README- ::defaultDotConfig::default
- ::newDotConfig::new
- ::cropRgbaImage::crop
- ::embed_dotsRgbaImage::embed_dots
- ::embed_invisibleRgbaImage::embed_invisible
- ::embed_logoRgbaImage::embed_logo
- ::embed_textRgbaImage::embed_text
- ::embed_tiledRgbaImage::embed_tiled
- ::encode_jpegRgbaImage::encode_jpeg
- ::encode_pngRgbaImage::encode_png
- ::get_pixelRgbaImage::get_pixel
- ::newRgbaImage::new
- ::resizeRgbaImage::resize
- ::set_pixelRgbaImage::set_pixel
- TSampleMode
- ::newTextConfig::new
- ::newTiledConfig::new
- Vblend_pixel
- Vdecode_jpeg
- Vdecode_png
- Vdot_config_from_json
- Vdot_config_to_json
- Vextract_dots
- Vextract_invisible
- Vrender_text
- Vseed_to_state
- Vtext_config_from_json
- Vtext_config_to_json
- Vtiled_config_from_json
- Vtiled_config_to_json
- Vtrace_dots
- Vverify_dots
- Vverify_invisible
- Vxorshift64_next
moon-watermark
Image watermark library for MoonBit: visible and invisible traceable watermarks with embed/extract/verify APIs and a CLI.
watermark
image
security
anti-piracy
steganography
Author
Version
0.1.1
License
Apache-2.0
Repository
Last updated
8 days ago
Downloads
21
Dependencies
- mizchi/image0.4.3
- mizchi/json0.4.0
#moon-watermark
MoonBit 图像水印算法库：可见水印（文本 / 随机点阵 / Logo / 平铺）+ 不可见溯源水印（LSB），提供 embed / extract / verify / trace API 与配置 JSON 序列化。用于直播防去重、防盗播、内容溯源等场景。
#功能矩阵
#可见水印（已实现）
| 类型 | API | 说明 |
|---|---|---|
| 文本水印 | RgbaImage::embed_text + TextConfig | 内置 5×7 点阵字体（A-Z / 0-9 / 常用符号），支持缩放、透明度、定位 |
| 随机点阵水印 | RgbaImage::embed_dots + DotConfig | 确定性 PRNG（xorshift64）按网格落点；同一 seed 完全可复现 → 可提取、可溯源 |
| Logo 水印 | RgbaImage::embed_logo | 任意 RGBA 图叠加，支持透明 PNG |
| 平铺水印 | RgbaImage::embed_tiled + TiledConfig | 全幅网格平铺，防截屏/盗摄 |
#不可见水印（已实现）
| API | 说明 |
|---|---|
| RgbaImage::embed_invisible + extract_invisible | LSB 逐位嵌入（RGB 通道各 1 bit/像素）；key 派生 keystream 整体混淆，错误 key 在 magic 校验处被拒绝；容量 = 宽×高×3/8 字节 |
| verify_invisible | magic 校验通过即判定存在 |
#提取、验证与溯源（已实现）
| API | 说明 |
|---|---|
| extract_dots | 用同一 DotConfig 复现点位置，统计深色命中率（0.0~1.0） |
| verify_dots | 命中率 ≥ 阈值（默认 0.9）判定水印存在 |
| verify_invisible | LSB 水印 magic 校验 |
| trace_dots | 对候选 DotConfig 数组溯源：返回命中率最高者索引（≥ 阈值）；直播场景每个接收者持有不同 seed，泄漏即锁定接收者 |
#图像 IO（基于 mizchi/image）
decode_png / encode_png / decode_jpeg / encode_jpeg / resize / crop
#配置持久化（已实现）
text_config_to_json/from_json、dot_config_to_json/from_json、tiled_config_to_json/from_json（core @json，seed 以 Number 表示）
#安装
moon add yuzhiblue/moon-watermark#Quick Start
完整可运行示例见 cmd/main/main.mbt（moon run cmd/main）：
// 1. 生成测试图（或 decode_png 解码真实图片）
let img = @lib.RgbaImage::new(320, 240, 0xFFFF_FFFF)
// 2. 文本水印：平台名 + 时间戳（直播贴片场景）
let tcfg = @lib.TextConfig::new("LIVE 2026-10-03", 8, 8, 2, 0.6, 0xFF00_00FF)
let _ = img.embed_text(tcfg)
// 3. 点阵溯源水印：seed = 观众/接收者 ID
let dcfg = @lib.DotConfig::default()
let _ = img.embed_dots(dcfg)
// 4. 编码 → 解码 → 提取验证
let png = img.encode_png()
let back = @lib.decode_png(png.unwrap()).unwrap()
let rate = @lib.extract_dots(back, dcfg) // ≥0.9 判定水印存在#演示
嵌入前后对比（左上原图 → 右上 LSB 不可见水印 → 左下可见水印 → 右下差异放大 ×64 显示 LSB 实际改动位置）：
溯源演示（三位接收者持不同 seed，泄漏帧命中接收者 C）：
鲁棒性矩阵可视化（数据来自 robustness_wbtest.mbt 实测）：
#鲁棒性测试矩阵（实测）
moon test 的 robustness_wbtest.mbt 实测数据（128×128 测试图，DotConfig::default()，density=0.05）：
| 攻击 | 点阵水印命中率 | LSB 不可见水印 | 说明 |
|---|---|---|---|
| PNG 无损往返 | 1.0 ✅ | 可提取 ✅ | LSB 的可靠载体 |
| JPEG q60 重压 | 1.0 ✅ | 提取失败 ❌ | 深色点高对比经 JPEG 保留；LSB 被量化破坏 → JPEG 场景需 DCT 域水印（roadmap） |
| 裁剪半幅（保留行格） | 1.0 ✅ | — | 点阵网格按行列索引相对化，裁剪不破坏行格时完全命中 |
| 缩放至 1/2（Nearest） | 0.0 ❌ | — | 像素网格重采样后点位置错位；缩放鲁棒需频域方案（roadmap） |
#设计说明
- 颜色打包：0xRRGGBBAA。MoonBit Int 为 32 位有符号，0xFFFF_FFFF 等高位字面量会表示为负数——位运算完全等价，无需担心；推荐用 (r << 16) | (g << 8) | b | (a << 24) 构造颜色。
- 确定性：点阵水印完全由 DotConfig（含 seed）决定，这是提取与溯源的基础。
- PNG 无损往返：PNG 编码/解码不损失 LSB 信息，是不可见水印的载体（见路线图）。
#生态区分
| 包 | 作者 | 定位 | 与 moon-watermark 差异 |
|---|---|---|---|
| pixelforge | 0717lee | 通用图像处理（合成/滤镜/编解码） | 无安全水印的嵌入-提取-溯源概念 |
| moonwatermarkkit | Oyc996 | 流处理"事件时间水印" | 非图像水印 |
| watermark-toolkit | V1GreenSummer | LLM 文本水印 | 非图像水印 |
#路线图
- W1（10/3–10/9）：可见水印全家桶 ✅ · 配置 JSON ✅ · 可运行示例 ✅
- W2（10/10–10/16）：不可见水印 LSB ✅（key 混淆 + magic 校验）· 统一 verify/trace API ✅ · PNG 无损往返集成测试 ✅
- W3（10/17–10/23）：鲁棒性测试矩阵 ✅（实测数据见上表）· CLI 评估 ✅（MoonBit core 暂无进程参数与文件 IO API，WASI 社区包接入会改变 target 配置；cmd/main 内存闭环示例已满足发布「可运行示例」要求，CLI 推迟至 v0.2 native 发布）· 发布 mooncakes
- 11 月：直播贴片工坊应用（OBS / 直播伴侣浏览器源）复用本库
#License
Apache-2.0
DotConfig
pub struct DotConfig {
density : Double
dot_size : Int
seed : Int64
opacity : Double
grid_offset_x : Int
grid_offset_y : Int
}随机点阵水印配置。
- density：点阵密度（0.0 ~ 1.0，越大点越密）。
- dot_size：单个点的大小（像素边长）。
- seed：确定性 PRNG 种子；同一种子在不同运行间生成相同水印（可复现、可验证）。
- opacity：点的不透明度（0.0 ~ 1.0）。
- grid_offset_x / grid_offset_y：点阵网格偏移，用于多平台差异化。
RgbaImage
pub struct RgbaImage {
width : Int
height : Int
data : FixedArray[Byte]
}RGBA 图像数据结构：每像素 4 字节（R,G,B,A），行优先存储。
内部用 FixedArray[Byte] 存储以便像素级原地修改（水印嵌入零复制）；
与 mizchi/image 的 ImageData（Bytes）互转见 decode_png / encode_png。
RgbaImage::crop
裁剪图像区域 (x, y, w, h)。越界坐标被钳制到图像范围内。
RgbaImage::embed_dots
随机点阵水印：按 DotConfig 的网格 + PRNG 布局，在全图散布深色点。
- 图像按 8×8 单元划分网格；每个单元由 seed 驱动的确定性 PRNG 决定是否落点（density 控制落点单元比例）及点在单元内的偏移 （叠加 grid_offset_x / grid_offset_y）。
- 点颜色固定为深色（0x0000_00FF），半透明时由 opacity 控制； 同一配置（尤其同一 seed）嵌入结果完全一致，可被 extract_dots 复现。
RgbaImage::embed_invisible
将 payload（如观众 ID）以 LSB 方式嵌入图像（原地修改）。
- 容量：width × height × 3 / 8 字节（含 4 字节头部）；超出返回 Err。
- key：可选混淆密钥，None 为明文嵌入。
- 返回 Ok(图像) / Err(容量不足)。
RgbaImage::embed_logo
Logo 水印：将 logo 图像叠加到 (x, y) 处（原地修改并返回同一图像）。
- logo 的自身 alpha 参与混合（透明背景的 PNG 可直接使用）。
- opacity（0.0~1.0）控制整体透明度；越界部分自动裁剪。
RgbaImage::embed_text
在图像指定位置叠加文本水印（原地修改并返回同一图像）。
位置由 TextConfig.x / y 指定（水印左上角）；透明度仅由
opacity 控制（字形像素不透明）；越界部分自动裁剪。
RgbaImage::embed_tiled
平铺水印：将 TiledConfig.text 渲染出的水印单元按间距平铺覆盖整张图
（原地修改并返回同一图像）。常用于防盗摄的全幅斜向/网格水印。
RgbaImage::encode_jpeg
将 RgbaImage 编码为 JPEG 字节（质量 0~100，用于鲁棒性测试）。
RgbaImage::encode_png
将 RgbaImage 编码为 PNG 字节。
RgbaImage::get_pixel
读取像素，返回打包 RGBA 颜色 0xRRGGBBAA。
RgbaImage::new
创建指定尺寸的纯色图像。
参数 rgba 为打包颜色：0xRRGGBBAA。
RgbaImage::resize
fn RgbaImage::resize(self : RgbaImage, width : Int, height : Int, sampler : SampleMode) -> RgbaImage缩放图像。非法尺寸时返回原图副本。
TextConfig
pub struct TextConfig {
text : String
x : Int
y : Int
font_size : Int
opacity : Double
angle : Double
color : Int
}文本水印配置。
- x / y：水印左上角在目标图像中的坐标（像素）。
- font_size：点阵字体的缩放倍数（1 = 原始 5×7 尺寸）。
- opacity：整体不透明度（0.0 ~ 1.0）。
- angle：旋转角度（度）。当前版本保留字段，暂未实现旋转。
- color：打包 RGBA 颜色 0xRRGGBBAA。
TextConfig::new
fn TextConfig::new(text : String, x : Int, y : Int, font_size : Int, opacity : Double, color : Int) -> TextConfig便捷构造器：angle 默认为 0（当前版本未实现旋转）。
TiledConfig
pub struct TiledConfig {
text : String
font_size : Int
spacing_x : Int
spacing_y : Int
opacity : Double
color : Int
}平铺水印配置：text 按 font_size 放大为单元，以
spacing_x / spacing_y 为间距平铺覆盖整张图。
TiledConfig::new
fn TiledConfig::new(text : String, font_size : Int, spacing_x : Int, spacing_y : Int, opacity : Double, color : Int) -> TiledConfig便捷构造器（颜色打包 RGBA 0xRRGGBBAA）。
blend_pixel
fn blend_pixel(dst : Int, src : Int, alpha : Int) -> Int标准 alpha 混合：将 src 以不透明度 alpha 叠加到 dst 上。
逐通道计算：out = (src * a + dst * (255 - a)) / 255，
输入输出均为打包 RGBA 颜色 0xRRGGBBAA，alpha 取值 0~255。
dot_config_from_json
从 JSON 字符串解析 DotConfig；字段缺失或格式错误返回 None。
extract_dots
提取点阵水印：用同一 cfg 复现点位置，统计深色命中率（0.0~1.0）。
命中判定：像素亮度（RGB 均值）低于 brightness_threshold 视为命中。
用于验证水印是否存在 / 匹配某个 seed（溯源时不同接收者持有不同 seed）。
extract_invisible
从图像提取 LSB 不可见水印；magic 校验失败（含错误 key）返回 None。
render_text
将文本渲染为 RGBA 位图（内置 5×7 点阵字体）。
- color：字形颜色，打包 RGBA 0xRRGGBBAA；字形像素不透明时 alpha 取 255。
- scale（可选，默认 1）：点阵放大倍数，用最近邻放大。
- 字符间距 1 像素；不支持的字形渲染为空白。
- 空文本返回 0×0 图像。
text_config_from_json
从 JSON 字符串解析 TextConfig；字段缺失或格式错误返回 None。
text_config_to_json
将 TextConfig 序列化为 JSON 字符串。
tiled_config_from_json
从 JSON 字符串解析 TiledConfig；字段缺失或格式错误返回 None。
tiled_config_to_json
将 TiledConfig 序列化为 JSON 字符串。
trace_dots
溯源：对候选 DotConfig 逐一提取命中率，返回最高命中率候选的索引。
候选为空或最高命中率低于 threshold（默认 0.9）时返回 -1。
直播溯源场景：每个接收者持有不同 seed 的配置，泄漏视频命中哪个
seed 即锁定对应接收者。
verify_dots
验证点阵水印是否存在：extract_dots 命中率 ≥ threshold（默认 0.9）。
verify_invisible
验证 LSB 不可见水印是否存在：能通过 magic 校验（含正确 key）即存在。
xorshift64_next
fn xorshift64_next(state : UInt64) -> UInt64确定性 64 位 PRNG（xorshift64）。
相同种子产生完全相同序列，保证点阵水印可复现、可提取；
种子 0 会被替换为 1，避免全零状态死循环。
Install
Download zipImage watermark library for MoonBit: visible and invisible traceable watermarks with embed/extract/verify APIs and a CLI.
watermarkimagesecurityanti-piracysteganography
Apache-2.0
Updated 8 days ago
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- mizchi/image0.4.3
- mizchi/json0.4.0