KR20020079242A - Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof - Google Patents

Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20020079242A
KR20020079242A KR1020010020014A KR20010020014A KR20020079242A KR 20020079242 A KR20020079242 A KR 20020079242A KR 1020010020014 A KR1020010020014 A KR 1020010020014A KR 20010020014 A KR20010020014 A KR 20010020014A KR 20020079242 A KR20020079242 A KR 20020079242A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
watermark
signal
time
audio signal
invariant
Prior art date
Application number
KR1020010020014A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종원
최종원
Original Assignee
주식회사 마크애니
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 주식회사 마크애니 filed Critical 주식회사 마크애니
Priority to KR1020010020014A priority Critical patent/KR20020079242A/en
Publication of KR20020079242A publication Critical patent/KR20020079242A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00884Circuits 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
    • G11B20/00891Circuits 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 embedded in audio data
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/018Audio watermarking, i.e. embedding inaudible data in the audio signal
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/02Editing, e.g. varying the order of information signals recorded on, or reproduced from, record carriers
    • G11B27/031Electronic editing of digitised analogue information signals, e.g. audio or video signals

Abstract

PURPOSE: A method for inserting and extracting an audio watermark resistant to a time base attack, and apparatus thereof are provided to perfectly protect a CONSTITUTION: A method for inserting an audio watermark resistant to a time base attack includes the steps of transforming an audio signal into the audio signal of a time-invariant domain not affected by signal transformation at a time base, inserting a watermark signal into the audio signal, transforming the audio signal having been inserted with the watermark signal into the audio signal of a time domain through a time-invariant invert transformation. A method for extracting the audio watermark includes the steps of transforming the audio signal having been inserted with the watermark into the audio signal of the time-invariant domain not affected by signal transformation at the time base, XOR-operating an estimated diffusion watermark component calculated from the transformed audio signal with a pseudo random sequence, reconstructing a bit stream by level discrimination applying a threshold to the transformed signal.

Description

시간축 공격에 강인한 오디오 워터마크 삽입 및 추출방법과 그 장치{AUDIO WATERMARK EMBEDDING AND EXTRACTING METHOD ROBUST AGAINST TIME AXIS ATTACK AND APPARATUS THEREOF}AUDIO WATERMARK EMBEDDING AND EXTRACTING METHOD ROBUST AGAINST TIME AXIS ATTACK AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 시간축 공격에 강인한 오디오 워터마크 삽입 및 추출방법과 그 장치에 관한 것이고, 더욱 상세히는 시간축에서의 다양한 신호처리 공격에서 워터마크가 남아있을 수 있도록 하기 위해 시불변 영역으로의 변환과정을 포함하는 워터마크 삽입 및 추출 방법과 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for embedding and extracting an audio watermark that is robust against time-base attacks, and more particularly, to converting watermarks into time-invariant regions in order to allow watermarks to remain in various signal processing attacks on the time-base. A watermark embedding and extraction method and apparatus therefor.

디지털 워터마킹 기술은 디지털 컨텐츠의 저작권 정보를 워터마크로 삽입하여 향후 소유권을 주장하기 위해서 사용하는 방법, 불법복제 및 유통시 해당 컨텐츠의 워터마크를 추출하여 불법 유통자를 적발하기 위해서 사용하는 방법, 컨텐츠의 내용에 대한 변형이나 조작이 있었는지를 확인하여 컨텐츠의 무결성 및 송신자를 인증하기 위해서 사용하는 방법 및 컨텐츠의 재생방지 및 복제허용 제어를 위해서 사용하는 방법 등 다양한 응용분야를 가지고 있다.Digital watermarking technology is a method of inserting copyright information of digital content into a watermark and using it for future claims, a method of extracting a watermark of the content during piracy and distribution, and using it to detect illegal distributors. It has various application fields such as the method used to verify the integrity and sender of contents by checking whether there is any modification or manipulation of the contents, and the method used to prevent reproduction and control of copying of contents.

디지털 워터마킹 기술에 관한 연구결과가 발표되기 시작된 것은 1990년 K. Tanaka등의 연구자들이 디지털 이미지에 워터마크를 삽입하는 기술을 발표한 것을 시발로 1995년도부터 본격적으로 디지털 워터마킹 기술에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 초창기의 기술이 공간 혹은 시간평면에서의 워터마크 삽입기술로서 매우 단순한 형태를 띠고 있는 반면에 I. J. Cox등의 연구자에 의해서 개발된 확산 스펙트럼 방식은 디지털 컨텐츠의 압축기술에서도 워터마크 정보가 살아남을 수 있는 강인한 방법으로 인정받고 있다. 공간 혹은 시간평면에서의 워터마크 삽입이 비선형 공격이나 압축 등에 취약하기 때문에 많은 연구자들이 다른 변환평면에서의 워터마크 삽입기술을 개발하였다. 오디오 워터마킹에서도 역시 시간평면과 변환평면에서의 워터마크 삽입기술을 개발해오고 있으며, SDMI(Secure Digital Music Initiative)라는 조직이 결성되어 오디오 워터마킹 기술표준을 정하려는 움직임에 따라서 다양한 기술들이 개발되었다. 이러한 다양한 기술들은 삽입방법에 따라서 다음과 같이 요약할 수 있겠다.The results of research on digital watermarking technology began to be published in 1990, when researchers from K. Tanaka and others published a technique for embedding watermarks into digital images. Actively progressed. While the early technology has a very simple form as a watermark embedding technology in space or time plane, the spread spectrum method developed by researchers such as IJ Cox has the potential to survive watermark information in digital content compression technology. It is recognized in a robust way. Because watermark embedding in space or temporal planes is vulnerable to nonlinear attacks or compression, many researchers have developed watermark embedding techniques in other transformation planes. Audio watermarking has also been developing watermark embedding technologies in the time and conversion planes, and a variety of technologies have been developed in accordance with the organization of SDMI (Secure Digital Music Initiative). These various techniques can be summarized as follows according to the insertion method.

1. Low bit codingLow bit coding

이 방법은 디지털 오디오 신호의 최하위 비트 (LSB : least significant bit) 를 워터마크 정보에 따라서 임의로 조작하는 방식이다. 이 방법은 오디오의 음질을 원음에 가깝게 보존할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 잡음첨가, 표본주파수 변화, 압축 및 필터링 등의 일반적인 신호처리에 쉽게 깨진다는 단점이 있다.This method is a method of arbitrarily manipulating the least significant bit (LSB) of a digital audio signal according to watermark information. This method has the advantage of preserving the sound quality of the audio close to the original sound, but has the disadvantage that it is easily broken in general signal processing such as noise addition, sample frequency variation, compression and filtering.

2. Phase coding2. Phase coding

이 방법은 디지털 오디오 신호를 주파수 평면으로 바꾸고 위상 스펙트럼에 워터마크를 삽입하는 방법이다. 위상 코딩방식은 청각시스템이 위상변화에 둔감한 성질을 이용하는 것으로 신호 대 잡음비는 좋으나 동기를 정확히 맞추어야만 워터마크의 검출이 가능하다는 단점이 있다.This method converts the digital audio signal into the frequency plane and embeds a watermark in the phase spectrum. The phase coding method uses the property that the auditory system is insensitive to the phase change. The signal-to-noise ratio is good, but the watermark can be detected only by synchronizing correctly.

3. Spread spectrum codingSpread spectrum coding

이 방법은 워터마크 신호를 주파수의 전 대역에 걸쳐서 존재하도록 협 대역의 정보를 확산시켜 삽입하는 방식이다. 통신시스템에서 사용되는 기술을 활용한 것으로 임의의 키 값을 갖는 의사 랜덤 신호를 발생시켜 워터마크로 활용한다. 이 방법은 압축이나 필터링 등에 매우 강인한 특성을 가지고 있으나, 정확한 결과를 얻기 위해서는 상당한 디지털 데이터의 누적이 필요하며 정확한 삽입위치를 파악하고 있어야만 다양한 공격으로부터 검출이 가능하다는 단점이 있다.This method spreads and inserts narrowband information so that a watermark signal exists over the entire band of frequencies. It utilizes the technology used in the communication system and generates a pseudo-random signal with an arbitrary key value and utilizes it as a watermark. This method has very strong characteristics such as compression and filtering, but it requires the accumulation of considerable digital data in order to obtain accurate results, and it can be detected from various attacks only when the exact insertion position is known.

4. Echo embedding4. Echo embedding

이 방법은 원 신호에 일정한 지연시간을 두고 서로 더해 줌으로써 이를 워터마크로 활용하는 것이다. 그러나, 이 방법은 음향효과에 의해서 손쉽게 워터마크가 제거될 수 있으며, 음질에도 나쁜 영향을 미친다는 단점이 있다.This method uses the watermark by adding them to the original signal with a certain delay time. However, this method has a disadvantage in that the watermark can be easily removed by the sound effect and adversely affects the sound quality.

5. Patchwork5. Patchwork

이 방법은 일정한 데이터 집합은 평균값이 +1 이 되도록 원 신호에 더해주고, 다른 데이터 집합은 평균값이 -1 이 되도록 원 신호에 더해줌으로써 워터마크를 삽입하는 방법이다. 이 방법은 확률적인 방법으로서 효과적이기는 하지만,신뢰성을 확보하기 위해서는 상당수의 반복연산이 요구되며, 위치를 정확히 파악해야 한다는 단점이 있다. 이 방법은 시간평면과 변환평면에서 모두 사용이 가능하다.This method inserts a watermark by adding a certain data set to the original signal so that the average value is +1, and adds another data set to the original signal so that the average value is -1. Although this method is effective as a probabilistic method, it requires a large number of iterative operations in order to secure reliability, and has a disadvantage in that the position must be accurately identified. This method can be used in both time and conversion planes.

상술의 종래 기술들은 워터마크를 제거하기 위해서 시도되는 다양한 공격들을 모두 방어할 수 있는 기술로까지는 발전되지 못하였으며, 이를 해결하기 위하여 두 가지 이상의 알고리즘을 사용함으로써 문제를 해결하려는 시도를 하였다. 그러나 SDMI 의 표준안 선정이유가 PD (Portable Device) 에의 적용을 목표로 하고 있는 만큼 알고리즘의 단순화가 요구되며, 이를 만족하기 위해서는 어느 한 부분의 공격에 대해서는 취약할 수밖에 없다는 단점을 안고 있다.The above-described prior arts have not been developed as a technique capable of defending all the various attacks attempted to remove the watermark, and attempted to solve the problem by using two or more algorithms to solve the above problems. However, as the reason for selecting the standard of SDMI is to apply to PD (Portable Device), the algorithm is required to be simplified, and to satisfy this problem, it has to be vulnerable to any part of attack.

또한 상술의 종래 기술들의 대부분은 시간 축 변형 공격에 대해서 매우 취약한 단점을 가지고 있으며, 또한 이를 해결할 수 있는 기술들은 압축과 같은 공격에 취약한 단점을 가지고 있다. 시간축 변형공격의 예로는 선형 속도 변화 (linear speed change) 와 시간 스케일링 (time scaling) 공격 등을 들 수 있다. 선형 속도 변화는 테이프가 늘어지거나 빨리돌아가게 하는 등의 효과로 확산스펙트럼 방식으로 워터마킹된 신호의 대부분이 이에 취약하다. 시간 스케일링 공격은 음색에 변화없이 음악의 길이를 늘이거나 줄이는 공격을 말한다.In addition, most of the above-described prior arts have disadvantages that are very vulnerable to time-base deformation attacks, and techniques that can solve these problems have disadvantages that are vulnerable to attacks such as compression. Examples of time-base deformation attacks include linear speed change and time scaling attacks. The linear velocity change causes the tape to stretch or run fast, making most of the watermarked signals spread in the spread spectrum method. A temporal scaling attack is one that increases or decreases the length of music without changing the timbre.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저작권 혹은 제어정보를 확산 스펙트럼 형태의 워터마크로 만들고 이를 시간축 변형공격에 영향을 받지 않는 영역으로 옮겨진 오디오신호에 삽입함으로써, 시간축 변형공격의 영향을 받지 않는 워터마크 삽입 및 추출 방법을 구현하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to create a watermark in the form of a spread spectrum and insert the copyright or control information into an audio signal transferred to an area which is not affected by a time-base deformation attack, thereby providing a time-base. It is to implement a watermark insertion and extraction method that is not affected by the deformation attack.

본 발명의 다른 목적은 워터마킹에 있어 확산 스펙트럼 코딩 기술의 압축, 비선형 필터링 등의 강점은 그대로 보존한 상태에서 확산 스펙트럼 코딩 기술의 약점인 시간축 변형공격을 방어하는 것이다.Another object of the present invention is to defend against time-base strain attack, which is a weak point of spread spectrum coding technology, while maintaining the strengths of compression, nonlinear filtering, etc. of spread spectrum coding technology in watermarking.

도 1 은 본 발명에 따른 워터마크 삽입장치의 구성을 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a watermark embedding apparatus according to the present invention.

도 2 는 도 1 의 시불변 변환기의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the time invariant converter of FIG. 1.

도 3 은 도 1 의 확산 워터마크 생성기의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of the spread watermark generator of FIG.

도 4 는 도 1 의 시불변 역변환기의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating an internal configuration of the time invariant inverse converter of FIG. 1.

도 5 는 본 발명에 따른 워터마크 추출장치의 구성을 도시하는 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of a watermark extraction apparatus according to the present invention.

도 6 은 도 5 의 워터마크 추출기의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the watermark extractor of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 시불변 변환기12 : 시간축 스케일링부10: time invariant converter 12: time axis scaling unit

14 : 보간 필터16 : 시불변 변환부14: interpolation filter 16: time invariant conversion unit

20 : 확산 워터마크 생성기22 : 시간축 확장기20: diffuse watermark generator 22: time base expander

24 : 의사 랜덤수열 발생기26 : XOR 연산기24: pseudo random sequence generator 26: XOR operator

30 : 가산기40 : 시불변 역변환기30: adder 40: time-invariant inverse converter

42 : 시불변 역변환부44 : 외삽 필터42: time invariant inverse transform unit 44: extrapolation filter

46 : 시간축 스케일링부110 : 시불변 변환기46: time axis scaling unit 110: time invariant converter

120 : 의사 랜덤수열 발생기130 : 승산기120: pseudo random sequence generator 130: multiplier

140 : 워터마크 추출기142 : 문턱치 설정부140: watermark extractor 142: threshold setting unit

144 : 레벨 판별부146 : 시간축 수축기144: level determining unit 146: time base systolic

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 워터마크 신호를 오디오 신호에 삽입하는 방법에 있어서, (a) 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 단계; (b)시불변 영역으로 변환된 오디오 신호에 워터마크 신호를 삽입하는 단계; 및 (c) 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 시불변 역변환하여 시간 영역의 오디오 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 워터마크 삽입방법을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a method for embedding a watermark signal into an audio signal, comprising the steps of: (a) converting the audio signal into a time-invariant region which is not affected by signal distortion in the time axis; (b) embedding a watermark signal in the audio signal converted into the time invariant region; And (c) converting the audio signal into which the watermark signal is inserted is converted into an audio signal in the time domain by inversely inversely converting the watermark signal.

여기에서, (a) 단계는 (a1) 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 단계; 및 (a2) 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 단계를 포함하고, (c) 단계는 (c1) 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 푸리에 역변환하는 단계; 및 (c2) 푸리에 역변환된 신호를 로그 스케일에서 선형 스케일로 변환하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Here, step (a) includes (a1) converting an audio signal from a linear scale to a logarithmic scale; And (a2) Fourier transforming a signal converted to a logarithmic scale to obtain an amplitude spectrum, and (c) comprises: (c1) Fourier inversely converting an audio signal into which a watermark signal is inserted; And (c2) converting the Fourier inverse signal from a logarithmic scale to a linear scale.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 워터마크가 삽입된 오디오 신호로부터 워터마크를 추출하는 방법에 있어서, (a) 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 단계; 시불변 영역으로 변환된 신호로부터 구해지는 추정된 확산 워터마크 성분과 의사 랜덤 수열을 XOR 연산하는 단계; (c)(b) 단계에서의 결과적인 신호에 대하여 문턱치를 적용한 레벨 판별로서 비트열을 재구성하는 단계를 포함하는 워터마크 추출방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a method for extracting a watermark from an audio signal having a watermark embedded therein, wherein (a) the watermark-embedded audio signal is not affected by signal distortion on the time axis. Converting to an invariant time invariant region; Performing an XOR operation on the estimated spread watermark component and the pseudo random sequence obtained from the signal converted into the time invariant region; and (c) reconstructing the bit stream as a level discrimination applying a threshold to the resultant signal in step (b).

여기에서 (a) 단계는 (a1) 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 단계; 및 (a2) 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the step (a) may include: (a1) converting the audio signal having the watermark embedded from a linear scale to a logarithmic scale; And (a2) Fourier transforming the signal converted to the logarithmic scale to obtain an amplitude spectrum.

본 발명에 따른 워터마크 삽입 및 추출 장치에 대해 상세히 설명하기에 앞서, 우선 시간축 변형에 영향을 받지 않는 영역 및 이 영역으로의 변환에 대해 설명한다.Prior to describing the watermark embedding and extracting apparatus according to the present invention in detail, first, an area which is not affected by time-base deformation and a conversion to this area will be described.

원래의 오디오 신호를 s(t) 라 하고 시간축 변형이 일어난 신호를 s(t) 라 하기로 한다. 여기서 0 범위의 값이다. 이와 같이 시간축으로 스케일링 변환이 일어난 신호 s(t) 는 삽입된 워터마크의 검출을 어렵게하는 요인으로 작용한다. 따라서, 시간축 변형에 영향을 받지 않는 영역의 도입이 필요하다. 이와 같은 시간축 변형에 영향을 받지 않는 영역으로의 변환을 위하여는 여러 종류의 변환이 사용될 수 있으나, 여기에서는 예로서 푸리에 변환을 사용하기로 한다.The original audio signal is called s (t), and the signal with timebase distortion t). here Is A value in the range of zero. In this way, the signal s ( t) acts as a factor that makes it difficult to detect the embedded watermark. Therefore, it is necessary to introduce an area that is not affected by the time axis deformation. Various kinds of transformations may be used for the transformation to the region that is not affected by the time-base deformation, but the Fourier transformation will be used here as an example.

일반적인 푸리에 변환의 정의 및 변환 특성을 설명한다.Explain the definition of the common Fourier transform and its transformation characteristics.

푸리에 변환의 정의는 하기의 수학식 1 과 같으며,The Fourier transform is defined as Equation 1 below.

푸리에 역변환의 정의는 하기의 수학식 2 와 같다.The definition of the Fourier inverse transform is shown in Equation 2 below.

한편, 시간 영역 (time domain) 에서의 신호의 시간축 이동은 주파수 영역 (frequency domain) 에서의 위상 성분의 선형이동이 되며 이는 하기의 수학식 3 으로 표현된다.Meanwhile, the time axis shift of a signal in the time domain is a linear shift of phase components in the frequency domain, which is represented by Equation 3 below.

한편, 시간 영역에서의 신호의 스케일링은 주파수 영역에서의 역 스케일링이 되면 이는 하기의 수학식 4 로 표현된다.On the other hand, if the scaling of the signal in the time domain is inverse scaling in the frequency domain, it is represented by Equation 4 below.

본 발명에서 시간축 변형공격에 영향받지 않는 영역을 구현하기 위하여 사용하고자 하는 특성은 수학식 3 의 특성으로서, 시간영역에서의 신호의 시간축 이동이 주파수 영역에서의 진폭 스펙트럼에 영향을 미치지 않는다는 사실이다. 따라서, 시간 영역에서의 신호의 스케일링 변화도 시간축 이동으로 바꾸어 줄 수 있다면, 주파수 영역에서의 진폭 스펙트럼에 영향을 미치는 일이 없을 것이다.In the present invention, a characteristic to be used to implement a region that is not affected by the time axis strain attack is the characteristic of Equation 3, in which the time axis movement of the signal in the time domain does not affect the amplitude spectrum in the frequency domain. Therefore, if the scaling change of the signal in the time domain can also be changed to time axis shift, it will not affect the amplitude spectrum in the frequency domain.

이를 이루기 위한 방법으로 시간 영역에서의 선형 스케일을 로그 스케일로 변화시키는 것이 유용하다. 로그함수의 특성상 곱의 형태를 합의 형태로 나타내주므로, 시간 영역에서 스케일링 변화된 신호에 로그함수를 취하면 하기의 수학식 5 와 같이 나타내어진다.To achieve this, it is useful to change the linear scale in the time domain to a logarithmic scale. Since the form of the product is represented in the form of the sum of the logarithmic functions, the logarithmic function in the time domain is represented by Equation 5 below.

수학식 5 에서 보는 바와 같이 로그함수를 사용함으로써, 시간 영역에서 신호의 스케일링 변화를 로그 스케일의 시간축에서 log만큼의 이동으로 전환할 수 있다. 이와 같은 시간축에서의 이동은 수학식 3 에서 설명한 바와 같이 진폭스펙트럼에는 영향을 주지 않으므로, 시간 영역에서의 로그 스케일 변환과 신호의 진폭 스펙트럼을 이용하면 시간축 변형 공격에 영향을 받지 않는 시불변 영역을 만들어 낼 수 있다.By using the logarithm function as shown in Equation 5, the scaling change of the signal in the time domain is recorded on the time axis of the log scale. You can switch to as many moves. Since the movement in the time axis does not affect the amplitude spectrum as described in Equation 3, the log scale transformation in the time domain and the amplitude spectrum of the signal create a time-invariant region that is not affected by the time-base deformation attack. I can make it.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 워터마크 삽입장치의 구성을 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a watermark embedding apparatus according to the present invention.

도 1 을 참조하면, 워터마크 삽입장치는 오디오 신호를 시불변 영역으로 변환시켜주는 시불변 변환기 (10), 저작권 또는 제어 정보를 시간축에서 확산시키는 기능을 수행하는 확산 워터마크 생성기 (20), 시불변 영역으로 변환된 오디오 신호와 확산된 저작권 또는 제어 정보 신호를 가산하는 가산기 (30) 및 시불변 영역에서 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 다시 시간 영역으로 돌려주는 시불변 역변환기 (40) 로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the watermark embedding apparatus includes a time-invariant converter 10 for converting an audio signal into a time-invariant region, a diffusion watermark generator 20 for spreading copyright or control information on a time axis. An adder 30 which adds the audio signal converted into the invariant region and the spread copyright or control information signal and a time invariant inverter 40 which returns the audio signal with the watermark in the time invariant back to the time domain. .

도 2 는 도 1 의 시불변 변환기 (10) 의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the time invariant converter 10 of FIG.

도 2 를 참조하면, 시불변 변환기 (10) 는 시간축 스케일링부 (12), 보간 필터 (Interpolation Filter : 14) 및 시불변 변환부 (16) 로 구성된다.Referring to FIG. 2, the time invariant converter 10 is composed of a time axis scaling unit 12, an interpolation filter 14, and a time invariant converter 16.

시간축 스케일링부 (12) 는 상기 수학식 5 와 같이 입력되는 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환시키는 기능을 수행한다. 로그 스케일로 변환된 오디오 신호는 보간 필터 (14) 에서 보간 처리된 후 시불변 변환부 (16) 로 입력된다. 시불변 변환부 (16) 에서는 예를 들어 신호에 대해 FFT (Fast Fourier Transform) 를 하여 진폭 스펙트럼을 구해냄으로써, 오디오 신호를 시불변 영역으로 변환하는 과정은 종료된다.The time axis scaling unit 12 performs a function of converting an input audio signal from a linear scale to a logarithmic scale as shown in Equation 5 above. The audio signal converted to the logarithmic scale is interpolated by the interpolation filter 14 and then input to the time-invariant converter 16. The time-invariant transform section 16 performs an FFT (Fast Fourier Transform) on the signal to obtain an amplitude spectrum, thereby completing the process of converting the audio signal into the time-invariant region.

이와 같은 신호의 로그 스케일로의 변환 및 진폭 스펙트럼을 구하는 과정으로써, 상술한 바와 같이 시간 영역에서의 스케일링 변형 공격에도 진폭 스펙트럼이 영향 받지 않게 되어, 결과적으로 시간축 변형 공격에 영향받지 않는 시불변 영역으로 원 오디오 신호가 바뀌게 된다.As a process of calculating the signal to the log scale and amplitude spectrum, the amplitude spectrum is not affected by the scaling deformation attack in the time domain as described above, resulting in a time-invariant region that is not affected by the time-axis deformation attack. The original audio signal is changed.

도 3 은 도 1 의 확산 워터마크 생성기 (20) 의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of the spread watermark generator 20 of FIG.

도 3 을 참조하면, 확산 워터마크 생성기 (20) 는 시간축 확장기 (22), 의사 랜덤 수열 발생기 (24) 및 XOR 연산기 (26) 로 구성된다.Referring to FIG. 3, the spread watermark generator 20 is composed of a time base expander 22, a pseudo random sequence generator 24, and an XOR operator 26. As shown in FIG.

저작권 또는 제어정보를 오디오 신호에 삽입하기 전에, 저작권 또는 제어정보는 시간축 확장기 (22) 에서 시간축으로 확장된 신호로 만들어진다.Prior to inserting the copyright or control information into the audio signal, the copyright or control information is made of a signal extended on the time axis in the time axis expander 22.

즉, 삽입하고자 하는 저작권 또는 제어정보의 비트열을 I(n) 이라 하면, 저작권 또는 제어정보의 시간축 확장은 하기의 수학식 6 과 같이 표현된다.That is, assuming that the bit string of copyright or control information to be inserted is I (n), the time axis extension of copyright or control information is expressed as in Equation 6 below.

N : 정보 비트들의 수N: number of information bits

k = 0,1,2,...,RN-1k = 0,1,2, ..., RN-1

여기에서 R은 시간축을 확장시키기 위한 배율을 의미한다.Here R denotes a magnification for extending the time axis.

의사 랜덤 수열 발생기 (24) 에서는 주파수의 전대역에 걸쳐 존재하는 의사랜덤 수열 (이하 PN(k) 로 표현한다) 을 발생시킨다.The pseudo random sequence generator 24 generates a pseudorandom sequence (hereafter referred to as PN (k)) existing over the entire band of frequencies.

다음으로, XOR 연산기 (26) 에서는, 시간축 확장된 저작권 또는 제어정보 (Iexpanded(k)) 와 의사 랜덤 수열 (PN(k)) 의 XOR 연산이 수행되어 확산 워터마크 신호 (W(k)) 가 생성되고, 이는 하기의 수학식 7 과 같이 표현된다.Next, in the XOR operator 26, an XOR operation of the time axis extended copyright or control information I expanded (k) and the pseudo random sequence PN (k) is performed to spread the watermark signal W (k). Is generated, which is expressed by Equation 7 below.

다시 도 1 을 참조하여, 시불변 변환기 (10) 에서 시불변 영역으로 변환된 오디오 신호와 확산 워터마크 생성기 (20) 에서 생성된 확산 워터마크 신호는 가산기 (30) 에서 가산된다.Referring again to FIG. 1, the audio signal converted from the time invariant converter 10 into the time invariant region and the spread watermark signal generated by the spread watermark generator 20 are added in the adder 30.

즉, 확산 워터마크 신호가 시불변 영역으로 변환된 오디오 신호에 시불변영역에서 삽입되며, 이는 하기의 수학식 8 로서 표현된다.That is, the spread watermark signal is inserted in the time-invariant region into the audio signal converted into the time-invariant region, which is expressed as Equation 8 below.

여기에서, Sti(k) 는 시불변 영역으로 변환된 오디오 신호의 푸리에 변환계수를 나타내고,는 워터마크의 삽입강도를 결정하는 상수 값이며, 확산 워터마크신호에를 곱해주는 것은 균일한 레벨로 워터마크가 삽입되었을때 신호성분이 약한 곳에서의 잡음 효과가 나타나는 것을 줄이기 위한 것이다.Here, S ti (k) represents the Fourier transform coefficient of the audio signal converted into the time-invariant region, Is a constant value that determines the embedding strength of the watermark, Multiply by to reduce the noise effect where the signal is weak when the watermark is inserted at a uniform level.

수학식 8 과 같은 진폭스펙트럼 형태의 워터마크가 삽입된 오디오 신호는 시불변 역변환기 (40) 로 입력된다.The audio signal in which the watermark in the form of an amplitude spectrum such as Equation 8 is inserted is input to the time invariant converter 40.

도 4 는 도 1 의 시불변 역변환기 (40) 의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the time-invariant inverse transformer 40 of FIG.

도 4 를 참조하면, 시불변 역변환기 (40) 는 시불변 역변환부 (42), 외삽 필터 (Extrapolation Filter : 44) 및 시간축 스케일링부 (46) 로 구성된다.Referring to FIG. 4, the time invariant inverse transformer 40 includes a time invariant inverse transformer 42, an extrapolation filter 44, and a time axis scaling unit 46.

시불변 역변환부 (42) 는 진폭스펙트럼 형태의 워터마크가 삽입된 오디오 신호, 즉 시불변 영역에서의 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 시간 영역의 오디오신호로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 예를 들어 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) 가 이루어지며, 이는 하기의 수학식 9 로서 표현된다.The time invariant inverse transform unit 42 performs a function of converting an audio signal having an amplitude spectrum type watermark embedded therein, that is, an audio signal having a watermark embedded in the time invariant region into an audio signal in the time domain. That is, for example, an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) is performed, which is represented by Equation 9 below.

시간 영역의 워터마킹된 신호 sw(t) 는 외삽 필터부 (44) 에서 외삽 처리된 후, 시간축 스케일링부 (46) 로 입력된다. 시불변 역변환기 (40) 내의 시간축 스케일링부 (46) 는 시불변 변환기 (10) 내의 시간축 스케일링부 (12) 가 수행하는 과정의 역과정을 수행한다. 즉, 로그 스케일의 신호를 다시 선형 스케일의 신호로 전환시키는 기능을 하는 것이다.The watermarked signal s w (t) in the time domain is extrapolated by the extrapolation filter section 44 and then input to the time axis scaling section 46. The time base scaling unit 46 in the time invariant transformer 40 performs an inverse process of the process performed by the time base scaling unit 12 in the time invariant converter 10. In other words, it converts a log scale signal back to a linear scale signal.

다음으로, 워터마킹된 신호로부터 저작권 또는 제어정보를 추출하는 워터마크 추출장치에 대해 설명하기로 한다.Next, a watermark extraction apparatus for extracting copyright or control information from the watermarked signal will be described.

도 5 는 본 발명에 따른 워터마크 추출장치의 구성을 도시하는 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of a watermark extraction apparatus according to the present invention.

도 5 를 참조하면, 워터마크 추출장치는 워터마킹된 오디오 신호를 시불변 영역으로 변환시켜주는 시불변 변환기 (110), 의사 랜덤 수열을 만들어 내는 의사 랜덤 수열 발생기 (120), 워터마크가 삽입된 오디오 신호와 의사 랜덤 수열과의 상관값을 구하는 승산기 (130) 및 워터마크가 삽입된 오디오 신호에서 워터마크 정보 (즉, 저작권 또는 제어정보) 를 추출하는 워터마크 추출기 (140) 로 이루어진다.Referring to FIG. 5, the apparatus for extracting a watermark includes a time-invariant converter 110 for converting a watermarked audio signal into a time-invariant region, a pseudo-random sequence generator 120 for generating a pseudo-random sequence, and a watermark inserted therein. A multiplier 130 for obtaining a correlation value between the audio signal and a pseudo-random sequence, and a watermark extractor 140 for extracting watermark information (ie, copyright or control information) from the watermark-embedded audio signal.

워터마크 추출장치의 시불변 변환기 (110) 의 구성은 워터마크 삽입장치의 시불변 변환기 (10) 의 구성과 동일하며, 따라서 시간영역의 워터마크가 삽입된 신호 (Sw(t)) 는 시불변 영역의 진폭스펙트럼 형태의 신호로 변환되며 이는 하기의 수학식 10 으로 표현된다.The configuration of the time-invariant converter 110 of the watermark extraction apparatus is the same as that of the time-invariant converter 10 of the watermark embedding apparatus, so that the signal S w (t) in which the watermark of the time domain is embedded is It is converted into a signal in the form of an amplitude spectrum of the constant region, which is represented by Equation 10 below.

의사 랜덤 수열 발생기 (120) 에서는 의사 랜덤 수열 (PN(k)) 이 발생되고, 의사 랜덤 수열 (PN(k)) 과 워터마크가 삽입된 신호의 상관관계가 승산기 (130) 에서 구해진다.In the pseudo random sequence generator 120, a pseudo random sequence PN (k) is generated, and a correlation between the pseudo random sequence PN (k) and a signal with a watermark is obtained in the multiplier 130.

도 6 은 도 5 의 워터마크 추출기 (140) 의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the watermark extractor 140 of FIG.

도 6 을 참조하면, 워터마크 추출기 (140) 는 문턱치 설정부 (142), 레벨 판별부 (144) 및 시간축 수축기 (146) 로 구성된다.Referring to FIG. 6, the watermark extractor 140 includes a threshold setting unit 142, a level discriminating unit 144, and a time axis shrinker 146.

시불변 변환기 (110) 에서 시불변 영역으로 변환된 워터마크가 삽입된 신호는 워터마크 추출기 (140) 에서 장시간에 걸쳐 반복적으로 동일한 시불변 영역으로 변환하여 조화평균을 취하여 주고, 이는 하기의 수학식 11 및 12 로서 표현된다.The watermark-inserted signal converted into the time-invariant region by the time-invariant converter 110 is repeatedly converted into the same time-invariant region by the watermark extractor 140 for a long time to obtain a harmonic mean, which is represented by the following equation. Represented as 11 and 12.

수학식 12 의 과정에 의해서 불규칙하게 존재하는 신호에 대한 것은 평균값이 되며, 진폭 스펙트럼은 오디오 신호의 전반에 걸쳐서 존재하는 신호에 대한 것만 남게 된다. 따라서, Wmean(k) 에서에 대한 성분만 제거하면 워터마크에 대한 성분만 남게 된다.By the process of Equation 12, the irregular signal is averaged, and the amplitude spectrum remains only for the signal existing throughout the audio signal. Thus, in W mean (k) Removing only the component for leaves only the component for the watermark.

실제로 워터마크 성분을 구하기 위하여를 쓰는 것이 불가능하기 때문에 커브 피팅 (Curve Fitting) 방법을 이용하여의 추정값인를 계산하여 사용하며, 이는 하기의 수학식 13 으로 표현된다.To actually get the watermark component Is not possible to use the curve fitting method Is an estimate of Is calculated and used, and is represented by Equation 13 below.

여기서, e(k) 는 에러신호를 의미한다.Here, e (k) means an error signal.

는 확산된 워터마크 성분을 포함하고 있으며, 이로부터 저작권 또는 제어 정보를 추출하기 위하여는 의사 랜덤 수열 발생기 (120) 에서 발생된 의사 랜덤 수열 (PN(k)) 를 추정된 확산 워터마크 성분과 Exclusive OR 를 취하고, 그 결과에 대해서 문턱치 설정부 (142) 에서 설정된 문턱치를 적용하고, 레벨 판별부 (144) 에서 레벨을 판별하여 비트열을 재구성한다. 이때 얻어진 비트열은 시간축에서 확산된 저작권 또는 제어 정보가 되며, 이러한 과정은 하기의 수학식 14 로서 표현된다. Contains a spread watermark component, and in order to extract copyright or control information therefrom, the pseudorandom sequence PN (k) generated by the pseudo-random sequence generator 120 is estimated with the estimated spread watermark component and exclusive. An OR is taken, the threshold set by the threshold setting unit 142 is applied to the result, and the level discriminating unit 144 determines the level to reconstruct the bit string. The bit string obtained at this time becomes copyright or control information spread on the time axis, and this process is represented by Equation 14 below.

여기에서 I'expanded(k) 는 문턱치를 적용하여 비트열로 재구성된 것을 나타낸다.Here, I ' expanded (k) represents a reconstruction into a bit string by applying a threshold.

수학식 14 에서 얻어진 저작권 또는 제어 정보는 시간축에서 확산된 형태를 취하고 있다. 따라서, 이 확산된 저작권 또는 제어 정보는 시간축 수축기 (146) 에서의 원래의 저작권 또는 제어 정보로 복원되는 과정을 거치고, 이는 하기의 수학식 15 로서 표현된다.Copyright or control information obtained from equation (14) Is spread over the time base. Accordingly, this spread copyright or control information is subjected to a process of being restored to the original copyright or control information in the time base systolic machine 146, which is represented by the following equation (15).

여기에서,는 확산된 형태의 저작권 또는 제어 정보의 R 개 마다의 평균값에 의해서 표현되는 비트 값을 의미한다.From here, Denotes a bit value represented by an average value of every R pieces of copyright or control information in a spread form.

이로써, 워터마킹된 신호로부터 저작권 또는 제어 정보를 추출하는 워터마크 추출과정은 종료하게 된다.Thus, the watermark extraction process of extracting copyright or control information from the watermarked signal is terminated.

상술한 바와 같은 워터마크의 시불변 영역으로의 변환을 포함하는 삽입 및추출로 인하여, 시간축 변형공격에 의하여 워터마크가 제거되지 않는다.Due to the insertion and extraction including the conversion of the watermark into the time-invariant region as described above, the watermark is not removed by the time-base deformation attack.

본 발명은 상기의 실시예들을 참조로하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 이는 예시를 위하여 사용된 것이며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구범위에서 정의된 것처럼 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정을 할 수 있다.Although the invention has been particularly shown and described with reference to the above embodiments, it has been used for the purpose of illustration and those of ordinary skill in the art to which the invention pertains have the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Various modifications can be made without departing.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 확산 스펙트럼 방식의 압축, 비선형 필터링등의 강점은 유지하면서, 시간축 변형공격에 강인한 워터마크 삽입 및 추출 방법을 구현하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is effective to implement a watermark embedding and extraction method that is robust against time-base strain attack while maintaining strengths such as spread spectrum compression and nonlinear filtering.

또한, 본 발명에 따른 디지털 워터마킹 기술을 활용함으로써, 불법 복제되거나 불법 유통되는 디지털 오디오 컨텐츠의 재생방지나 복제 및 유통 추적이 효과적으로 이루어져, 보다 완벽한 디지털 오디오 컨텐츠의 저작권 보호를 제공하는 효과가 있다.In addition, by utilizing the digital watermarking technology according to the present invention, effective reproduction prevention, copying and distribution tracking of illegally copied or illegally distributed digital audio contents can be effectively performed, thereby providing more complete copyright protection of digital audio contents.

Claims (16)

워터마크 신호를 오디오 신호에 삽입하는 방법에 있어서,A method of embedding a watermark signal into an audio signal, (a) 상기 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 단계;(a) converting the audio signal into a time-invariant region which is not affected by signal distortion in the time axis; (b) 상기 시불변 영역으로 변환된 오디오 신호에 워터마크 신호를 삽입하는 단계; 및(b) inserting a watermark signal into the audio signal converted into the time invariant region; And (c) 상기 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 시불변 역변환하여 시간 영역의 오디오 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입방법.and (c) converting the audio signal into which the watermark signal is inserted is inversely inversely converted into an audio signal in a time domain. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a) 단계는Step (a) is (a1) 상기 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 단계; 및(a1) converting the audio signal from a linear scale to a logarithmic scale; And (a2) 상기 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 단계를 포함하고,(a2) Fourier transforming the signal converted to the logarithmic scale to obtain an amplitude spectrum, 상기 (c) 단계는Step (c) is (c1) 상기 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 푸리에 역변환하는 단계; 및(c1) inversely transforming an audio signal into which the watermark signal is inserted; And (c2) 상기 푸리에 역변환된 신호를 로그 스케일에서 선형 스케일로 변환하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입방법.(c2) converting the Fourier inverse signal from a logarithmic scale to a linear scale. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 (a) 단계는 상기 오디오 신호를 보간처리하는 단계를 더 포함하고,The step (a) further comprises the step of interpolating the audio signal, 상기 (c) 단계는 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 외삽처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입방법.The step (c) further comprises the step of extrapolating the audio signal embedded in the watermark. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 삽입되는 워터마크 신호는 확산 워터마크 신호인 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입방법.And the watermark signal to be inserted is a spread watermark signal. 워터마크가 삽입된 오디오 신호로부터 워터마크를 추출하는 방법에 있어서,A method of extracting a watermark from an audio signal having a watermark embedded therein, (a) 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 단계;converting the watermark-embedded audio signal into a time-invariant region which is not affected by signal distortion on a time axis; (b) 상기 시불변 영역으로 변환된 신호로부터 구해지는 추정된 확산 워터마크 성분과 의사 랜덤 수열을 XOR 연산하는 단계;(b) XORing an estimated spread watermark component and a pseudo random sequence obtained from the signal converted into the time-invariant region; (c) 상기 (b) 단계에서의 결과적인 신호에 대하여 문턱치를 적용한 레벨 판별로서 비트열을 재구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출방법.and (c) reconstructing the bit stream as a level discrimination applying a threshold to the resultant signal in step (b). 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (a) 단계는Step (a) is (a1) 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 단계; 및converting the watermark-embedded audio signal from a linear scale to a logarithmic scale; And (a2) 상기 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출방법.and (a2) obtaining an amplitude spectrum by Fourier transforming the signal converted to the logarithmic scale. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (a) 단계는 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 보간처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출방법.The step (a) further comprises the step of interpolating the audio signal embedded with the watermark. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 워터마크 추출방법은 상기 (c) 단계 이후에The watermark extraction method is performed after the step (c). (d) 시간축을 복원하여 워터마크 신호의 확장된 비트열을 원래의 워터마크 신호로 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출방법.(d) restoring the time axis to restore the extended bit string of the watermark signal to the original watermark signal. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 삽입된 워터마크 신호는 확산 워터마크 신호인 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입방법.And the embedded watermark signal is a spread watermark signal. 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 시불변 변환기;A time invariant converter for converting an audio signal into a time invariant region which is not affected by signal distortion in the time axis; 저작권 또는 제어정보를 확산 워터마크 신호로서 생성하는 확산 워터마크 생성기;A spreading watermark generator for generating copyright or control information as a spreading watermark signal; 시불변 영역에서 확산 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 시불변 역변환하여 시간 영역의 오디오 신호로 변환시키는 시불변 역변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입장치.And a time invariant inverse converter for converting an audio signal having a spread watermark signal inserted in the time invariant into an invariant time inverse to an audio signal in the time domain. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 시불변 변환기는The time invariant converter 상기 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 시간축 스케일링부; 및A time base scaling unit for converting the audio signal from a linear scale to a logarithmic scale; And 상기 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 시불변 변환부를 포함하고,A time-invariant converter configured to obtain an amplitude spectrum by Fourier transforming the signal converted to the logarithmic scale, 상기 시불변 역변환부는The time invariant inverse transform unit 상기 워터마크 신호가 삽입된 오디오 신호를 푸리에 역변환하는 시불변 역변환부; 및A time invariant inverse transform unit which performs Fourier inverse transform on the audio signal into which the watermark signal is inserted; And 상기 푸리에 역변환된 신호를 로그 스케일에서 선형 스케일로 변환하는 시간축 스케일링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입장치.And a time axis scaling unit for converting the Fourier inverse transformed signal from a logarithmic scale to a linear scale. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 시불변 변환부는 상기 오디오 신호를 보간처리하는 보간 필터를 더 포함하고,The time invariant converter further includes an interpolation filter for interpolating the audio signal, 상기 시불변 역변환부는 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 외삽처리하는 외삽 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입장치.And the time invariant inverse transform unit further comprises an extrapolation filter for extrapolating the audio signal into which the watermark is embedded. 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 시간축에서의 신호 변형에 영향을 받지 않는 시불변 영역으로 변환하는 시불변 변환기;A time invariant converter for converting an audio signal having a watermark embedded into a time invariant region which is not affected by signal distortion in a time axis; 의사 랜덤 수열을 발생시키는 의사 랜덤 수열 발생기;A pseudo random sequence generator for generating a pseudo random sequence; 상기 시불변 영역으로 변환된 신호로부터 구해지는 추정된 확산 워터마크 성분과 상기 의사 랜덤 수열을 XOR 연산하고, 그의 결과적인 신호에 대하여 문턱치를 적용한 레벨 판별로서 비트열을 재구성하는 워터마크 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출장치.And a watermark extractor for performing an XOR operation on the estimated spread watermark component obtained from the signal converted into the time-invariant region and the pseudo-random sequence, and reconstructing the bit stream as a level discrimination applying a threshold to the resulting signal. Watermark extraction apparatus, characterized in that. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 시불변 변환기는The time invariant converter 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 선형 스케일에서 로그 스케일로 변환하는 시간축 스케일링부; 및A time axis scaling unit for converting the watermark-embedded audio signal from a linear scale to a logarithmic scale; And 상기 로그 스케일로 변환된 신호를 푸리에 변환하여 진폭스펙트럼을 구하는 시불변 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출장치.And a time-invariant converter configured to obtain an amplitude spectrum by Fourier transforming the signal converted to the logarithmic scale. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 시불변 변환기는 상기 워터마크가 삽입된 오디오 신호를 보간처리하는 보간 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출장치.The time invariant converter further comprises an interpolation filter for interpolating the audio signal into which the watermark is inserted. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 13 to 15, 상기 워터마크 추출기는The watermark extractor 시간축을 복원하여 워터마크 신호의 확장된 비트열을 원래의 워터마크 신호로 복원하는 시간축 수축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출방법.And a time axis shrinker for restoring the time axis to restore the extended bit string of the watermark signal to the original watermark signal.
KR1020010020014A 2001-04-14 2001-04-14 Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof KR20020079242A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010020014A KR20020079242A (en) 2001-04-14 2001-04-14 Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010020014A KR20020079242A (en) 2001-04-14 2001-04-14 Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020079242A true KR20020079242A (en) 2002-10-19

Family

ID=27701111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010020014A KR20020079242A (en) 2001-04-14 2001-04-14 Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020079242A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100472071B1 (en) * 2001-10-31 2005-03-08 한국전자통신연구원 Apparatus and method of injecting time-domain average removed watermark signal for M-ary watermarking system
KR100837839B1 (en) * 2001-10-25 2008-06-13 주식회사 케이티 Audio watermark rehabilitation apparatus and the method that is damaged by speed alteration attack
KR100896618B1 (en) * 2002-06-27 2009-05-08 주식회사 케이티 Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking
CN1928991B (en) * 2006-07-20 2012-07-11 中山大学 Synchronous attack resistant audio frequency watermark handling method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0766468A2 (en) * 1995-09-28 1997-04-02 Nec Corporation Method and system for inserting a spread spectrum watermark into multimedia data
EP0905967A1 (en) * 1997-09-26 1999-03-31 Digital Copyright Technologies AG Method for generating digital watermarks and for exchanging data containing digital watermarks
KR19990044818A (en) * 1998-09-10 1999-06-25 이한호 Watermarking Method of Digital Image Using Wavelet Transform and Discrete Cosine Transform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0766468A2 (en) * 1995-09-28 1997-04-02 Nec Corporation Method and system for inserting a spread spectrum watermark into multimedia data
US5930369A (en) * 1995-09-28 1999-07-27 Nec Research Institute, Inc. Secure spread spectrum watermarking for multimedia data
EP0905967A1 (en) * 1997-09-26 1999-03-31 Digital Copyright Technologies AG Method for generating digital watermarks and for exchanging data containing digital watermarks
KR19990044818A (en) * 1998-09-10 1999-06-25 이한호 Watermarking Method of Digital Image Using Wavelet Transform and Discrete Cosine Transform

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837839B1 (en) * 2001-10-25 2008-06-13 주식회사 케이티 Audio watermark rehabilitation apparatus and the method that is damaged by speed alteration attack
KR100472071B1 (en) * 2001-10-31 2005-03-08 한국전자통신연구원 Apparatus and method of injecting time-domain average removed watermark signal for M-ary watermarking system
KR100896618B1 (en) * 2002-06-27 2009-05-08 주식회사 케이티 Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking
CN1928991B (en) * 2006-07-20 2012-07-11 中山大学 Synchronous attack resistant audio frequency watermark handling method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kirovski et al. Spread-spectrum watermarking of audio signals
Xiang et al. Histogram-based audio watermarking against time-scale modification and cropping attacks
Swanson et al. Robust audio watermarking using perceptual masking
US7206649B2 (en) Audio watermarking with dual watermarks
Özer et al. An SVD-based audio watermarking technique
US6738744B2 (en) Watermark detection via cardinality-scaled correlation
Cvejic et al. Audio watermarking using m-sequences and temporal masking
El-Khamy et al. A security enhanced robust audio steganography algorithm for image hiding using sample comparison in discrete wavelet transform domain and RSA encryption
US20040059581A1 (en) Audio watermarking with dual watermarks
Lalitha et al. Performance analysis of DCT and DWT audio watermarking based on SVD
Nikmehr et al. A new approach to audio watermarking using discrete wavelet and cosine transforms
Li et al. An audio watermarking technique that is robust against random cropping
JP2003536337A (en) Method and apparatus for embedding a watermark
KR100355033B1 (en) Apparatus and Method for Watermark Embedding and Detection using the Linear Prediction Analysis
Bibhu et al. Secret key watermarking in WAV audio file in perceptual domain
Petrovic et al. Data hiding within audio signals
JP4771635B2 (en) Embedding and detecting watermarks in one-dimensional information signals
KR20020079242A (en) Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof
JP2002244685A (en) Embedding and detection of digital watermark
WO2008060115A1 (en) Method of detecting watermark using sub-block and apparatus therefor
Subhashini et al. Robust audio watermarking for monitoring and information embedding
Singh et al. Multiplicative watermarking of audio in DFT magnitude
Dutta et al. An adaptive robust watermarking algorithm for audio signals using SVD
Wang New digital audio watermarking algorithms for copyright protection
CN113362835A (en) Audio watermark processing method and device, electronic equipment and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application