一種數字服裝效果圖版權保護技術研究與實現

陳永強，彭利華

一種數字服裝效果圖版權保護技術研究與實現

陳永強1，彭利華2

（1. 武漢紡織大學 數學與計算機學院，湖北 武漢 430073；2. 武漢紡織大學 檔案館，湖北 武漢 430073）

作為數字化服裝設計作品的一種類別，數字服裝效果圖是服裝設計師設計意圖的快捷和概略表達。針對當前未考慮數字服裝效果圖版權保護的現狀，本研究提出基于空域圖像水印的數字服裝效果圖版權保護算法技術。混沌加密版權標識彩色圖像生成水印，并用LSB法嵌入到服裝色彩區域，得到版權保護后的服裝效果圖。實驗結果與分析表明所提算法和技術具有可行性和有效性。

服裝效果圖；數字版權保護；圖像水印；空域

0 引言

服裝設計是服裝設計師根據設計對象的要求進行構思，繪制出效果圖、平面圖，再根據圖紙進行制作服裝，完成一種款式服裝的全過程。服裝設計作品包含設計圖紙和實物服裝兩個部分。服裝效果圖是表達服裝設計師服裝款式造型設計意圖的準確而快捷的繪畫形式，包括對款式線條造型、材料質地、色彩和加工工藝等外觀形態的描繪與表達[1]。

隨著計算機技術和設計軟件的快速發展，服裝設計者采用計算機設計軟件完成服裝設計圖，或通過掃描、攝影等手段得到實物服裝的圖像經處理后，可形成數字服裝設計作品用于服裝業務交流與生產。數字服裝效果圖是利用設計軟件繪制的服裝效果圖，突破傳統手繪服裝效果圖的操作形式，能完成手繪所不能完成的設計，克服傳統服裝設計中的弊端，提高了設計效率[2]。

當前，因傳統繪畫習慣和歷史條件所限，大部分服裝設計專業學生和服裝設計師仍采用傳統的手繪方式進行服裝設計，數字服裝效果圖作為數字服裝設計作品類型之一，處在逐步普及之中，其版權保護不是工作主要關注點，屬于空白領域。但隨著應用的推廣展開，作為服裝設計的事實要素和價值要素的展示媒介，數字服裝效果圖也具有數字媒體固有的復制代價低廉、司法鑒定困難、篡改方便和網頁保護難等特點，版權保護問題將會日益尖銳[3]。現有以密碼技術為主的版權保護管理技術由于對媒體內容版權保護的缺陷，并不適合保護具有設計創意價值和部分內容需要發布展示推廣之間合理平衡的數字服裝效果圖版權保護，需有針對性地研究其版權保護技術[4-5]。

1 數字服裝效果圖設計

服裝按穿著組合大致分為整件裝、套裝、外套、背心、裙和褲等幾類，基本款式造型由服裝外形、領、袖、口袋、門襟、腰頭（褶裥、省）等結構部件組成。繪制服裝效果圖的目的是要突出服裝設計師對服裝款式、色彩、質地等設計的創意，展示人體著裝具體形態以及細節描寫。

計算機設計軟件為服裝設計提供了豐富資源和強大工具，主要有圖像處理、矢量繪圖和圖文排版三類軟件。服裝設計師主要使用圖像處理和矢量繪圖軟件設計數字服裝作品，常采用Photoshop、CorelDRAW、Illustrator、CorelPainter等軟件。Photoshop是由Adobe Systems公司開發和發行的圖像處理軟件，主要處理像素構成的數字圖像，具有強大的圖像編輯、合成、校色調色和特效制作等功能，是國內數字服裝效果圖的主流設計軟件[6]。

Photoshop服裝效果圖設計包括圖像的繪制與處理，一般過程是：打開已有或新建空白的服裝效果圖圖像文件，修改圖像尺寸及分辨率，調整畫布大小，確定是否使用標尺、網格、參考線等輔助工具后，在已有或新建圖層和通道上，選擇使用選區工具創建與編輯選區和蒙版，采用繪制、修飾、色彩、濾鏡等工具對服裝部件或整幅服裝圖像進行各種繪制、編輯、校色調色和特效制作，也可采用路徑、形狀、文字等工具添加各種圖形與文字，經反復細致的操作處理，合并圖層和通道，合成圖像后形成具有最終滿意效果的服裝效果圖圖像并保存圖像文件。

2 空域圖像水印版權保護技術

由于傳統的加密方法和現有的版權保護系統對多媒體內容的保護和完整性認證方面具有一定的局限性，研究者提出了基于數字水印的多媒體數據版權保護技術[7]。圖像水印是將一些標識信息（即數字水印）直接嵌入載體圖像當中，但不影響圖像載體的使用價值，也不容易被人的視覺系統覺察或注意到。根據水印嵌入位置的不同，可分為空域和變換域水印兩類。

針對國內服裝設計師使用普及率最高的Photoshop圖像處理軟件進行服裝效果圖設計的現狀，利用空域圖像水印隱藏數據量大和技術簡明特點，并適應服裝效果圖應用場景，首次提出研究與實現基于空域圖像水印的數字服裝效果圖版權保護技術。

2.1 保護思路

Photoshop軟件主要處理對象是像素構成的數字圖像，對應的空域圖像水印版權保護思路為：

根據服裝效果圖中款式造型的設計創意性和重要程度，選擇體現設計師和設計單位獨自特色的部分作為服裝效果圖版權保護重點。

在設計服裝效果圖過程中，采用選區、蒙版、圖層、通道、單個圖像等方式和各種處理工具繪制處理的版權保護部分為圖像區域。

設計或選擇一定數據量的版權信息，經未加密或加密水印生成算法等方式生成水印數據。

選擇使用空域圖像水印嵌入算法，將水印數據信息嵌入到保護圖像里，形成含水印圖像區域。

合并包含含水印與未含水印的圖像區域，合成多個圖像，最后完成已被空域圖像水印版權保護的服裝效果圖。

在服裝效果圖使用過程中，如需認證服裝效果圖的設計師和設計單位，可通過水印驗證算法確定水印的版權歸屬。

2.2 算法實現

空域水印經典實現方法是LSB（Least Significant Bits）算法[8]。最簡單的LSB算法是把圖像最低有效位的一個或多個位平面的所有比特用水印數據代替。水印信號隱藏在最低位，相當于疊加了一個能量微弱的信號，視覺上很難察覺。

2.2.1 水印生成

2.2.2 水印嵌入

2.2.3 水印檢測

3 實驗與分析

圖1 衣裙套裝圖

圖2 水印生成

圖3 版權保護

水印RGB分量圖的數據量分別小于對應裙色彩圖區域RGB分量圖像素最低位的位數，可用前文LSB算法，將水印圖像數據嵌入到裙色彩圖，得到圖3(a)含水印裙色彩圖。在Photoshop里，含水印裙色彩圖導入進衣裙套裝其它部分，合成為已版權保護的圖3(b)衣裙套裝效果圖。人類視覺系統不能判斷圖1(b)與圖3(a)的差別，得到水印版權保護的圖3(b)衣裙套裝效果圖，滿足水印隱蔽性要求。

使用衣裙套裝效果圖過程中，可借助水印檢測算法提取版權標識信息，從而確定版權歸屬。

4 結語

數字服裝效果圖是服裝設計師利用計算機設計軟件繪制的表達自己服裝款式造型設計意圖的數字服裝設計作品。隨著數字服裝效果圖逐步推廣使用，其數字版權問題將會受到重視。基于空域圖像水印算法，首次研究提出并實現了一種數字服裝效果圖版權保護技術。利用彩色圖像混沌加密技術，對版權標識彩色圖像加密生成水印數據。在滿足水印嵌入條件下，空域LSB圖像水印算法將水印數據嵌入到合適的服裝色彩區域。在Photoshop軟件里，經衣裙套裝效果圖實驗驗證表明，所提算法和技術具有可行性和有效性。針對不同類型計算機設計軟件繪制數字服裝效果圖的特點，可進一步研究其它空域或頻域圖像水印算法，開展多種版權保護技術的應用。

[1] 王群山．服裝設計效果圖（第2版）[M]．北京：化學工業出版社，2018．

[2] 姚天亮，侯萌萌．服裝效果圖電腦輔助設計[M]．合肥：合肥工業大學出版社，2015．

[3] 張文俊．數字新媒體版權管理[M]．上海：復旦大學出版社， 2014．

[4] 黃勤龍，馬兆豐，莫佳，等．新型通用格式多媒體數字版權管理系統設計與實現[J]．通信學報， 2013，34(10)：153-161.

[5] 石春雷．新媒體版權保護的困局與破解[J]．科技與出版，2018，37(7)：99-102．

[6] 徐麗，李佳軒．Photoshop CS6服裝畫表現技法[J]．北京：化學工業出版社，2014．

[7] 楊榆，雷敏．信息隱藏與數字水印[M]．北京：北京郵電大學出版社，2017．

[8] 王麗娜，王昱杰，章鑫，等．針對圖像空域隨機LSB信息隱藏的提取攻擊策略[J]．武漢大學學報(理學版)，2015，61(1)：41-50．

[9] 馬婷，陳農田．基于Logistic混沌加密的NSCT-DWT-SVD彩色水印算法[J]．現代電子技術，2016，39(10)：37-41

Research and Realization on a Copyright Protection Technique of Digital Clothing Effect Diagram

CHEN Yong-qiang1, PENG Li-hua2

（1. School of Math and Computer, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China;2. Archive,Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China）

As a kind of digital fashion design work, digital clothing effect diagram is a fast and rough way for designer intent expression. Aiming at the current situation that copyright protection to digital clothing effect diagram has not been considered, a novel digital clothing effect diagram copyright protection technique based on space domain image watermarkisproposed. Watermark is generated through copyright identity color image encrypted by chaotic method and embedded into color zone of clothing by LSB algorithm. Experimental resultanalysis shows that the proposed algorithms and technologyhave feasibility and effectiveness.

clothing effect diagram; digital copyright protection; image watermark; space domain

陳永強（1967-），男，教授，研究方向：可視媒體技術及安全.

湖北省教育廳人文社會科學研究項目（15Y064）.

D913

A

2095－414X(2019)04－0003－04