再見吧，水印君！谷歌的新演算法可自動去除圖片水印（paper）

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無論你是攝影師、營銷經理還是普通的互聯網用戶，你可能都會遇到麻煩的水印問題。水印是保護每天在線生成的數以百萬計的照片和股票圖像版權的最常見的方法。

最近在2017年計算機視覺與模式識別會議（CVPR 2017）上提出的「 On The Effectiveness Of Visible Watermarks 」論文，Google展示了一種計算機演算法能夠自動獲得圖片版權保護並去除水印，使用戶無障礙地訪問清晰圖像。

左：有水印圖像 右：無水印版本的圖像，由計算機演算法自動生成。圖片來源：Adobe

在論文中， Google還提出了去除水印更好的方法。

▍如何去水印

實際上，對於單張圖像來說，為了使計算機自動檢測哪些視覺結構屬於水印，哪些結構屬於底層圖像是非常困難的。手動地，從圖像中刪除水印的任務是很麻煩的，即使使用最先進的編輯工具，也可能需要Photoshop老手用幾分鐘的時間從一張圖像中摳掉水印。

然而，迄今為止已經被忽視的事實是，水印通常以相同的方式添加到許多圖像中。

Google的研究表明，這種一致性可以用於反轉水印過程 - 即估計水印圖像及其不透明度，並恢復原始的、無水印的圖像。這可以全部自動化，任何用戶不能對其處理，只能在線上公開查看水印圖像集。

許多圖像上的水印的一致性允許大規模自動地去除它。

左：由相同水印標記的輸入集合，中間：計算水印及其不透明度，右：恢復，無水印圖像

圖像來源：COCO數據集

該過程的第一步是確定哪些圖像結構在圖像集中重複。如果在許多圖像中嵌入了類似的水印，則水印被定義為圖像雜訊，並且可以使用簡單的圖像操作來抽出水印圖案。

這裡有更多的例子，顯示了幾個圖像水印和無水印的例子。Google在項目頁面的補充材料中有更多的圖像數據。

左列：水印自動從水印圖像中抽出（在灰色背景上呈現）。中圖：輸入水印圖像。右圖：自動刪除水印。圖片來源：Adobe股票

▍保護圖片版權

當前水印技術的弱點在於圖像集合中水印的一致性。因此，為了對抗它，我們需要在每個圖像中嵌入水印時植入不一致。

在論文中，Google研究了幾種類型的不一致以及它們如何影響上述技術。

例如，Google發現，只要簡單地改變每個圖像水印的位置，就不會妨礙去除水印，也不會在水印的不透明度中產生小的隨機變化。但是在水印中植入隨機幾何干擾- 將其嵌入到每個圖像中時會使其變形 - 提高了其魯棒性。

圖像水印扭曲，可以提高其魯棒性

這種扭曲可以讓原始圖像生成相似的水印圖像（下圖右上方），但現在如果嘗試刪除水印，則會留下顯而易見的圖像（右下角）：

簡而言之，原因在於，從任何單一圖像中去除隨機扭曲的水印，需要額外估計應用於該圖像的水印的扭曲域 - 這本來就是更難的任務。

因此，即使在存在這些隨機干擾的情況下可以預估水印圖案，然後準確地將其去除而沒有任何可見的偽像是更具挑戰性的。

雖然Google不能保證將來沒有辦法打破這樣的隨機水印方案，但Google認為（實驗顯示）隨機化將使水印盜版從根本上更加困難。

Google希望這些發現將有助於攝影和圖像社區。

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