谷歌的 AI 学会了自动删除水印，却是为了防盗图

一些图片存储网站，如 Adobe Stock，为了保护版权会在图片上添加水印。但是日前谷歌的研究人员发现了这些水印使用方式上的“漏洞”，这让去除图片上的水印成为可能。 

这些可被删除的水印，其位置具有一致性，经过训练后的算法能够识别并自动除去这些水印。

那么问题来了，设置水印的初衷是为了保护版权，谷歌开发出这种去水印的算法，岂不是要助长“盗图”的风气？

8月17日，谷歌研究员Tali Dekel 和 Michael Rubenstein 在博客中回答了这个疑问：“我们只是想揭露计算机运行系统、应用程序以及信息交换协议的漏洞，提出相应的解决方案，从而帮助图片存储网站适应这种’变数’，更好地保护内容和作品的版权。”他们还补充说，“从我们做过的试验来看，世界上大部分图片存储网站，目前都无力规避这种风险。”

去除水印的算法“长什么样”

在7月份召开的“计算机视觉和模式识别大会”上，研究员展示了除水印的算法。

首先，算法会对一直重复的图片结构进行辨别。接着，如果一个相似的水印嵌入到了多张照片中，那么该水印就会变成收集的“信号”，而这些图片就会变成“噪音”。最后算法开启简单的图片运行程序，对水印的图案做出大致推测。

左: 为照片加水印 

中：输入图像的色饱和度 (up to the input image shown), 

右：推测出的相应的（蒙板）水印

通过下面的图片，可以清晰看到算法推测出的水印以及去除水印后的图片效果。

或者通过下图，可以看到整个算法运作的过程。

图(a)显示，大量的图片添加了相同的水印；

图(b)显示，算法可以充分利用水印一致性的特征，从而自动推断出这些水印的蒙板图案；

图(c)显示，接着算法就能还原图片，原来被水印覆盖的图片内容就被高度复原。

批量水印的不安全性

有些水印包含着复杂的设计，如将细线条和阴影相结合，这样就很难 把水印从图片上去除。事实上，让电脑自动检测出单张图片上的水印是很难完成的任务。即便人工操作，去除水印也是非常耗费精力的。一个PS技术的专家也要花费几分钟的时间，才能删除一张图片的水印。

然而，如果大量的照片添加了相同的水印，去除它们就变得轻而易举。无需任何用户干预，计算机算法通过观察网络上可以公开获取的照片，就能自动消除水印。

在谷歌研究员Tali Dekel 和 Michael Rubenstein 的博客中，传递出一个最关键的信息：可视化的水印在设计时，不仅要考虑到保护单张图片免受盗用，还要确保具有相同水印的批量图片同样安然无恙。

如何让你的水印“不可磨灭”

既然该算法去除水印的原理已经昭然若揭，为了保护图片的版权，如何反制才是这场“技术较量”的最终目的。

针对如何提高“除水印”的难度，两位研究员进行了大量试验，如随机改变水印在照片上的位置、为水印添加混合元素，或者在水印嵌入图片时进行几何变形。

经过定量分析合成水印的数据，他们得出结论：改变水印的位置和不透明度不会影响该算法发挥作用；不论位置怎样变化、不透明度多么不同，具有版权保护功能的水印仍然能被消除。

但谷歌研究院发现，将几何变形应用于水印可以提高它的稳定性。有趣的是，非常微小的图像变形就足以令水印坚不可摧。

 这种变形可以制作出与原来类似的水印，但是如果你再想把它移除，图片还是会留下明显的水印痕迹。（详见右下方的图片） 

以上的这种图形变化，只是随机性方法的其中一种。如果对图片上的水印进行更多变动，比如对水印进行大的偏移，或者在水印里随机加入元素，这些做法可能会更好地保护水印。

“虽然我们无法确定，未来这种随机性的水印会不会被破解。但是我们相信（同时我们的试验也证实）这种随机性会让’除水印’变得难上加难。” Dekel 和 Rubenstein 在博客中说。

编译来源1，编译来源2，编译来源3