KR100472071B1 - 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법 - Google Patents

시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100472071B1
KR100472071B1 KR10-2001-0067660A KR20010067660A KR100472071B1 KR 100472071 B1 KR100472071 B1 KR 100472071B1 KR 20010067660 A KR20010067660 A KR 20010067660A KR 100472071 B1 KR100472071 B1 KR 100472071B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
watermark signal
watermark
signal
average value
time direction
Prior art date
Application number
KR10-2001-0067660A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030035552A (ko
Inventor
강현수
홍진우
김진웅
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR10-2001-0067660A priority Critical patent/KR100472071B1/ko
Publication of KR20030035552A publication Critical patent/KR20030035552A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100472071B1 publication Critical patent/KR100472071B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00884—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving a watermark, i.e. a barely perceptible transformation of the original data which can nevertheless be recognised by an algorithm

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 시간방향 평균값 제거기를 이용하여 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0에 근사한 값으로 만든 후에 워터마크 신호를 삽입하기 위한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 있어서, 기준 워터마크 신호와 삽입할 데이터를 입력받아, 워터마크 신호를 생성하기 위한 워터마크 신호 생성수단; 상기 워터마크 신호 생성수단에서 생성한 워터마크 신호를 입력받아, 상기 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위한 시간방향 평균값 제거수단; 및 원신호와 상기 시간방향 평균값 제거수단에서 얻어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻기 위한 덧셈수단을 포함함
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 엠-어리 워터마킹 시스템 등에 이용됨.

Description

시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법{Apparatus and method of injecting time-domain average removed watermark signal for M-ary watermarking system}
본 발명은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시간방향 평균값 제거기를 이용하여 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0에 근사한 값으로 만든 후에 워터마크 신호를 삽입하기 위한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
본 발명이 속하는 종래 기술의 대표적인 워터마킹 방법은 마틴 쿠터(Martin Kutter)에 의해 개발된 쿠터 방식이다. 참고로 이에 대한 내용은 마틴 쿠터의 박사학위 논문인 "디지털 이미지 워터마킹 : 이미지에 정보 숨기기(Digital image watermarking : hiding information in images)"에 잘 나타나 있다.
도 1은 종래의 엠-어리 워터마크 시스템의 일실시예 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 엠-어리 워터마크 시스템은 워터마크 삽입장치(110)와 워터마크 검출장치(120)로 이루어져 있으며, 워터마크 삽입장치(110)는 덧셈기(111), 곱셈기(114) 및 직각기저함수 발생기(115)를 포함하고 있으며, 워터마크 검출장치(120)는 상관기(121) 및 최대값 검출기(122)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
삽입할 데이터 i(103)가 k비트이라고 할 때, M=2k로 정해지고, 직각기저함수 발생기(115)는 M개의 직각기저함수 중, i번째 직각기저함수 φi(n)을 발생시키고, 이를 곱셈기(114)에서 기준 워터마크 신호 w(n)(102)과 곱함(이를 변조라고 부름)으로써, 원신호 x(n)(101)에 삽입할 워터마크 신호 wi(n)을 만들어낸다. 이때, 변조는 하기의 수학식으로 표현된다.
이렇게 얻어진 wi(n)을 덧셈기(111)에서 원신호 x(n)(101)과 더함으로써 최종적으로 워터마크된 신호(104)를 얻게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 엠-어리 워터마크 검출장치(120)는 상관기(121) 및 최대값 검출기(122)를 구비하고 있음을 알 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
워터마크 검출장치(120)는 워터마크 삽입장치(110)에서 삽입된 워터마크를 찾아내는 과정으로 이루어진다. 즉, 상관성 추출을 위한 상관기(121)의 입력으로 모든 가능한 직각기저함수(총 M개)를 이용하여 만들어진 M개의 변조된 워터마크 신호들(105)과, 검사할 워터마크된 신호(104)를 입력함으로써 M개의 상관계수 zj(j는 0≤j≤M인 정수)를 얻고, 최대값 검출기(122)에서 상관계수 중 가장 큰 값을 가지는 워터마크를 선택함으로써 삽입된 워터마크가 어떤 직각기저함수로 변조되었는지를 검출함으로써 삽입된 데이터를 판독하게 된다. 마틴 쿠터가 사용한 직각기저함수는 하다마드-월쉬(Hadamard-Walsh) 함수였으며, 그 외의 다른 직각기저함수들도 사용될 수 있다. 도 1의 상관기는 하기의 수학식으로 표현된다.
여기서 N은 워터마크 신호의 길이이다.
이 때, wi(n)의 시간방향 평균값이 0이 아닐 때 발생하는 검출오류확률은 증가하게 되며, 삽입할 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0으로 함으로써 워터마크 검출시 오류 확률을 크게 감소시킬 수 있다. 즉, 다음 수학식을 만족하는 경우이다.
그러나, 엠-어리 워터마킹 방식에서는 [수학식3]의 조건을 만족하더라도, 기준 워터마크가 직각기저함수와 곱해짐으로써 원신호에 삽입될 워터마크 신호 wi(n)의 시간방향 평균값은 0이 아니라, 0을 중심으로 0이 아닌 값의 분산(variance)을 가지고 분포하게 된다. 이것은 변조과정에서, w(n)에 Фi(n)을 곱함으로써 워터마크의 부호에 변화가 발생하여 시간방향 평균값이 0이 됨을 보장하지 못한다. 이러한 이유로 인하여 검출시 검출오류확률이 크게 증가되는 문제점이 있었다. 참고로 wi(n)의 시간방향 평균값이 0이 아닐 때 발생하는 검출오류확률의 증가에 대한 내용은 "상관성 분석에 기초한 신뢰성 높은 워터마크 검출 방법(reliable watermark detection method based on analysis of correlation), Optical Engineering, vol.39, no.12, Dec.2000"에 기술되어 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 시간방향 평균값 제거기를 이용하여 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0에 근사한 값으로 만든 후에 워터마크 신호를 삽입하기 위한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시간방향 평균값 제거기를 이용하여 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0에 근사한 값으로 만들고, 이를 스케일러에서 스케일링을 함으로써 에너지가 보상된 워터마크 신호를 삽입하기 위한 엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 있어서, 기준 워터마크 신호와 삽입할 데이터를 입력받아, 워터마크 신호를 생성하기 위한 워터마크 신호 생성수단; 상기 워터마크 신호 생성수단에서 생성한 워터마크 신호를 입력받아, 상기 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위한 시간방향 평균값 제거수단; 및 원신호와 상기 시간방향 평균값 제거수단에서 얻어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻기 위한 덧셈수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 상기 본 발명의 장치는 상기 시간방향 평균값 제거수단으로부터 전달받은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 상기 덧셈수단으로 전달하기 위한 스케일링 수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 방법은, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 적용되는 엠-어리 워터마크 삽입방법에 있어서, 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 워터마크 신호를 생성하는 제 1 단계; 상기 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하여, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 만드는 제 2 단계; 및 원신호와 상기 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 상기 본 발명의 방법은 상기 제 2 단계에서 만들어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 주는 제 4 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 엠-어리 워터마킹 시스템에서 워터마크를 삽입하기 위하여, 프로세서를 구비한 워터마크 삽입장치에, 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 워터마크 신호를 생성하는 제 1 기능; 상기 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하여, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 만드는 제 2 기능; 및 원신호와 상기 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 상기 본 발명은 상기 제 2 기능에서 만들어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 주는 제 4 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치의 일실시예 구성도이다.
워터마크 신호 생성부(216)는 곱셈기(214)와 직각기저함수 발생기(215)를 포함하며, 워터마크 신호 생성부(216)의 직각기저함수 발생기(215)에서는 삽입할 데이터 i(201)를 입력받아 i가 k비트라고 할 때, M=2k로 정해지고, 직각기저함수 발생기(215)는 M개의 직각기저함수 중, i번째 직각기저함수 φi(n)을 발생시키고, 이를 워터마크 신호 생성부(216)의 곱셈기(214)에서 기준 워터마크 신호 w(n)(202)과 곱함으로써 wi(n)을 만들어낸다.
그리고, 워터마크 신호 생성부(216)에서 생성된 워터마크 신호 wi(n)의 시간방향 평균값을 제거하여 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호 wi'(n)을 만들어 내는데, 이 과정은 wi(n)의 시간방향 평균값을 빼주는 방식으로 이루어지며, 결과적으로 만들어진 wi'(n)의 시간방향 평균값은 wi(n)의 시간방향 평균값의 10분의 1이하가 되도록 한다(이하, "시간방향 평균값 제거"라 한다). 즉, 수학식으로 표현하면, 다음을 만족하는 경우이다.
(여기서, 는 wi(n)의 시간방향 평균값으로 이고,
는 wi'(n)의 시간방향 평균값으로 이다.)
이처럼 시간방향 평균값 제거기(213)를 이용하여 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 0에 가깝게 만들어 줌으로써 워터마크 검출시의 검출오류확률을 낮출 수 있게 된다.
이 때, 가장 바람직하게는 wi(n)의 시간방향 평균값을 빼 줌으로써 wi'(n)의 시간방향 평균값을 0으로 만들어 주는 것이다. wi'(n)의 시간방향 평균값을 0으로 만드는 경우에는 시간방향 평균값 제거기(213)는 다음과 같은 동작을 수행한다.
여기서, 우변의 두 번째 항은 wi(n)의 시간방향 평균값이며, wi'(n)는 wi(n)에서 wi(n)의 시간방향 평균값을 뺀 결과이다.
스케일러(212)는 시간방향 평균값 제거기(213)에 의해 시간방향 평균값이 제거됨으로써 wi'(n)의 에너지 Ewi'가 wi(n)의 에너지 Ewi보다 작아지므로 이를 증폭시켜 원래의 에너지 값으로 복원시켜주는 역할을 수행한다. 여기서 Ewi와 Ewi'는 하기의 [수학식6]과 같이 정의된다.
그리고, 스케일러(212)는 하기의 [수학식7]과 같은 역할을 수행한다.
여기서 wi"(n)은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호 wi'(n)을 스케일러(212)에서 입력받아 스케일링을 하여 만들어진 워터마크 신호를 나타내고, λ는 스케일 계수(scaling factor)로서 다른 방식으로 정의될 수도 있다. 또한, λ는 대체로 1에 가까운 값을 가지므로 목적에 따라 스케일러(212)는 생략될 수도 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치의 다른 실시예 구성도이다.
도 4 에 나타난 바와 같이 워터마크 신호 생성부(416)는 N 샘플 채취기(415)와 원형 회전 연산기(414)를 구비한다. 이하, N 샘플 채취기(415)와 원형 회전 연산기(414)에 의한 워터마크 신호 생성부(416)의 동작에 대하여 자세히 설명한다.
먼저, 워터마크 신호 생성부(416)의 N 샘플 채취기(415)에서는 기준 워터마크 w(n)(402)으로부터 길이 N의 워터마크 신호를 M개 만들고, 삽입할 데이터 i(403)를 입력받아, 샘플 채취된 워터마크 신호 wi(n)을 만든다. 이후, 원형 회전 연산기(414)를 이용하여 워터마크 신호를 변형시킬 수도 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
다음으로, 길이 N의 워터마크 신호를 N 샘플 채취기(415)에서 샘플링하는 과정을 자세히 살펴본다.
wi(n)은 무한대에 가까운 길이의 기준 워터마크 신호 w(n)(402)에서 길이 N인 신호를 샘플링한 워터마크 신호인데, Fi[w(m),N]의 가장 간단한 예로서 하기의 [수학식9]와 같이 구현될 수 있다.
단, 여기서 Δ는 이동항(shift term)으로 0이 아닌 정수 값,
,
w(n)은 기준 워터마크 신호(402)이다.
1≤Δ＜N이면 w(n)으로부터 wi(n)들을 서로가 일부 겹치게 채취하는 경우이고, Δ≥N이면 wi(n)들이 서로 겹치지 않게 채취하는 경우에 해당된다.
다음으로, 원형 회전(circular rotation) 연산기(414)에 대하여 자세히 설명한다. 원형 회전 연산기(414)에서는 상기 N 샘플 채취기(415)에서 채취된 길이 N인 하나의 워터마크 신호로부터 각각 독립적인 여러 개의 길이 N인 워터마크 신호 wi,s(n)을 만들어낸다. 본 발명에서는 원형 회전 연산기(414) 없이 N 샘플 채취기(415)의 출력을 시간방향 평균값 제거기(413)로 입력시켜 동작시킬 수도 있다. 원형 회전 연산기(414)의 기능을 수식으로 나타내면 하기의 [수학식10]과 같다.
wi,s(n)은 원형 회전된 워터마크 신호, wi(n)은 N 샘플 채취기(415)에서 채취된 워터마크 신호, (n+s)%N의 %는 (n+s)를 N으로 나눌 때의 나머지를 취하는 연산자이다.
이것은 기준 워터마크 신호 w(n)(402)을 원형 회전 연산한 결과의 신호들도 서로 독립적이라는 특징을 이용한 것이다. 그래서 [수학식8]에 의해 채취된 길이 N인 워터마크 신호들(wi(n)) 각각에 대해서 원형 회전 연산을 수행함으로써 하나의 길이 N인 wi(n)으로부터 최대 N개의 원형 회전 연산된 서로 다른 새로운 워터마크들을 더 만들어낼 수 있다. 그래서, M개의 새로운 워터마크를 만들고자 할 때, [수학식9]와 [수학식10]을 동시에 이용한다면, M/N개의 새로운 워터마크를 [수학식8]로부터 얻고, 각각에 대해 [수학식10]을 적용함으로써 총 M개의 새로운 워터마크를 만들어낼 수 있다.
이러한 원형 회전 연산의 장점은 워터마크 검출장치에서의 검출시 검출시간을 단축시킬 수 있다는 점이다. 즉, 워터마크 검출과정에서는 상관기에서 상관성을 구하기 위하여 검출할 워터마크 신호(삽입된 워터마크 신호와 같음, 즉, wi"(n))를 입력된 테스트될 신호와 모두 곱해서 삽입된 워터마크 신호를 찾아내게 되는데, 같은 값의 워터마크 신호를 반복하여 사용함으로써 그 연산을 수행하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
이후, 워터마크 신호 생성부(416)에서 생성된 워터마크 신호(wi(n) 또는 wi,s(n))를 시간방향 평균값 제거기(413)에 전달함으로써 상기 시간방향 평균값 제거, 스케일링, 덧셈과 같은 과정을 거쳐 워터마크된 신호를 얻게 된다.
상기의 워터마크 삽입장치에서의 워터마크 삽입과정을 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
여기서, Fi[w(m),N]은 w(m)으로부터 N개의 샘플을 채취하는 연산자(fetching operator)이고, RDC[·]는 채취된 N개 샘플의 시간방향 평균값을 제거하는 연산자(DC removal operator)이다. 도 4에서 Fi[w(m),N]은 N 샘플 채취기(415), RDC[·]는 시간방향 평균값 제거기(413), λ는 워터마크 신호의 에너지 보상을 위한 스케일러(412)에 해당한다. 스케일링을 하지 않는 경우는 λ=1이 되고, wi"(n)은 최종적으로 원신호에 삽입되는 워터마크 신호를 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법에 대한 일실시예 흐름도이다. 이를 통하여 원신호에 워터마크 신호를 삽입하는 과정을 살펴보기로 한다.
먼저, 워터마크 삽입장치의 워터마크 신호 생성부의 직각기저함수 발생기에서 삽입할 데이터 i를 입력받아서(301), 입력받은 데이터로부터 직각기저함수 Φi(n)을 발생시킨다(302). 그리고, 기준 워터마크 신호 w(n)을 입력받아, 상기 직각기저함수와 곱하여 워터마크 신호 wi(n)을 만들어낸 후(303), 이 워터마크 신호 wi(n)의 평균값을 0에 더욱 근사하게 만들기 위하여 wi(n)에서 wi(n)의 시간방향 평균값에 충분히 근사한 값을 빼주어, wi(n)의 시간방향 평균값의 10분의 1이하의 시간방향 평균값을 갖는 wi'(n)을 얻는다(304). 상기의 단계(304)에서 상기의 [수학식5]와 같이 wi(n)의 시간방향 평균값을 빼줌으로써 wi'(n)의 시간방향 평균값을 0으로 만들어 주는 경우에 최적화되어 검출오류확률을 가장 최소화시킬 수 있다.
이후, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 상기의 [수학식7]과 같이 에너지를 보상하기 위하여 스케일링을 할 수도 있다(305).
최종적으로, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호 wi'(n), 또는 시간방향 평균값을 제거한 후에 스케일링을 한 워터마크 신호 wi"(n)을 원신호에 더함으로써 워터마크된 신호를 만들어 낸다(306).
도 5는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다. 이를 통하여 원신호에 워터마크 신호를 삽입하는 과정을 살펴보기로 한다.
먼저, 기준 워터마크 신호 w(n)과 삽입데이터 i를 입력받아(501), w(n)으로부터 N개의 샘플을 채취하여 길이 N인 워터마크신호 wi(n)을 만들어낸다(502). 샘플을 채취하는 과정은 상기의 [수학식8]과 같은 동작을 하는 N 샘플 채취기에서 이루어진다. wi(n)은 다음의 시간방향 평균값 제거기에 입력되어 시간방향 평균값을 조정할 수도 있으며, 또한 상기의 [수학식10]을 이용하여 원형 회전 연산을 수행하여 wi,s(n)을 얻은 후에 시간방향 평균값 제거기에 입력될 수도 있다. wi(n)을 만들어낸 후(502) 또는 wi(n)을 만들어 원형 회전 연산한 후(503), 이 워터마크 신호(wi(n) 또는 wi,s(n))의 시간방향 평균값을 제거하기 위하여 wi(n)(또는 wi,s(n))의 시간방향 평균값에 근사한 값을 빼주어 wi'(n)을 얻는다(504). 상기의 과정(504)은 상기의 수학식5와 같이 wi(n)의 시간방향 평균값을 빼줌으로써 wi'(n)의 시간방향 평균값을 0으로 만들어 주는 경우에 최적화되어 검출시의 검출오류확률을 가장 최소화시킬 수 있다. 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 상기의 [수학식6]과 같이 에너지를 보상하기 위하여 스케일링을 할 수도 있다(505). 이후, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호 wi'(n), 또는 시간방향 평균값을 제거한 후에 스케일링한 워터마크 신호 wi"(n)을 원신호에 더함으로써 워터마크된 신호를 만들어 낸다(506).
도 6은 [수학식9]의 실시예로서, Δ=N 인 특수한 경우이다. 여기서 Δ는 0이 아닌 양의 정수 값을 가질 수 있다.
도 7은 [수학식9]에서 Δ=N 이고, [수학식9]에서 s=0,1,2,...,M-1인 경우의 실시예이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 기존의 엠-어리 방식에서 문제점인, 원신호에 삽입될 M개의 워터마크의 시간방향 평균값이 0이 아님으로 인해 발생하는 검출오류확률의 증가를 개선하기 위하여, 워터마크 신호들에 대해 시간방향 평균값을 제거하는 연산을 수행함으로써 오류 확률을 크게 감소시키고, 워터마킹 기법의 신뢰도를 크게 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 샘플을 채취함으로써 또는 채취한 샘플에 대하여 원형 회전 연산을 수행함으로써 워터마크 검출과정에서의 검출시간을 단축시키는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 엠-어리 워터마킹 시스템의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치의 다른 실시예 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법에 대한 다른 실시예 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 방법에 있어서의 워터마크 신호 채취에 대한 일실시예.
도 7 은 본 발명에 따른 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 방법에 있어서의 워터마크 신호 채취에 대한 다른 실시예.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
210,410 : 워터마크 삽입장치 211,411 : 덧셈기
212,412 : 스케일러 213,413 : 시간방향 평균값 제거기
214 : 곱셈기 215 : 직각기저함수 발생기
216,416 : 워터마크 신호 생성부
414 : 원형 회전 연산기 415 : N 샘플 채취기

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 있어서,
    기준 워터마크 신호와 삽입할 데이터를 입력받아, 상기 기준 워터마크 신호로부터 일부분의 샘플을 채취하여 워터마크 신호를 생성하기 위한 워터마크 신호 생성수단;
    상기 워터마크 신호 생성수단에서 생성한 워터마크 신호를 입력받아, 상기 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위한 시간방향 평균값 제거수단; 및
    원신호와 상기 시간방향 평균값 제거수단에서 얻어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻기 위한 덧셈수단
    을 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 워터마크 신호 생성수단은,
    하기의 수학식을 이용하여 샘플을 채취하는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
    (단, 여기서 Δ는 이동항(shift term)으로 0이 아닌 정수 값으로서,
    1 ≤ Δ〈 N 인 경우는 채취되는 워터마크 신호들이 서로 겹치도록 채취하는 경우이며, Δ ≥ N 인 경우는 워터마크 신호들이 서로 겹치지 않도록 채취하는 경우이다.
    ,
    wi(n)은 샘플 채취수단에서 채취된 워터마크 신호,
    w(n)은 기준 워터마크 신호이다.)
  4. 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 있어서,
    기준 워터마크 신호와 삽입할 데이터를 입력받아, 상기 기준 워터마크 신호로부터 일부분의 샘플을 채취하여 하나의 워터마크 신호를 생성하기 위한 샘플 채취수단;
    상기 샘플 채취수단으로부터 워터마크 신호를 전달받아 하기의 수학식과 같이 원형 회전 연산을 수행하여 상기 하나의 워터마크 신호로부터 여러개의 워터마크 신호들을 생성하기 위한 원형 회전 연산수단;
    상기 원형 회전 연산수단에서 생성한 워터마크 신호를 입력받아, 상기 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위한 시간방향 평균값 제거수단; 및
    원신호와 상기 시간방향 평균값 제거수단에서 얻어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻기 위한 덧셈수단
    을 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
    (wi,s(n)은 원형 회전 연산된 워터마크 신호,
    wi(n)은 샘플 채취에 의하여 만들어진 워터마크 신호,
    (n+s)%N의 %는 (n+s)를 N으로 나눌 때의 나머지를 취하는 연산자이다.)
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간방향 평균값 제거수단으로부터 전달받은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 상기 덧셈수단으로 전달하기 위한 스케일링 수단
    을 더 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스케일링 수단은,
    스케일값을 하기의 수학식과 같이 에너지의 비로 정하는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
    (단, 여기서 λ는 스케일 계수(scaling factor),
    wi'(n)은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호,
    wi"(n)은 wi'(n)을 스케일링한 결과 만들어진 워터마크 신호,
    이다.)
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간방향 평균값 제거수단은,
    입력된 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위하여, 상기 입력된 워터마크 신호에서 상기 입력된 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 빼주는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치.
  8. 삭제
  9. 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 적용되는 엠-어리 워터마크 삽입방법에 있어서,
    삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 입력받아, 상기 기준 워터마크 신호로부터 일부분의 샘플을 채취하여 워터마크 신호를 생성하는 제 1 단계;
    상기 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하여, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 만드는 제 2 단계; 및
    원신호와 상기 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻는 제 3 단계
    를 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    하기의 수학식을 이용하여 샘플을 채취하는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법.
    (단, 여기서 Δ는 이동항(shift term)으로 0이 아닌 정수 값으로서,
    1 ≤ Δ〈 N 인 경우는 채취되는 워터마크 신호들이 서로 겹치도록 채취하는 경우이며, Δ ≥ N 인 경우는 워터마크 신호들이 서로 겹치지 않도록 채취하는 경우이다.
    ,
    wi(n)은 샘플 채취수단에서 채취된 워터마크 신호,
    w(n)은 기준 워터마크 신호이다.)
  11. 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입장치에 적용되는 엠-어리 워터마크 삽입방법에 있어서,
    삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 입력받아, 상기 입력받은 기준 워터마크 신호로부터 일부분의 샘플을 채취하여 하나의 워터마크 신호를 만들고, 이를 하기의 수학식과 같이 원형 회전 연산을 수행하여 상기 하나의 워터마크 신호로부터 다시 여러개의 워터마크 신호를 생성하는 제 1 단계;
    상기 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하여, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 만드는 제 2 단계; 및
    원신호와 상기 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻는 제 3 단계
    를 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법.
    (wi,s(n)은 원형 회전 연산되어 생성된 워터마크 신호,
    wi(n)은 샘플 채취에 의하여 만들어진 워터마크 신호,
    (n+s)%N의 %는 (n+s)를 N으로 나눌 때의 나머지를 취하는 연산자이다.)
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 만들어진 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 주는 제 4 단계
    를 더 포함하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    스케일값을 하기의 수학식과 같이 에너지의 비로 정하는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법
    (단, 여기서 λ는 스케일 계수(scaling factor),
    wi'(n)은 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호,
    wi"(n)은 wi'(n)을 스케일링한 결과 만들어진 워터마크 신호,
    ,
    w(n)은 기준 워터마크 신호이다.)
  14. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 제 1 단계에서 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하기 위하여 상기 생성한 워터마크 신호에서 상기 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 빼주는 것을 특징으로 하는 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한 엠-어리 워터마크 삽입방법.
  15. 삭제
  16. 워터마크 신호를 삽입하기 위하여, 프로세서를 구비한 워터마크 삽입장치에,
    삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 워터마크 신호를 생성하는 제 1 기능;
    상기 삽입할 데이터와 기준 워터마크 신호를 이용하여 생성한 워터마크 신호의 시간방향 평균값을 제거하여, 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 만드는 제 2 기능;
    상기 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 스케일링하여, 그 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호의 에너지를 보상하여 주는 제 3 기능
    원신호와 상기 보상된 워터마크 신호를 더하여 워터마크된 신호를 얻는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR10-2001-0067660A 2001-10-31 2001-10-31 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법 KR100472071B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0067660A KR100472071B1 (ko) 2001-10-31 2001-10-31 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0067660A KR100472071B1 (ko) 2001-10-31 2001-10-31 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030035552A KR20030035552A (ko) 2003-05-09
KR100472071B1 true KR100472071B1 (ko) 2005-03-08

Family

ID=29567377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0067660A KR100472071B1 (ko) 2001-10-31 2001-10-31 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100472071B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5930369A (en) * 1995-09-28 1999-07-27 Nec Research Institute, Inc. Secure spread spectrum watermarking for multimedia data
KR20010080712A (ko) * 1999-10-06 2001-08-22 요트.게.아. 롤페즈 1차원 정보 신호들에 워터마크들을 삽입 및 검출하기 위한방법 및 장치
KR20020079242A (ko) * 2001-04-14 2002-10-19 주식회사 마크애니 시간축 공격에 강인한 오디오 워터마크 삽입 및추출방법과 그 장치
KR20030037468A (ko) * 2001-11-05 2003-05-14 한국전자통신연구원 시간방향 지역평균값을 제거한 워터마크 신호를 이용한워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5930369A (en) * 1995-09-28 1999-07-27 Nec Research Institute, Inc. Secure spread spectrum watermarking for multimedia data
KR20010080712A (ko) * 1999-10-06 2001-08-22 요트.게.아. 롤페즈 1차원 정보 신호들에 워터마크들을 삽입 및 검출하기 위한방법 및 장치
KR20020079242A (ko) * 2001-04-14 2002-10-19 주식회사 마크애니 시간축 공격에 강인한 오디오 워터마크 삽입 및추출방법과 그 장치
KR20030037468A (ko) * 2001-11-05 2003-05-14 한국전자통신연구원 시간방향 지역평균값을 제거한 워터마크 신호를 이용한워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030035552A (ko) 2003-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6505223B1 (en) Watermark detection
KR100458492B1 (ko) 디지털 오디오 컨텐츠 저작권 보호 및 복사 방지를 위한워터마크의 삽입/추출 방법 및 이를 이용한 장치
KR100333163B1 (ko) 디지털 워터마킹 방법 및 장치
RU2367018C2 (ru) Обнаружение водяных знаков
JP3754403B2 (ja) 電子透かし検出方法及び装置
EP1286306A2 (en) Data processing apparatus and method of processing data
US6718287B2 (en) Watermark detection
US6567532B1 (en) Method and computer program for extracting an embedded message from a digital image
EP1459256B1 (en) Embedding and extraction of watermark data
Khan et al. A secure true edge based 4 least significant bits steganography
KR20050093844A (ko) 다중 워터마크들 매립
KR100472071B1 (ko) 시간방향 평균값이 제거된 워터마크 신호를 이용한엠-어리 워터마크 삽입장치 및 그 방법
US20070036357A1 (en) Watermarking of multimedia signals
WO1999038318A1 (en) Improvements in or relating to watermarks
KR20020038699A (ko) 워터마크 삽입 및 추출
KR100472072B1 (ko) 시간방향 지역평균값을 제거한 워터마크 신호를 이용한워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법
RU2577486C2 (ru) Способ автоматического извлечения индексов ключевых кадров для расширения видеоданных
JP2002354221A (ja) 画像処理装置及びデータ処理装置とその方法及び記憶媒体
US6385543B1 (en) Method of feature extraction using combination of wavelet and fourier transformation
Lee et al. On the mapping problem using simulated annealing
Xu et al. Audio registration and its application in digital watermarking
JP2007516680A (ja) 透かし検出器のための量子化ステップサイズの推定
KR20080019438A (ko) 차분영상을 이용한 리버서블 워터마킹 알고리즘
JP2006505207A (ja) マルチメディア信号をマーキングし復元するためのデバイス
Fung et al. Rotation, scaling, and translation-invariant multi-bit watermarking based on log-polar mapping and discrete Fourier transform

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090202

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee