KR101481481B1 - 가역 정보 은닉 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기압축된 영상 파일에 정보 은닉 시, 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력하고, 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할하고, 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 복수의 비트 블록에 할당하고, 할당된 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 비트 블록의 비트 값을 변환시킨다.

Description

가역 정보 은닉 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR HIDING AND EXTRACTING REVERSIBLE DATA}
본 발명은 압축 영상에 정보 데이터를 가역적으로 은닉하고, 압축 영상 상에 은닉된 정보 데이터를 추출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 정보들이 디지털 형태로 저장됨에 따라, 쉽게 복사되거나 변경될 수 있는 디지털 매체를 보호하기 위하여 여러 가지 정보 보호 기법들이 개발되고 있다.
그 중 정보 은닉(information hiding) 기법은 암호화와 함께 기밀성을 보장하기 위해 널리 사용되고 있다. 이러한, 정보 은닉 기법은 디지털 매체를 변경함으로써 디지털 매체에 데이터를 삽입할 수 있다.
이와 관련하여, 대한민국공개특허 제 10-2007-0076130호(발명의 명칭: 영상 인증을 위한 정보 삽입 및 추출 방법)는, 정보의 삽입 및 추출 과정에서 원정보(Original Data)의 손실이 발생하지 않는 무손실 정보 은닉(Losseless Data Embedding) 방법에 관한 것으로, 이미지를 다수개의 블록으로 분할하고, 분할된 각 블록을 서브블록으로 분할하고, 분할된 각 서브블록 중 하나의 픽셀에 인증 증보를 삽입하되, 서브블록 중 최소 픽셀값을 갖는 픽셀에 인증 정보(이진 정보)를 삽입하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 영상을 압축할 경우 난수 수준의 출력이 생성됨에 따라, 원본 영상이 아닌 압축된 영상에 가역적으로 정보를 은닉하는 것은 용이하지 않다는 한계가 있었다.
본 발명의 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기압축된 영상 파일에 추가적으로 은닉 정보 데이터를 인코딩하는 정보 은닉 장치 및 방법과, 정보가 은닉된 영상 파일로부터 은닉 정보 데이터를 추출하는 정보 추출 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 가역 정보 은닉 장치는, 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력하는 영상 압축부; 상기 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할하고, 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 상기 복수의 비트 블록에 할당하고, 할당된 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 정보 은닉 처리부; 및 상기 비트 값을 변환시킨 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치로 제공하는 정보 은닉 영상 제공부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 가역 정보 추출 장치는, 가역 정보 은닉 장치로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 정보 은닉 영상 파일을 입력받는 압축 영상 입력부; 상기 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 복원 포맷으로 디코딩하되, 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩하는 복원 전처리부; 상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하는 단층 효과 산출부; 상기 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 상기 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출하고, 상기 비트 블록 별로 상기 디코딩 이전의 비트 값을 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시키는 은닉 정보 추출부; 및 상기 은닉 정보 추출부를 통해 상기 비트 값이 변환된 상기 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원하는 영상 복원부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가역 정보 은닉 장치가 기압축된 영상 파일에 정보를 은닉하는 방법은, (a) 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력하는 단계; (b) 상기 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할하는 단계; (c) 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 상기 복수의 비트 블록에 할당하는 단계; (d) 할당된 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 단계; 및 (e) 상기 비트 값을 변환시킨 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치로 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가역 정보 추출 장치가 정보 은닉 영상 파일에 은닉된 은닉 정보 데이터를 추출하는 방법은, (a) 가역 정보 은닉 장치로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 상기 정보 은닉 영상 파일을 입력받는 단계; (b) 기설정된 복원 포맷을 적용하여 상기 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩하는 단계; (c) 상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하는 단계; (d) 상기 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 상기 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출하는 단계; (e) 상기 비트 블록 별로 상기 디코딩 이전의 비트 값을 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시키는 단계; 및 (f) 상기 비트 값이 변환된 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 원본 데이터를 수정하지 않고도 완전하게 데이터를 복원할 수 있는 가역 인코딩 기법을 통해, 기압축된 상태의 영상 파일의 데이터 손실없이도 은닉 정보 데이터를 추가로 인코딩할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 압축 영상 파일 상에 은닉 정보 데이터가 추가 인코딩된 영상 파일을, 인접 픽셀 블록 간 단층 효과 값을 이용하여 디코딩함으로써 정확한 디코딩 결과를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 장치의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 영상 파일의 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 효과 값 산출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 파일의 픽셀 블록 간 단층 효과 값 산출의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록의 디코딩 순서 설정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 시스템(10)은, 가역 정보 은닉 장치(100) 및 가역 정보 추출 장치(200)를 포함한다.
구체적으로, 가역 정보 은닉 장치(100)는 설정된 압축 포맷으로 1차 인코딩된 압축 영상(Xk)에 은닉 정보 데이터(bk)를 은닉시키는 2차 인코딩을 처리하고, 2차 인코딩 결과에 따른 정보 은닉 영상(Yk)을 출력한다.
가역 정보 추출 장치(200)는 가역 정보 은닉 장치(100)로부터 제공된 정보 은닉 영상(Yk)을 입력받아, 정보 은닉 영상(Yk)으로부터 은닉 정보 데이터(bk)를 추출하여 압축 영상(Xk)을 획득한다. 그리고, 가역 정보 추출 장치(200)는 추출된 은닉 정보 데이터(bk)에 기초하여 압축 영상(Xk)을 디코딩하여 원본 영상을 복원한다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 장치의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 장치의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 장치(100)는 영상 압축부(110), 정보 은닉 처리부(120), 정보 은닉 영상 제공부(130) 및 단층 효과 임계값 설정부(140)를 포함한다.
영상 압축부(110)는 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩(이하, ‘1차 인코딩’이라고 지칭함)하여 압축 영상 파일을 출력한다.
정보 은닉 처리부(120)는 영상 압축부(110)로부터 출력된 압축 영상 파일의 비트 스트림을 복수의 비트 블록으로 변환하고, 각 비트 블록에 은닉 정보 데이터를 할당 및 은닉 처리한다.
구체적으로, 정보 은닉 처리부(120)는 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이(이하, ‘L’이라고 지칭함)를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할한다. 참고로, 하기에서 설명할 가역 정보 추출 장치(200)의 은닉 정보 추출 처리를 위하여, 정보 은닉 처리부(120)는 정보 은닉 영상 제공부(130)를 통해 비트 블록의 길이 정보(즉, ‘L’)를 더 제공할 수 있다.
그리고, 정보 은닉 처리부(120)는 사전에 설정된 은닉 정보 데이터의 비트스트림을 기설정된 길이(즉, 비트 자릿수)의 비트 단위로 분할하여 복수의 은닉 정보 비트를 생성한다. 이때, 정보 은닉 처리부(120)는 은닉 정보 데이터를 한 자릿수의 비트 단위 또는 적어도 두 자릿수의 비트 단위로 분할할 수 있다.
예를 들어, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 영상 파일의 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 압축 영상 파일의 비트스트림은 헤어 및 페이로드로 구성되며, 정보 은닉 처리부(120)는 압축 영상 파일의 비트스트림 중 헤더를 제외한 페이로드의 비트스트림을 기설정된 길이(즉, L) 단위로 분할하여 복수개의 비트 블록(Xk)을 구분한다. 이때, 정보 은닉 처리부(120)는 은닉할 은닉 정보 데이터의 크기에 기초하여 비트 블록의 길이를 설정할 수 있다. 즉, 정보 은닉 처리부(120)는 압축 영상 파일의 비트스트림을 은닉 정보 비트의 개수에 대응하는 개수의 비트 블록으로 분할할 수 있다.
정보 은닉 처리부(120)는 복수의 비트 블록 별로 은닉 정보 비트를 할당하고, 할당된 은닉 정보 비트의 값에 따라 해당 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 인코딩(이하, ‘2차 인코딩’이라고 지칭함)을 수행한다.
구체적으로, 정보 은닉 처리부(120)는 각 비트 블록에 한 자릿수 비트 단위의 은닉 정보 비트가 할당된 경우, 해당 은닉 정보 비트의 값에 따라 비트 블록의 비트 값을 1비트 단위로 유지 또는 반전시킨다.
예를 들어, 정보 은닉 처리부(120)는 압축 영상 파일의 페이로드의 첫 비트 블록(이하, ‘최상위 비트 블록’이라고 지칭함)의 값은 유지시키고, 나머지 비트 블록들에 대해 하기 수학식 1에 따른 연산을 적용하여 정보를 은닉한다.
<수학식 1>
Figure 112014001181910-pat00001
즉, 은닉 정보 비트의 값이 한 자릿수 비트인 ‘0’인 경우, 비트 블록(Xk)의 비트를 그대로 유지시켜 출력한다. 반면, 은닉 정보 비트의 값이 한 자릿수 비트인 ‘1’인 경우, 비트 블록(Xk)의 비트를 1 비트 단위로 반전시켜 출력한다. 참고로, 비트 블록의 비트 값을 유지시키거나 또는 반전시키는 은닉 정보 비트의 값은 상호 변경될 수 있다.
또한, 정보 은닉 처리부(120)는 각 비트 블록에 두 자릿수 이상의 비트 단위의 은닉 정보 비트를 은닉시킬 수 있다.
구체적으로, 정보 은닉 처리부(120)는 비트 블록의 길이와 대응된 길이를 갖는 복수의 난수 비트스트림을 생성하고, 할당된 은닉 정보 비트의 값 별로 서로 상이한 난수 비트스트림을 매칭시킨다. 그리고, 정보 은닉 처리부(120)는 할당된 은닉 정보 비트에 매칭된 난수 비트스트림과 해당 비트 블록을 1 비트 단위로 배타적 논리합(XOR)(또는 배타적 부정 논리합(XNOR)) 연산시켜 2차 인코딩을 처리한다.
예를 들어, 정보 은닉 처리부(120)는 은닉 정보 비트가 두 자릿수 비트인 경우, 하기 수학식 2를 적용하여, 각 비트 값 별로 매칭된 난수 비트스트림에 따라 각 비트 블록의 비트 값을 변형시킨다.
<수학식 2>
Figure 112014001181910-pat00002
즉, 은닉 정보 비트(bk)의 값이 두 자릿수 비트인 ‘002’ 인 경우 난수 비트스트림 ‘R0’이 매칭되며, 비트 블록(Xk)과 난수 비트스트림(R0)의 각 자릿수의 비트를 XOR 연산하여 정보가 은닉된 비트 블록을 출력한다. 이와 같은 방식으로, K개의 서로 다른 난수를 난수 비트스트림으로 사용할 경우, 각 비트 블록 당 ‘log2K’의 은닉 정보 비트를 은닉시킬 수 있다.
이처럼, 두 자릿수 이상의 은닉 정보 비트를 비트 블록에 은닉시킬 경우 하기에서 설명할 가역 정보 추출 장치(200)의 은닉 정보 추출 처리를 위하여, 정보 은닉 처리부(120)는 정보 은닉 영상 제공부(130)를 통해 각 은닉 정보 비트의 값 별로 매칭된 난수 비트스트림을 더 제공할 수 있다.
한편, 도 3에서와 같이, 압축 영상 파일의 비트스트림을 기설정된 길이L로 분할할 경우, L보다 작은 길이를 갖는 비트 블록이 잔여할 수 있다. 즉, 도 3에서는 압축 영상 파일이 n개의 비트 블록(즉, X1 내지 Xn)으로 분할되되, 마지막 비트 블록(즉, Xn)의 길이가 L보다 작은 M인 것을 나타내었다. 이때, 정보 은닉 처리부(120)는 비트 블록에 대해 기설정된 길이(즉, L) 미만의 잔여 비트를 제외한 비트 블록들에 은닉 정보 비트를 할당할 수 있다.
또한, 정보 은닉 처리부(120)는 하기에서 설명할 가역 정보 추출 장치(200)에서의 은닉 정보 추출 및 원본 영상 복원 처리의 정확도를 높이기 위하여, 압축 영상 파일의 비트 블록을 인코딩하는 순서를 비순차적으로 설정할 수 있다.
구체적으로, 정보 은닉 처리부(120)는 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 복수의 픽셀 블록으로 구분하되, 각 픽셀 블록에 대응된 비트 블록을 2차 인코딩을 처리하는 순서를 픽셀 블록의 위치 순서에 기준하여 비순차적으로 설정한다. 이처럼, 압축 영상 파일의 비트 블록을 픽셀 블록의 위치 순서를 기준으로 비순차적으로 2차 인코딩 처리한 결과에 대해서는 하기 도 6에서 상세히 설명하도록 한다.
정보 은닉 영상 제공부(130)는 2차 인코딩된(즉, 비트 값을 변환시킨) 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치(200)로 제공한다.
한편, 하기에서 설명할 가역 정보 추출 장치(200)가 정보 은닉 영상 파일에 은닉된 은닉 정보 데이터의 추출 및 원본 영상 파일의 복원을 성공적으로 처리하기 위해서는, 원본 영상 파일의 이미지 프레임에서 상기 비트 블록 별로 대응하는 픽셀 블록 간의 단층 효과 값이 필요하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 장치(100)는 단층 효과 임계값 설정부(140)를 포함한다.
단층 효과 임계값 설정부(140)는 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하고, 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과('blockiness' 또는 'blocky effect') 값을 산출한다. 그리고, 단층 효과 임계값 설정부(140)는 픽셀 블록 별 단층 효과 값에 기초하여 단층 효과 임계값을 설정한다.
이때, 단층 효과 임계값 설정부(140)는 정보 은닉 영상 제공부(130)를 통해 단층 효과 임계값을 가역 정보 은닉 추출 장치(200)로 제공한다.
구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 효과 값 산출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서는 영상 파일의 이미지 프레임에 포함된 복수의 픽셀 블록 중 인접한 두 픽셀 블록을 나타내었다. 이때, 두 픽셀 블록(P10 및 P20)은 각각 복수의 픽셀(P30)을 포함하며, 두 픽셀 블록이 인접한 경계 부분에는 각각 복수의 경계 픽셀이 존재한다.
예를 들어, 단층 효과 임계값 설정부(140)는 하기 수학식 3을 이용하여, 각 경계 픽셀 별로 픽셀 값의 차에 기초한 단층 효과 임계값(B)을 산출한다.
<수학식 3>
Figure 112014001181910-pat00003
수학식 3에서는 인접 픽셀 블록의 경계 픽셀 별 픽셀 값의 절대값을 평균한 MAD(Mean Absolute Difference) 값을 산출하여 단층 효과 임계값(B)을 설정한 것을 나타내었다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 은닉 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 원본 영상 파일을 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력한다(S710).
그리고, 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할한다(S720).
그런 다음, 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 상기 복수의 비트 블록에 할당한다(S730).
이때, 상기 단계 (S730)에서는 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하고, 픽셀 블록 별로 대응된 상기 비트 블록에 은닉 정보 비트를 할당하는 순서를 상기 픽셀 블록의 위치 순서에 기준하여 비순차적으로 설정할 수 있다.
그런 후, 할당된 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 해당 비트 블록의 비트 값을 변환시킨다(S740).
구체적으로, 상기 단계 (S740)에서는 한 자릿수 비트인 은닉 정보 비트가 할당된 경우 은닉 정보 비트의 값에 따라 해당 비트 블록의 비트 값을 1비트 단위로 유지 또는 반전시킬 수 있다.
또한, 상기 단계(S740)에서는 적어도 두 자릿수 비트인 은닉 정보 비트가 할당된 경우, 각 은닉 정보 비트 값에 매칭된 난수 비트스트림을 적용하여 비트 블록의 비트 값을 변환시킬 수 있다. 먼저, 비트 블록의 길이와 대응된 길이를 갖는 복수의 난수 비트스트림을 생성하고, 할당된 은닉 정보 비트의 값 별로 서로 상이한 난수 비트스트림을 매칭시킨 후, 할당된 은닉 정보 비트에 매칭된 난수 비트스트림 및 해당 비트 블록을 1 비트 단위로 배타적 논리합(XOR) 또는 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산한다.
다음으로, 비트 값을 변환시킨 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치로 제공한다(S750).
이때, 상기 단계 (S750)에서는 은닉 정보 비트의 값 별로 매칭된 난수 비트스트림 및 비트 블록에 대해 기설정된 길이의 정보를 가역 정보 추출 장치(200)로 더 제공할 수 있다.
한편, 상기 (S720) 단계에서는 압축 영상 파일의 헤더를 제외한 페이로드의 비트스트림을 상기 복수의 비트 블록으로 분할하며, 이에 따라 상기 단계 (S730) 및 (S740)은 페이로드의 최상위 비트 블록을 제외한 나머지 비트 블록에 대해 처리될 수 있다.
또한, 상기 단계 (S750) 이전에, 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하고, 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하고, 픽셀 블록 별 단층 효과 값에 기초하여 단층 효과 임계값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 단계 (S750)에서는, 가역 정보 추출 장치(200)로 단층 효과 임계값을 더 제공할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 장치(200)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 다른 가역 정보 추출 장치(200)는, 압축 영상 입력부(210), 복원 전처리부(220), 단층 효과 산출부(230), 은닉 정보 추출부(240), 및 영상 복원부(250)를 포함한다.
압축 영상 입력부(210)는 가역 정보 은닉 장치(100)로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 정보 은닉 영상 파일을 입력받는다.
이때, 압축 영상 입력부(210)는 가역 정보 은닉 장치(100)로부터 원본 영상 파일의 이미지 프레임의 픽셀 블록 간 단층 효과 값에 기초하여 설정된 단층 효과 임계값 및 비트 블록 단위에 대한 길이 정보를 더 입력받을 수 있다.
복원 전처리부(220)는 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 복원 포맷으로 디코딩하되, 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩(이하, ‘1차 디코딩’이라고 지칭함)한다. 이때, 기설정된 복원 포맷은 가역 정보 은닉 장치(100)가 원본 영상 파일을 압축하는데 사용한 압축 포맷과 대응된 포맷이다.
단층 효과 산출부(230)는 1차 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출한다.
이때, 단층 효과 산출부(230)는 1차 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 및 인접 픽셀 블록의 경계 픽셀 값의 차를 산출하고, 경계 픽셀 값의 차에 대한 절대값들의 평균값을 산출한다. 이와 같은, 단층 효과 산출부(230)의 단층 효과 값 산출 방식은 상기 가역 정보 은닉 장치(100)의 단층 효과 임계값 산출 방식과 대응될 수 있다.
은닉 정보 추출부(240)는 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출하고, 비트 블록 별로 1차 디코딩 이전의 비트 값을 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시키는 2차 디코딩을 처리한다. 참고로, 은닉 정보 추출부(240)는 정보 은닉 영상 파일의 페이로드의 최상위 비트 블록의 비트 값을 유지시키고, 상기 최상위 비트 블록을 제외한 나머지 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시킨다.
구체적으로, 정보 은닉 영상 파일을 비트 블록 단위로 1차 디코딩한 결과 해당 비트 블록의 디코딩이 실패한 경우, 은닉 정보 비트의 값은 해당 비트 블록의 비트 값을 반전시키는 값이다. 예를 들어, 가역 정보 은닉 장치(100)에서 은닉 정보 비트의 값이 ‘1’일 때 압축 영상 파일의 비트 블록의 비트 값을 반전시키는 2차 인코딩을 수행한 경우, 디코딩 실패 시 은닉 정보 비트의 값이 ‘1’인 것을 알 수 있다. 반면, 상기 디코딩이 성공한 경우, 해당 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트는 ‘1’ 또는 ‘0’일 가능성이 있다.
이에 따라, 은닉 정보 추출부(240)는 1차 디코딩이 성공된 비트 블록에 의한 픽셀 블록의 인접 픽셀 블록과의 단층 효과 값을 산출하여 해당 비트 블록의 비트 값이 유지 또는 반전되었는지 여부를 판단한다.
이때, 은닉 정보 추출부(240)는 비트 블록 당 한 자릿수 비트 단위의 은닉 정보 비트를 추출하며, 산출한 단층 효과 값이 기설정된 단층 효과 임계값을 초과한 경우 제 1 비트 값을 갖는 제 1 은닉 정보 비트를 추출한다. 그리고, 은닉 정보 추출부(240)는 추출된 은닉 정보 비트의 값에 따라 해당 비트 블록의 비트 값을 1 비트 단위로 유지 또는 반전시키는 2차 디코딩을 수행한다.
한편, 비트 블록 별 단층 효과 값 산출 시, 이미 2차 디코딩이 완료된 다른 비트 블록을 이용함으로써 해당 비트 블록에 대한 더욱 정확한 단층 효과 값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 파일의 픽셀 블록 간 단층 효과 값 산출의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 (a) 내지 (d)에서는 2차 디코딩이 진행되지 않은 픽셀 블록(즉, ‘흰색’ 블록)과 디코딩이 완료된 다른 픽셀 블록(즉, ‘검정색’ 블록)이 인접된 상태의 다양한 예를 나타내었다.
이때, 도 7의 (a) 및 (b)에서와 같이 2차 디코딩이 완료된 인접 픽셀 블록이 2차 디코딩이 진행되지 않은 픽셀 블록의 위치 순서 상 위/아래 또는 앞/뒤 중 어느 한 위치에 존재할 수 있으며, 도 7의 (c) 및 (d)에서와 같이 위, 아래, 앞 ,뒤 중 적어도 둘 이상의 위치에 존재할 수 있다. 특히, 도 7의 (d)에서와 같이 2차 디코딩이 진행되지 않은 픽셀 블록의 사방에 2차 디코딩이 완료된 픽셀 블록이 존재하는 경우, 인접 픽셀 블록 간에 접하는 면이 넓어짐(즉, 경계 픽셀이 많아짐)에 따라 좀 더 정확한 단층 효과 값을 산출할 수 있다.
한편, 가역 정보 은닉 장치(100)가 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록들을 인코딩한 순서는 원본 영상 파일의 이미지 프레임 상의 픽셀 블록들의 위치 순서에 기준하여 비순차적일 수 있다. 이에 따라, 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록의 1 및 2차 디코딩은, 이미지 프레임에서의 위치 순서 상 임의의 픽셀 블록의 위, 아래, 앞, 뒤 중 적어도 하나의 인접 픽셀 블록에 대응된 비트 블록부터 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 7의 (d)에서는 하나의 흰색 블록에 대해 4개의 검은색 블록이 인접해 있으며, 어느 하나의 검은색 블록의 2차 디코딩 완료한 후 위, 아래, 앞, 뒤 중 어느 한 방향에 인접한 블록(즉, 흰색 블록)에 대한 디코딩을 건너뛰고 다음 블록에 대한 1 및 2차 디코딩을 수행하는 처리를 반복한 것을 나타내었다.
또 다른 예로서, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록의 디코딩 순서 설정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)에서는 정보 은닉 영상 파일의 픽셀 블록에 대한 디코딩 순서를 픽셀 블록의 위치 순서(도 8의 (a) 및 (b)에서는 ‘순서 방향’으로 나타냄) 상 순차적이지 않은 다양한 지그재그(zigzag) 방식으로 처리한 것을 나타내었다. 참고로, 이와 같은 디코딩 순서는 가역 정보 은닉 장치(100)가 압축 영상 파일의 비트 블록에 은닉 정보 비트를 2차 인코딩한 순서와 동일한 순서이다. 즉, 도 8의 (a) 및 (b)에서 나타낸 디코딩 순서(도 8의 (a) 및 (b)에서는 숫자 ‘1 내지 9….’으로 나타냄)는 정보 은닉 영상 파일 상에 복수의 비트 블록들이 포함된 순서와 동일하다.
구체적으로, 하기에서는 정보 은닉 영상 파일의 이미지 프레임 상 하나의 픽셀 블록에 하나의 비트 블록이 대응된 것을 설명하도록 한다. 이때, 첫 번째 픽셀 블록에 대응된 비트 블록 1(즉, 최상위 비트 블록)의 경우, 가역 정보 은닉 장치(100)에서의 인코딩 시 2차 인코딩 없이 원본 데이터가 유지된 비트 블록이다. 따라서, 1차 디코딩 결과를 그대로 이용할 수 있다. 이처럼, 비트 블록 1을 1차 디코딩한 후, 비트 블록 2의 디코딩 시 좌측에 인접한 비트 블록 1을 이용해 단층 효과 값을 산출한다. 그런 다음, 비트 블록 3의 디코딩 시 위측에 인접한 비트 블록 1을 이용해 단층 효과 값을 계산하고, 비트 블록 4 역시 위측에 인접한 비트 블록 3을 이용해 단층 효과 값을 계산한다. 또한, 비트 블록 5번 블록의 경우 위측에 인접한 비트 블록 2와 좌측에 인접한 비트 블록 3을 이용해 단층 효과 값을 계산한다. 이와 같은 방식으로 이미지 프레임 상에서 픽셀 블록이 위치하는 순서에 기준하여 비순차적인 순서로 비트 블록을 디코딩한다.
한편, 도 8의 (a)에서, 비트 블록 6까지의 디코딩을 완료한 후 이미 디코딩된 비트 블록들에 대한 단층 효과 값의 계산을 재처리하여 단층 효과 값의 정확도를 더욱 높일 수 있다. 즉, 비트 블록 2의 디코딩 재처리 시, 좌측에 인접한 비트 블록 1, 우측에 인접한 비트 블록 6 및 아래측에 인접한 비트 블록 5를 이용하여 단층 효과 값을 재산출할 수 있다. 만약 비트 블록 9까지의 디코딩이 완료된 후 이미 디코딩된 비트 블록들에 대한 단층 효과 값을 재산출할 경우, 비트 블록 5는 주변 네 방향으로 인접한 비트 블록을 이용하여 단층 효과 값을 재산출할 수 있다.
다시 도 6으로 돌아가서, 영상 복원부(250)는 은닉 정보 추출부(240)를 통해 상기 비트 값이 변환된 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원한다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가역 정보 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 가역 정보 은닉 장치(100)로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 정보 은닉 영상 파일을 입력받는다(S910).
이때, 상기 단계 (S910)에서는, 원본 영상 파일의 이미지 프레임의 픽셀 블록 간 단층 효과 값에 기초하여 설정된 단층 효과 임계값 및 비트 블록 단위의 길이 정보 중 적어도 하나를 더 입력받을 수 있다.
그런 후, 기설정된 복원 포맷을 적용하여 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩한다(S920).
이때, 상기 단계 (S920)에서는, 원본 영상 파일의 이미지 프레임에서의 위치 순서 상 임의의 픽셀 블록의 위, 아래, 앞, 뒤 중 적어도 하나의 인접 픽셀 블록에 대응된 비트 블록부터 디코딩할 수 있다.
다음으로, 상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출한다(S930).
구체적으로, 상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 및 인접 픽셀 블록의 경계 픽셀 값의 차를 산출하고, 경계 픽셀 값의 차에 대한 절대값들의 평균값을 산출한다.
그리고, 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출한다(S940).
이때, 비트 블록당 한 자릿수 비트 단위의 은닉 정보 비트를 추출하되, 산출된 단층 효과 값이 단층 효과 임계값을 초과한 경우 제 1 비트 값을 갖는 제 1 은닉 정보 비트를 추출하고, 산출된 단층 효과 값이 단층 효과 임계값 이하인 경우 제 1 비트 값이 반전된 제 2 비트 값을 갖는 제 2 은닉 정보 비트를 추출한다.
그런 후, 비트 블록 별로 디코딩 이전의 비트 값을 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시킨다(S950).
구체적으로, 추출된 은닉 정보 비트의 값에 따라 비트 블록 별 비트 값을 1 비트 단위로 유지 또는 반전시킨다. 이때, 정보 은닉 영상 파일의 페이로드의 최상위 비트 블록의 비트 값을 유지시키고, 상기 최상위 비트 블록을 제외한 나머지 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시킨다.
그런 후, 비트 값이 변환된 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원한다(S960).
이상 도 6 내지 도 9에서는, 가역 정보 추출 장치(200)가 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록당 한 자릿수 비트 단위의 은닉 정보 비트를 추출한 후 2차 디코딩한 것을 설명하였다.
그런데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가역 정보 추출 장치(200)는 정보 은닉 영상 파일의 비트 블록당 적어도 두 자릿수 비트 단위의 은닉 정보 비트를 추출하여 2차 디코딩을 처리하는 것도 가능하다. 이때, 가역 정보 추출 장치(200)는 가역 정보 은닉 장치(100)로부터 은닉 정보 비트의 값 별로 매칭된 난수 비트스트림을 수신한다. 그리고, 가역 정보 추출 장치(200)는 정보 은닉 영상 파일의 각 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 단층 효과 값을 산출한 결과와 상기 난수 비트스트림에 기초하여 비트 블록 별 은닉 정보 비트를 추출하고 2차 디코딩을 수행한다.
본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 가역 정보 은닉 시스템
100: 가역 정보 은닉 장치
200: 가역 정보 추출 장치

Claims (20)

  1. 가역 정보 은닉 장치에 있어서,
    원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력하는 영상 압축부;
    상기 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할하고, 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 상기 복수의 비트 블록에 할당하고, 할당된 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 정보 은닉 처리부; 및
    상기 비트 값을 변환시킨 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치로 제공하는 정보 은닉 영상 제공부를 포함하는 가역 정보 은닉 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 처리부는,
    상기 할당된 은닉 정보 비트의 값에 따라 상기 비트 블록의 비트 값을 1 비트 단위로 유지 또는 반전시키는 가역 정보 은닉 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 처리부는,
    상기 비트 블록의 길이와 대응된 길이를 갖는 복수의 난수 비트스트림을 생성하고,
    상기 할당된 은닉 정보 비트의 값 별로 서로 상이한 상기 난수 비트스트림을 매칭시키고,
    상기 할당된 은닉 정보 비트에 매칭된 난수 비트스트림 및 상기 비트 블록을 1 비트 단위로 배타적 논리합(XOR) 또는 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산하는 가역 정보 은닉 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 처리부는,
    상기 압축 영상 파일의 헤더를 제외한 페이로드의 비트스트림을 상기 복수의 비트 블록으로 분할하며,
    상기 페이로드의 최상위 비트 블록을 제외한 나머지 비트 블록에 상기 은닉 정보 비트의 할당 및 상기 비트 값의 변환을 처리하는 가역 정보 은닉 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하고,
    상기 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하고,
    상기 픽셀 블록 별 단층 효과 값에 기초하여 단층 효과 임계값을 설정하는 단층 효과 임계값 설정부를 더 포함하는 가역 정보 은닉 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 영상 제공부는,
    상기 단층 효과 임계값을 상기 가역 정보 추출 장치로 제공하는 가역 정보 은닉 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 처리부는,
    상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하고,
    상기 픽셀 블록 별로 대응된 상기 비트 블록에 상기 은닉 정보 비트의 할당 및 상기 비트 값의 변환을 처리하는 순서를 상기 픽셀 블록의 위치 순서에 기준하여 비순차적으로 설정하는 가역 정보 은닉 장치.
  8. 가역 정보 추출 장치에 있어서,
    가역 정보 은닉 장치로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 정보 은닉 영상 파일을 입력받는 압축 영상 입력부;
    상기 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 복원 포맷으로 디코딩하되, 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩하는 복원 전처리부;
    상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하는 단층 효과 산출부;
    상기 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 상기 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출하고, 상기 비트 블록 별로 상기 디코딩 이전의 비트 값을 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시키는 은닉 정보 추출부; 및
    상기 은닉 정보 추출부를 통해 상기 비트 값이 변환된 상기 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원하는 영상 복원부를 포함하는 가역 정보 추출 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 은닉 정보 추출부는,
    상기 비트 블록 당 한 자릿수 비트 단위의 상기 은닉 정보 비트를 추출하며,
    상기 산출한 단층 효과 값이 상기 단층 효과 임계값을 초과한 경우 제 1 비트 값을 갖는 제 1 은닉 정보 비트를 추출하고,
    상기 산출한 단층 효과 값이 상기 단층 효과 임계값 이하인 경우 상기 제 1 비트 값이 반전된 제 2 비트 값을 갖는 제 2 은닉 정보 비트를 추출하는 가역 정보 추출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 은닉 정보 추출부는,
    상기 추출된 은닉 정보 비트의 값에 따라 상기 비트 블록 별 비트 값을 1 비트 단위로 유지 또는 반전시키는 가역 정보 추출 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 압축 영상 입력부는,
    상기 가역 정보 은닉 장치로부터 상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임의 픽셀 블록 간 단층 효과 값에 기초하여 설정된 상기 단층 효과 임계값을 더 입력받는 가역 정보 추출 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 정보 은닉 영상 파일의 상기 비트 블록들이 인코딩된 순서는 상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임 상의 픽셀 블록들의 위치 순서에 기준하여 비순차적이되,
    상기 복원 전처리부는,
    상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임에서의 위치 순서 상 임의의 픽셀 블록의 위, 아래, 앞, 뒤 중 적어도 하나의 인접 픽셀 블록에 대응된 비트 블록부터 디코딩하는 가역 정보 추출 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 단층 효과 산출부는,
    상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 및 상기 인접 픽셀 블록의 경계 픽셀 값의 차를 산출하고, 상기 경계 픽셀 값의 차에 대한 절대값들의 평균값을 산출하는 가역 정보 추출 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 은닉 정보 추출부는,
    상기 정보 은닉 영상 파일의 페이로드의 최상위 비트 블록의 비트 값을 유지시키고, 상기 최상위 비트 블록을 제외한 나머지 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 가역 정보 추출 장치.
  15. 가역 정보 은닉 장치가 기압축된 영상 파일에 정보를 은닉하는 방법에 있어서,
    (a) 원본 영상 파일을 기설정된 압축 포맷으로 인코딩하여 압축 영상 파일을 출력하는 단계;
    (b) 상기 압축 영상 파일의 비트스트림을 각각 기설정된 길이를 갖는 복수의 비트 블록으로 분할하는 단계;
    (c) 기설정된 은닉 정보 데이터를 기설정된 길이 단위로 분할한 복수의 은닉 정보 비트를 상기 복수의 비트 블록에 할당하는 단계;
    (d) 할당된 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 상기 비트 블록의 비트 값을 변환시키는 단계; 및
    (e) 상기 비트 값을 변환시킨 비트 블록들을 포함하는 정보 은닉 영상 파일을 가역 정보 추출 장치로 제공하는 단계를 포함하는 가역 정보 은닉 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 할당된 은닉 정보 비트의 값에 따라 상기 비트 블록의 비트 값을 1비트 단위로 유지 또는 반전시키는 가역 정보 은닉 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 비트 블록의 길이와 대응된 길이를 갖는 복수의 난수 비트스트림을 생성하는 단계;
    상기 할당된 은닉 정보 비트의 값 별로 서로 상이한 상기 난수 비트스트림을 매칭시키는 단계; 및
    상기 할당된 은닉 정보 비트에 매칭된 난수 비트스트림 및 상기 비트 블록을 1 비트 단위로 배타적 논리합(XOR) 또는 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산하는 단계를 포함하는 가역 정보 은닉 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이전에,
    상기 원본 영상 파일의 이미지 프레임을 각각 기설정된 크기를 갖는 복수의 픽셀 블록으로 분할하는 단계;
    상기 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하는 단계; 및
    상기 픽셀 블록 별 단층 효과 값에 기초하여 단층 효과 임계값을 설정하는 단계를 더 포함하는 가역 정보 은닉 방법.
  19. 가역 정보 추출 장치가 정보 은닉 영상 파일에 은닉된 은닉 정보 데이터를 추출하는 방법에 있어서,
    (a) 가역 정보 은닉 장치로부터 압축 영상 파일에 은닉 정보 데이터가 인코딩된 상기 정보 은닉 영상 파일을 입력받는 단계;
    (b) 기설정된 복원 포맷을 적용하여 상기 정보 은닉 영상 파일을 기설정된 길이의 비트 블록 단위로 디코딩하는 단계;
    (c) 상기 디코딩된 비트 블록에 의한 픽셀 블록 별로 적어도 하나의 인접 픽셀 블록과의 경계 픽셀 값의 차에 기초하여 단층 효과(blockiness) 값을 산출하는 단계;
    (d) 상기 산출된 단층 효과 값과 기설정된 단층 효과 임계값을 비교한 결과에 기초하여 상기 비트 블록에 은닉된 은닉 정보 비트를 추출하는 단계;
    (e) 상기 비트 블록 별로 상기 디코딩 이전의 비트 값을 상기 은닉 정보 비트의 값에 기초하여 변환시키는 단계; 및
    (f) 상기 비트 값이 변환된 비트 블록을 상기 복원 포맷으로 디코딩하여 원본 영상 파일로 복원하는 단계를 포함하는 가역 정보 추출 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 비트 블록 당 한 자릿수 비트 단위의 상기 은닉 정보 비트를 추출하되,
    상기 산출한 단층 효과 값이 상기 단층 효과 임계값을 초과한 경우 제 1 비트 값을 갖는 제 1 은닉 정보 비트를 추출하고,
    상기 산출한 단층 효과 값이 상기 단층 효과 임계값 이하인 경우 상기 제 1 비트 값이 반전된 제 2 비트 값을 갖는 제 2 은닉 정보 비트를 추출하며,
    상기 (e) 단계는,
    상기 추출된 은닉 정보 비트의 값에 따라 상기 비트 블록 별 비트 값을 1 비트 단위로 유지 또는 반전시키는 가역 정보 추출 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131615A1 (en) * 2016-01-25 2017-08-03 Entit Software Llc Protecting data of a particular type
CN109523453A (zh) * 2018-11-02 2019-03-26 中山大学 基于菱形预测与图像像素排序的可逆信息隐藏及提取方法
KR101976095B1 (ko) * 2018-11-02 2019-05-29 주식회사 블록젠 동영상 데이터에 삽입된 은닉 정보를 추출하는 방법
KR101976098B1 (ko) * 2018-11-02 2019-05-29 주식회사 블록젠 은닉 정보를 동영상 데이터에 삽입하는 방법
CN110634096B (zh) * 2019-08-07 2022-04-26 华中师范大学 一种自适应多模态的信息隐藏方法及装置
CN110769128B (zh) * 2019-10-09 2021-10-22 中山大学 一种嵌入率自适应的灰度图像信息隐写方法
CN110728164B (zh) * 2019-10-22 2022-06-07 中国科学院大学 基于二维码和反射式叠层成像的实时信息隐藏系统及方法
CN111968023B (zh) * 2020-07-03 2022-05-24 福建江夏学院 一种基于emd矩阵的双图像可逆数据隐藏方法
CN112308756B (zh) * 2020-10-30 2023-08-29 中山大学 一种加密jpeg图像的可逆信息隐藏方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208745B1 (en) 1997-12-30 2001-03-27 Sarnoff Corporation Method and apparatus for imbedding a watermark into a bitstream representation of a digital image sequence
JP2006253755A (ja) 2005-03-08 2006-09-21 Shinshu Univ 圧縮画像データへの秘匿情報の埋め込み装置、該秘匿情報の抽出装置、秘匿データ書き替え装置、復号装置、復元装置及び秘匿データ埋め込み符号化装置
KR20090028288A (ko) * 2007-09-14 2009-03-18 삼성전기주식회사 압축영상 내 정보 삽입 방법
KR20110098077A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 제주대학교 산학협력단 비트플레인의 블록패턴 매칭을 이용한 비밀정보 삽입장치 및 그 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141446A (en) * 1994-09-21 2000-10-31 Ricoh Company, Ltd. Compression and decompression system with reversible wavelets and lossy reconstruction
AU2002214613A1 (en) * 2000-11-08 2002-05-21 Digimarc Corporation Content authentication and recovery using digital watermarks
AU2002357259A1 (en) * 2001-12-13 2003-07-09 Digimarc Corporation Reversible watermarking
KR100792984B1 (ko) 2006-01-18 2008-01-08 엘지전자 주식회사 영상 인증을 위한 정보 삽입 및 추출 방법
KR100898329B1 (ko) 2007-10-05 2009-05-20 한국과학기술원 정수 웨이블릿 변환에 기초한 워터 마크 삽입 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208745B1 (en) 1997-12-30 2001-03-27 Sarnoff Corporation Method and apparatus for imbedding a watermark into a bitstream representation of a digital image sequence
JP2006253755A (ja) 2005-03-08 2006-09-21 Shinshu Univ 圧縮画像データへの秘匿情報の埋め込み装置、該秘匿情報の抽出装置、秘匿データ書き替え装置、復号装置、復元装置及び秘匿データ埋め込み符号化装置
KR20090028288A (ko) * 2007-09-14 2009-03-18 삼성전기주식회사 압축영상 내 정보 삽입 방법
KR20110098077A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 제주대학교 산학협력단 비트플레인의 블록패턴 매칭을 이용한 비밀정보 삽입장치 및 그 방법

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