长度判定灰度图的空间大小是否足够，若空间不够，则抛异常，即生成异常信息提示用户，若空间足够，则在灰度图中嵌入第一水印数据，得到目标水印图，并保存目标水印图。若待处理图像是灰度图，则直接保存目标水印图；若待处理图像不是灰度图，则将灰度图还原，再保存图片。具体实施方式已在前述实施例中具体说明，在此不再赘述。

图4是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理方法的数字水印提取和验证过程示意图。参照图4所示，在一示例性的实施例中，读取水印图数据即目标水印图数据，判定目标水印图是否为灰度图，若目标水印图是灰度图，则直接读取灰度图；若目标水印图不是灰度图，则根据目标水印图提取灰度图之后，再读取灰度图；提取灰度图中最低位数据，并通过分离提取的最低位数据得到第二校验数据，将第一校验数据与第二校验数据进行比较，根据比较结果验证水印数据的一致性。具体实施方式已在前述实施例中具体说明，在此不再赘述。

本申请通过CRC算法与LSB算法相结合，提升了校验效率和校验速度，确保了数据的完整性和可靠性。本申请通过获取原水印数据和待处理图像，根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端，其中，服务器端用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。具有以下优点：一、提高数据安全性：通过嵌入CRC-32校验码于图像数据的最低有效位中，实现了对图像数据的隐式校验，有效防止了数据在传输或存储过程中的篡改和损坏。二、降低资源要求：与变换域方法和零水印技术相比，本发明的方法节省了存储空间并降低了对设备的要求。三、提升校验效率：CRC-32算法计算速度快，能够在不影响图像质量的前提下实现快速校验。

图5是本申请的一示例性实施例示出的基于数字水印的图像处理系统的框图。该装置可以应用于图1所示的实施环境，并具体配置在计算机设备102中。该装置也可以适用于其它的示例性实施环境，并具体配置在其它设备中，本实施例不对该装置所适用的实施环境进行限制。

如图5所示，该示例性的基于数字水印的图像处理系统包括：车辆终端510和服务器端520。

其中，车辆终端510，用于获取原水印数据和待处理图像，根据原水印数据生成第一校验数据，并根据原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将待处理图像拆分为多个第一色域图，将第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将第一水印数据中的至少一部分和目标水印图发送至服务器端；服务器端520，用于从目标水印图中提取第二水印数据，并根据第一水印数据中的至少一部分和第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

需要说明的是，上述实施例所提供的基于数字水印的图像处理系统与上述实施例所提供的基于数字水印的图像处理方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的基于数字水印的图像处理系统在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现上述各个实施例中提供的基于数字水印的图像处理方法。上述电子设备包括车辆终端。

图6示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图6示出的电子设备的计算机系统600仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，计算机系统600包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)602中的程序或者从储存部分608加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述各个实施例提供的方法。在RAM 603中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的储存部分608；以及包括诸如LAN(Local Area Network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分608。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述各个实施例中提供的基于数字水印的图像处理方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的基于数字水印的图像处理方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

上述实施例仅示例性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，应用于车辆终端，所述方法包括：

获取原水印数据和待处理图像；

根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据；

按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到目标水印图；

将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端，其中，所述服务器端用于从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

2.根据权利要求1所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，获取原水印数据之前，所述方法还包括：

获取采集所述待处理图像的时间戳、所述车辆终端对应的车辆信息和用户信息；

根据所述时间戳、所述车辆信息和所述用户信息中至少之一确定所述原水印数据。

3.根据权利要求1所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据之后，所述方法还包括：

获取所述待处理图像的第一总像素，并计算所述第一总像素需要占用的第一数据长度；

将所述第一数据长度与所述第一水印数据对应的第二数据长度进行比较；

若所述第一数据长度大于或等于所述第二数据长度，则按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图；

若所述第一数据长度小于所述第二数据长度，则结束对所述待处理图像的图像处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，包括：

获取所述待处理图像的第一图像维度数；

若根据所述第一图像维度数判定所述待处理图像为灰度图，则将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置；

若根据所述第一图像维度数判定所述待处理图像不为灰度图，则按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，根据所述原水印数据的长度和预设数字计算得到余数，根据所述余数与第一色域图的对应关系确定目标第一色域图，将所述第一水印数据替换至所述目标第一色域图中的预设数据位置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据预设提取规则从所述待处理图像中提取第一区域图像，对所述第一区域图像进行图像识别，得到第一图像信息；

将所述第一图像信息发送至所述服务器端，其中，所述服务器端用于根据所述预设提取规则从所述目标水印图中提取第二区域图像，对所述第二区域图像进行图像识别，得到第二图像信息，将所述第一图像信息与所述第二图像信息进行比对，根据比对结果验证所述待处理图像和所述目标水印图的一致性。

6.一种基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，应用于服务器端，所述方法包括：

接收车载终端发送的第一水印数据中的至少一部分和目标水印图，其中，所述车辆终端用于获取原水印数据和待处理图像，根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成所述第一水印数据，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到所述目标水印图，将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端；

从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

7.根据权利要求6所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，从所述目标水印图中提取第二水印数据，包括：

获取所述目标水印图的第二图像维度数；

若根据所述第二图像维度数判定所述目标水印图为灰度图，则从所述目标水印图中提取所述第二水印数据；

若根据所述第二图像维度数判定所述目标水印图不为灰度图，则按照色域通道将所述目标水印图拆分为多个第二色域图，并在目标第二色域图的预设数据位置中提取所述第二水印数据，其中，所述目标第二色域图根据所述原水印数据的长度和预设数字的余数与第二色域图的对应关系确定。

8.根据权利要求6所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，从所述目标水印图中提取第二水印数据之后，所述方法还包括：

根据所述原水印数据的长度和所述第一校验数据的长度计算得到所述第一水印数据的第一水印长度；

将所述第一水印长度与所述第二水印数据的第二水印长度进行比较，若所述第二水印长度小于所述第一水印长度，则生成检验异常提示信息提示用户；

若所述第二水印长度大于或等于所述第一水印长度，则根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的基于数字水印的图像处理方法，其特征在于，根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证，包括：

将所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据进行比较，得到比较结果；

若所述比较结果为所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据中对应的部分相同，则判定水印数据一致；

若所述比较结果为所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据中对应的部分不相同，则判定水印数据不一致。

10.一种基于数字水印的图像处理系统，其特征在于，包括：

车辆终端，用于获取原水印数据和待处理图像，根据所述原水印数据生成第一校验数据，并根据所述原水印数据和第一校验数据生成第一水印数据，按照色域通道将所述待处理图像拆分为多个第一色域图，将所述第一水印数据替换至任意第一色域图中的预设数据位置，并将各所述第一色域图进行通道合并，得到目标水印图，将所述第一水印数据中的至少一部分和所述目标水印图发送至服务器端；

服务器端，用于从所述目标水印图中提取第二水印数据，并根据所述第一水印数据中的至少一部分和所述第二水印数据之间的比较结果对水印数据的一致性进行验证。