一种数字服装效果图版权保护技术研究与实现

陈永强，彭利华

一种数字服装效果图版权保护技术研究与实现

陈永强1，彭利华2

（1. 武汉纺织大学 数学与计算机学院，湖北 武汉 430073；2. 武汉纺织大学 档案馆，湖北 武汉 430073）

作为数字化服装设计作品的一种类别，数字服装效果图是服装设计师设计意图的快捷和概略表达。针对当前未考虑数字服装效果图版权保护的现状，本研究提出基于空域图像水印的数字服装效果图版权保护算法技术。混沌加密版权标识彩色图像生成水印，并用LSB法嵌入到服装色彩区域，得到版权保护后的服装效果图。实验结果与分析表明所提算法和技术具有可行性和有效性。

服装效果图；数字版权保护；图像水印；空域

0 引言

服装设计是服装设计师根据设计对象的要求进行构思，绘制出效果图、平面图，再根据图纸进行制作服装，完成一种款式服装的全过程。服装设计作品包含设计图纸和实物服装两个部分。服装效果图是表达服装设计师服装款式造型设计意图的准确而快捷的绘画形式，包括对款式线条造型、材料质地、色彩和加工工艺等外观形态的描绘与表达[1]。

随着计算机技术和设计软件的快速发展，服装设计者采用计算机设计软件完成服装设计图，或通过扫描、摄影等手段得到实物服装的图像经处理后，可形成数字服装设计作品用于服装业务交流与生产。数字服装效果图是利用设计软件绘制的服装效果图，突破传统手绘服装效果图的操作形式，能完成手绘所不能完成的设计，克服传统服装设计中的弊端，提高了设计效率[2]。

当前，因传统绘画习惯和历史条件所限，大部分服装设计专业学生和服装设计师仍采用传统的手绘方式进行服装设计，数字服装效果图作为数字服装设计作品类型之一，处在逐步普及之中，其版权保护不是工作主要关注点，属于空白领域。但随着应用的推广展开，作为服装设计的事实要素和价值要素的展示媒介，数字服装效果图也具有数字媒体固有的复制代价低廉、司法鉴定困难、篡改方便和网页保护难等特点，版权保护问题将会日益尖锐[3]。现有以密码技术为主的版权保护管理技术由于对媒体内容版权保护的缺陷，并不适合保护具有设计创意价值和部分内容需要发布展示推广之间合理平衡的数字服装效果图版权保护，需有针对性地研究其版权保护技术[4-5]。

1 数字服装效果图设计

服装按穿着组合大致分为整件装、套装、外套、背心、裙和裤等几类，基本款式造型由服装外形、领、袖、口袋、门襟、腰头（褶裥、省）等结构部件组成。绘制服装效果图的目的是要突出服装设计师对服装款式、色彩、质地等设计的创意，展示人体着装具体形态以及细节描写。

计算机设计软件为服装设计提供了丰富资源和强大工具，主要有图像处理、矢量绘图和图文排版三类软件。服装设计师主要使用图像处理和矢量绘图软件设计数字服装作品，常采用Photoshop、CorelDRAW、Illustrator、CorelPainter等软件。Photoshop是由Adobe Systems公司开发和发行的图像处理软件，主要处理像素构成的数字图像，具有强大的图像编辑、合成、校色调色和特效制作等功能，是国内数字服装效果图的主流设计软件[6]。

Photoshop服装效果图设计包括图像的绘制与处理，一般过程是：打开已有或新建空白的服装效果图图像文件，修改图像尺寸及分辨率，调整画布大小，确定是否使用标尺、网格、参考线等辅助工具后，在已有或新建图层和通道上，选择使用选区工具创建与编辑选区和蒙版，采用绘制、修饰、色彩、滤镜等工具对服装部件或整幅服装图像进行各种绘制、编辑、校色调色和特效制作，也可采用路径、形状、文字等工具添加各种图形与文字，经反复细致的操作处理，合并图层和通道，合成图像后形成具有最终满意效果的服装效果图图像并保存图像文件。

2 空域图像水印版权保护技术

由于传统的加密方法和现有的版权保护系统对多媒体内容的保护和完整性认证方面具有一定的局限性，研究者提出了基于数字水印的多媒体数据版权保护技术[7]。图像水印是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入载体图像当中，但不影响图像载体的使用价值，也不容易被人的视觉系统觉察或注意到。根据水印嵌入位置的不同，可分为空域和变换域水印两类。

针对国内服装设计师使用普及率最高的Photoshop图像处理软件进行服装效果图设计的现状，利用空域图像水印隐藏数据量大和技术简明特点，并适应服装效果图应用场景，首次提出研究与实现基于空域图像水印的数字服装效果图版权保护技术。

2.1 保护思路

Photoshop软件主要处理对象是像素构成的数字图像，对应的空域图像水印版权保护思路为：

根据服装效果图中款式造型的设计创意性和重要程度，选择体现设计师和设计单位独自特色的部分作为服装效果图版权保护重点。

在设计服装效果图过程中，采用选区、蒙版、图层、通道、单个图像等方式和各种处理工具绘制处理的版权保护部分为图像区域。

设计或选择一定数据量的版权信息，经未加密或加密水印生成算法等方式生成水印数据。

选择使用空域图像水印嵌入算法，将水印数据信息嵌入到保护图像里，形成含水印图像区域。

合并包含含水印与未含水印的图像区域，合成多个图像，最后完成已被空域图像水印版权保护的服装效果图。

在服装效果图使用过程中，如需认证服装效果图的设计师和设计单位，可通过水印验证算法确定水印的版权归属。

2.2 算法实现

空域水印经典实现方法是LSB（Least Significant Bits）算法[8]。最简单的LSB算法是把图像最低有效位的一个或多个位平面的所有比特用水印数据代替。水印信号隐藏在最低位，相当于叠加了一个能量微弱的信号，视觉上很难察觉。

2.2.1 水印生成

2.2.2 水印嵌入

2.2.3 水印检测

3 实验与分析

图1 衣裙套装图

图2 水印生成

图3 版权保护

水印RGB分量图的数据量分别小于对应裙色彩图区域RGB分量图像素最低位的位数，可用前文LSB算法，将水印图像数据嵌入到裙色彩图，得到图3(a)含水印裙色彩图。在Photoshop里，含水印裙色彩图导入进衣裙套装其它部分，合成为已版权保护的图3(b)衣裙套装效果图。人类视觉系统不能判断图1(b)与图3(a)的差别，得到水印版权保护的图3(b)衣裙套装效果图，满足水印隐蔽性要求。

使用衣裙套装效果图过程中，可借助水印检测算法提取版权标识信息，从而确定版权归属。

4 结语

数字服装效果图是服装设计师利用计算机设计软件绘制的表达自己服装款式造型设计意图的数字服装设计作品。随着数字服装效果图逐步推广使用，其数字版权问题将会受到重视。基于空域图像水印算法，首次研究提出并实现了一种数字服装效果图版权保护技术。利用彩色图像混沌加密技术，对版权标识彩色图像加密生成水印数据。在满足水印嵌入条件下，空域LSB图像水印算法将水印数据嵌入到合适的服装色彩区域。在Photoshop软件里，经衣裙套装效果图实验验证表明，所提算法和技术具有可行性和有效性。针对不同类型计算机设计软件绘制数字服装效果图的特点，可进一步研究其它空域或频域图像水印算法，开展多种版权保护技术的应用。

[1] 王群山．服装设计效果图（第2版）[M]．北京：化学工业出版社，2018．

[2] 姚天亮，侯萌萌．服装效果图电脑辅助设计[M]．合肥：合肥工业大学出版社，2015．

[3] 张文俊．数字新媒体版权管理[M]．上海：复旦大学出版社， 2014．

[4] 黄勤龙，马兆丰，莫佳，等．新型通用格式多媒体数字版权管理系统设计与实现[J]．通信学报， 2013，34(10)：153-161.

[5] 石春雷．新媒体版权保护的困局与破解[J]．科技与出版，2018，37(7)：99-102．

[6] 徐丽，李佳轩．Photoshop CS6服装画表现技法[J]．北京：化学工业出版社，2014．

[7] 杨榆，雷敏．信息隐藏与数字水印[M]．北京：北京邮电大学出版社，2017．

[8] 王丽娜，王昱杰，章鑫，等．针对图像空域随机LSB信息隐藏的提取攻击策略[J]．武汉大学学报(理学版)，2015，61(1)：41-50．

[9] 马婷，陈农田．基于Logistic混沌加密的NSCT-DWT-SVD彩色水印算法[J]．现代电子技术，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

陈永强（1967-），男，教授，研究方向：可视媒体技术及安全.

湖北省教育厅人文社会科学研究项目（15Y064）.

D913

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2095－414X(2019)04－0003－04