编解码器的训练方法和装置与流程

本技术实施例涉及数据处理， 尤其涉及一种编解码器的训练方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质。

背景技术：

1、数字水印是将特定信息嵌入数字媒体(图像、音频或视频)中的技术，可用于版权声明和版权保护。数字水印的处理过程主要包括嵌入和提取。其中，嵌入步骤可以通过水印编码器完成，水印编码器用于将水印信息嵌入到媒体中。提取步骤可以通过水印解码器完成，水印解码器用于从媒体中提取出水印信息。

2、在实际应用中， 带有数字水印的图像在传播过程中可能受到各种干扰，如：第三方平台的压缩、盗用者的恶意篡改等。这些干扰可能影响图像和图像中的数字水印，导致从图像中提取出的数字水印和原始数字水印有区别，不利于维权。因此， 需要提高编解码器的抗干扰能力。

3、经过常规训练方法得到的编解码器具备一定的抗干扰能力。然而， 常规训练方法容易使编解码器在训练收敛后拟合到某一场景，对于复杂压缩场景的鲁棒性欠佳。

4、需要说明的是，上述内容并不必然是现有技术，也不用于限制本技术的专利保护范围。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种编解码器的训练方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质， 以解决或缓解上面提出的一项或更多项技术问题。

2、本技术实施例的一个方面提供了一种编解码器的训练方法，所述方法包括：

3、获取图像样本和水印样本；

4、将所述图像样本和所述水印样本输入到水印编码器中， 以得到加水印图像；

5、通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像；其中，所述降质层配置有包括第一预设图像压缩算法在内的至少两种转换方式，第一预设图像压缩算法配置有用于图像压缩的随机质量系数；

6、将所述中间图像输入到所述水印解码器中， 以获取目标水印；

7、获取所述目标水印和所述水印样本之间的损失值；

8、根据所述损失值，调整所述水印编码器的网络参数和/或所述水印解码器的网络参数。

9、可选地，所述至少两种转换方式还包括第二预设图像压缩算法；

10、对应地，通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像，包括：

11、随机选择所述第一预设图像压缩算法和所述第二预设图像压缩算法的其中一个；及

12、基于被选择的预设图像压缩算法，对所述加水印图像进行压缩处理， 以获取所述中间图像。

13、可选地，所述至少两种转换方式还包括直连通道；

14、对应地，通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像，包括：

15、选择直连通道、第一预设图像压缩算法或所述第二预设图像压缩算法；

16、在选择所述直连通道的情形下，将所述加水印图像作为所述中间图像；

17、在选择第一预设图像压缩算法的情形下，根据所述第一预设图像压缩算法对所述加水印图像进行压缩处理， 以获取所述中间图像；

18、在选择第二预设图像压缩算法的情形下，根据所述第二预设图像压缩算法对所述加水印图像进行压缩处理， 以获取所述中间图像。

19、可选地，所述第二预设图像压缩算法包括模拟jpeg算法；对应地，所述通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像，包括：

20、对所述加水印图像做dct变换， 以获取与所述加水印图像对应的原始dct系数矩阵；

21、过滤所述原始dct系数矩阵中的高频系数， 以获取第一目标dct系数矩阵；

22、对所述第一目标dct系数矩阵做反dct变换， 以获取所述中间图像。

23、可选地，所述第一预设图像压缩算法包括标准jpeg算法；对应地，所述通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像，包括：

24、对所述加水印图像做dct变换， 以获取与所述加水印图像对应的原始dct系数矩阵；

25、根据所述随机质量系数量化所述原始dct系数矩阵， 以获取第二目标dct系数矩阵；

26、根据所述第二目标dct系数矩阵获取所述中间图像。

27、可选地，所述降质层有多个，多个所述降质层形成级联结构，在该级联结构中，相邻的降质层之间前一个降质层的输出是后一个降质层的输入；

28、对应地，所述通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像，包括：

29、将所述加水印图像输入到级联结构中的首个降质层中， 以便各个降质层对所述加水印图像逐层处理；

30、获取所述级联结构中的最后一个降质层输出的图像，并将该图像确定为中间图像。

31、本技术实施例的另一个方面提供了一种数字水印的编解码方法，所述方法包括：

32、根据前述任意一项编解码训练方法训练得到的水印编码器，对待加水印图像进行编码；或

33、根据前述任意一项编解码训练方法训练得到的水印解码器，对已加水印图像进行解码。

34、本技术实施例的另一个方面提供了一种编解码器的训练装置，所述装置包括：

35、第一获取模块， 用于获取图像样本和水印样本；

36、第一输入模块， 用于将所述图像样本和所述水印样本输入到水印编码器中， 以得到加水印图像；

37、转换模块， 用于通过降质层将所述加水印图像转换为中间图像；其中，所述降质层配置有包括第一预设图像压缩算法在内的至少两种转换方式， 第一预设图像压缩算法配置有用于图像压缩的随机质量系数；

38、第二输入模块， 用于将所述中间图像输入到所述水印解码器中， 以获取目标水印；

39、第二获取模块， 用于获取所述目标水印和所述水印样本之间的损失值；

40、调整模块， 用于根据所述损失值，调整所述水印编码器的网络参数和/或所述水印解码器的网络参数。

41、本技术实施例的另一个方面提供了一种计算机设备， 包括：

42、至少一个处理器；及

43、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

44、其中：所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行， 以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。

45、本技术实施例的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上所述的方法。

46、本技术实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：

47、将获取到的图像样本和水印样本作为训练样本， 用于训练水印编解码器。训练过程如下：先将图像样本和水印样本输入到水印编码器中，得到加水印图像。然后，通过降质层中的诸如第一预设图像压缩算法将加水印图像转换为中间图像。其中， 第一预设图像压缩算法包含随机质量系数，随机质量系数用来压缩加水印图像。接着，将得到的中间图像输入到水印解码器中， 以获取目标水印。最后，确定目标水印和水印样本之间的损失值。根据该损失值，调整水印编码器的网络参数和水印解码器的网络参数。可知，本技术实施例可以采用随机质量系数，通过将第一预设图像压缩算法的质量系数设置为随机值，扩大了压缩算法的覆盖范围。在每一次训练迭代过程中对加水印图像进行随机压缩， 即，在每次训练迭代过程中使用随机的压缩场景，从而使得训练收敛后的水印编码器和水印解码器具备对复杂压缩场景的鲁棒性，进一步提高水印编码器和水印解码器的抗干扰能力。