BlindWatermark

PHP 盲水印库：实现不可见图像水印

GitHub仓库：https://github.com/kid1296/BlindWatermark

• EN README.md

特性对比

PSNR 35–40 dB 在一般照片上被公认为「视觉无损」。
默认 d1/d2 由 36/20 降低为 27/15，在保留对椒盐、亮度、遮挡、裁剪攻击的鲁棒性的前提下，进一步提升画质。

环境要求

• PHP >= 8.1
• GD 扩展（多数 PHP 发行版默认已启用）

GD 扩展用于所有图像 I/O（读取 JPEG/PNG、写入 PNG，以及缩放/椒盐噪声/亮度等攻击模拟）。
可通过 php -m | grep gd 检查是否已启用。

安装

composer require kid1296/blind-watermark

使用示例

所有示例均可在 PHP 默认内存限制下直接运行，无需再加 -d memory_limit=2G
（即使是 130 万像素图像，峰值内存也远低于 128 MB）。

01 字符串水印的嵌入与提取

原始图片 + 水印文字 = 携带盲水印的不可见水印图片。

+ 'This is a test sentence.' →

完整示例：01_embed_extract_str.php

<?php
require __DIR__ . '/../vendor/autoload.php';
use Kid1296\BlindWatermark\WaterMark;

// ========== 嵌入 ==========
$bwm1 = new WaterMark(passwordWm: 1, passwordImg: 1);
$bwm1->read_img('examples/pics/origin.jpg');
$wm = 'This is a test sentence.';
$bwm1->read_wm($wm, 'str');
$bwm1->embed('examples/output/embedded_str.png');
$lenWm = $bwm1->wmSize;                    // 记得保存这个长度

// ========== 提取 ==========
$bwm2 = new WaterMark(passwordWm: 1, passwordImg: 1);
$extracted = $bwm2->extract(
    filename: 'examples/output/embedded_str.png',
    wmShape:  $lenWm,
    mode:     'str'
);
// $extracted === 'This is a test sentence.'

运行输出：

embed done in 2.51s
Put down the length of wm_bit 191
extract done in 1.49s
extracted: This is a test sentence.
RESULT: PASS

02 位（bit）水印的嵌入与提取

嵌入任意 0/1 数组，适合自定义协议或二进制载荷。

+ 1011010011010110 →

完整示例：02_embed_extract_bit.php

<?php
require __DIR__ . '/../vendor/autoload.php';
use Kid1296\BlindWatermark\WaterMark;

$bits = [1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,1,0];

// 嵌入
$bwm1 = new WaterMark(1, 1);
$bwm1->read_img('examples/pics/origin.jpg');
$bwm1->read_wm($bits, 'bit');
$bwm1->embed('examples/output/embedded_bit.png');
$lenWm = $bwm1->wmSize;

// 提取
$bwm2 = new WaterMark(1, 1);
$extracted = $bwm2->extract(
    filename: 'examples/output/embedded_bit.png',
    wmShape:  $lenWm,
    mode:     'bit'                   // 返回 int[]，每个元素为 0 或 1
);
// $extracted === $bits

运行输出：

original bits: 1011010011010110
embed done in 2.64s, wm_size = 16
extract done in 1.55s
extracted bits: 1011010011010110
RESULT: PASS

03 内存中处理（不落盘）

适合 Web 服务场景：从请求/数据库读图→嵌入→直接返回 BGR 数据，全程不写临时文件。

完整示例：03_in_memory.php

<?php
require __DIR__ . '/../vendor/autoload.php';
use Kid1296\BlindWatermark\WaterMark;
use Kid1296\BlindWatermark\Image\ImageIo;

$img = ImageIo::read('examples/pics/origin.jpg');
// $img = ['data'=>string, 'h'=>int, 'w'=>int, 'channels'=>int]

// 嵌入 — 不传入 filename，直接返回内存结果数组
$bwm1 = new WaterMark(1, 1);
$bwm1->read_img($img);                       // 传数组而不是文件路径
$bwm1->read_wm('This is a test sentence.', 'str');
$embedded = $bwm1->embed();                  // 不传 filename → 返回数组
$lenWm = $bwm1->wmSize;
// $embedded 结构：['data'=>string, 'h'=>int, 'w'=>int, 'channels'=>int]
// 可以稍后用 ImageIo::write(...) 落盘，或直接流式返回给客户端。

// 提取 — 传 embedImg 数组（而不是 filename）
$bwm2 = new WaterMark(1, 1);
$extracted = $bwm2->extract(embedImg: $embedded, wmShape: $lenWm, mode: 'str');

运行输出：

host image: 940x940, channels=3
embed done in 2.16s
embedded: 940x940, channels=3, data size = 21206400 bytes
extract done in 1.18s
extracted: This is a test sentence.
RESULT: PASS

04 鲁棒性测试（攻击 / 裁剪还原）

演示水印在常见后处理攻击下的存活能力，以及裁剪 + 参数估计 + 还原的完整流程。

嵌入后的水印图（宿主 = origin.jpg，水印 = 'This is a attack test'）：

各攻击结果图（以下每张图均能成功提取水印）：

椒盐噪声 2%	亮度 ×0.9	缩放 940²→800×600

遮挡 5块@5%	裁剪右侧 20%	裁剪还原后

完整示例：04_with_attacks.php

$ php examples/04_with_attacks.php
embedded wm_size = 167

-- attacks --
  salt-pepper 2%                 -> 'This is a attack test' [PASS]
  brightness 0.9                 -> 'This is a attack test' [PASS]
  resize 940x940 -> 800x600 -> back -> 'This is a attack test' [PASS]
  shelter 5 blocks @5%           -> 'This is a attack test' [PASS]

-- crop + recover --
  crop right 20% + recover       -> 'This is a attack test' [PASS]
  estimate_crop_parameters       -> [0,0,752,940] (与期望值一致)  [PASS]

关于缩放攻击的鲁棒性说明：缩放攻击内部使用 GD 的双线性重采样。
对具有良好动态范围的普通照片（如 origin.jpg，均值约 120、标准差约 40）能稳定通过；
对极度均匀/接近纯色的宿主图像（例如均值 > 250/255）可能失败，因为此时水印信号的
相对强度太低，无法经受重采样的低通滤波。这是 DWT-DCT-SVD 盲水印范式的固有局限，
不是本库的 bug。验证缩放鲁棒性请使用 origin.jpg 作为宿主图。

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kkkkkkid3172@yeah.net