KR20070067501A - Method for mixing and detecting analog watermarking of audio - Google Patents

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Abstract

A method for inserting and detecting an analog watermark of audio is provided to mix an analog signal in which a pitch and a play speed of a marking sound source of a low sound band are lowered under a reference level with corresponding contents. A watermark sound source configured by an analog signal of an audible frequency band is converted into an analog watermark of a non-audible frequency band through a watermark generator(S10). The analog watermark is mixed with contents sound source of an audible frequency band to generate audio contents(S20). The audio contents are recorded in a storing medium by a storing device(S30). The audio contents are played to confirm proprietorial rights of the audio contents stored and circulated(S40).

Description

오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법{METHOD FOR MIXING AND DETECTING ANALOG WATERMARKING OF AUDIO}How to insert and detect analog watermarks in audio {METHOD FOR MIXING AND DETECTING ANALOG WATERMARKING OF AUDIO}

도 1은 일반적인 디지털 워터마킹 시스템을 도시한 도면,1 illustrates a general digital watermarking system,

도 2는 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법의 흐름도를 도시한 도면,2 is a flowchart illustrating an analog watermark embedding and detection method of audio according to the present invention;

도 3은 워터마크 음원의 원형값에 대한 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph of a circular value of a watermark sound source;

도 4는 마킹 음원의 피치값과 재생속도를 변형한 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면,FIG. 4 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph obtained by modifying a pitch value and a reproduction speed of a marking sound source.

도 5는 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 적용되는 컨텐츠음원의 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면,FIG. 5 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph of a content sound source applied to an analog watermark embedding and detection method of audio according to the present invention; FIG.

도 6은 컨텐츠음원과 아날로그 워터마크의 믹싱 상태에서의 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면,6 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph in a mixing state of a content sound source and an analog watermark;

도 7은 본 발명의 오디오 컨텐츠에서 아날로그 워터마크를 검출하기 위해 음원의 피치값과 재생속도를 상승시킨 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면.FIG. 7 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph in which a pitch value and a playback speed of a sound source are increased in order to detect an analog watermark in audio content of the present invention. FIG.

본 발명은 음원 서비스가 불법적으로 복제 및 유통되는 것을 차단하기 위해 적용되는 워터마킹 기술에 관한 것으로, 음원 컨텐츠에 아날로그 신호의 워터마크를 삽입하여 믹싱하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a watermarking technique applied to block the illegal copying and distribution of a sound source service. The present invention relates to an analog watermark embedding and detection method of audio by mixing a watermark of an analog signal into sound content. .

일반적으로, 정보통신기술의 발달에 따라 각종 데이터의 형태는 아날로그 형태에서, 가공 처리가 손쉬우며 품질의 저하가 발생되지 않는 디지털 정보의 형태로 변화되고 있으며, 이는 컴퓨터 그래픽 분야, 디지털 통신 분야 및 사이버 매거진, 그리고 오디오 등과 같은 응용분야에서도 그 중요성이 날로 증대되고 있다. In general, with the development of information and communication technology, various data forms have been changed from analog forms to digital forms which are easily processed and have no deterioration in quality. Its importance is also growing in applications such as cyber magazines and audio.

이중에서 카세트테이프나 CD등의 기록 매체에 저장된 오디오 신호, 즉 음악의 경우에는 최근 전 세계를 하나의 영역으로 형성하여 주고 있는 인터넷상에서 제공되는 MP3 파일 등을 통해 감상할 수 있으며, 전자 상거래와 같은 사이버 마켓에서 디지털 형태로 제작되어진 오디오 데이터 등의 저작물 거래가 가능하게 되었다. Among them, audio signals stored in recording media such as cassette tapes or CDs, that is, music, can be enjoyed through MP3 files provided on the Internet, which has recently formed the whole world as an area. It is now possible to trade copyrighted materials such as audio data produced in digital form in the cyber market.

그러나 디지털 형태로 제작되어진 오디오 데이터 등의 각종 매체들은 정보의 저장이나 변환이 용이하여, 인터넷 등의 개방된 공간에 올려지는 경우 공간과 요구자의 제약 없이 다량의 복사가 가능하게 되고, 특히 복사 후 원본과 동일한 데이터를 유지하므로 저작자의 동의 없이 복사 배포될 가능성이 높다. 그에 따라 원 저작자의 지적 재산권이 보호되지 않는 문제점이 발생된다. However, various media such as audio data produced in digital form are easy to store or convert information, and when placed in an open space such as the Internet, a large amount of copying is possible without restriction of space and requester, especially after copying It is likely to be copied and distributed without the author's consent as it maintains the same data as As a result, the intellectual property rights of the original authors are not protected.

이러한 디지털 정보의 저장과 변화의 편리성, 대량 복제성 및 유통성으로 인 하여 가상공간을 통한 지적 재산권의 침해는 날로 그 심각성이 더해지고 있어서, 원 저작자의 지적 재산권을 보호하기 위한 다양한 보안장치가 개발되고 있다. The infringement of intellectual property rights through virtual space is becoming more serious due to the convenience of storing and changing digital information, mass replication, and circulation, and various security devices have been developed to protect the intellectual property rights of the original authors. It is becoming.

이 중 하나로 디지털 정보의 암호화 방법의 경우가 있는데, 이는 전송되는 데이터를 암호화하여 전송하고, 수신 측에서는 공개키 또는 비밀 키의 입력을 통해 암호화된 데이터를 복원하도록 함으로써 전송 중에 허가되지 않는 제 3자가 불법으로 수신하더라도 이를 복원할 수 없도록 하는 방법이다. One of the methods of encrypting digital information is to encrypt and transmit the transmitted data, and to allow the receiving party to restore the encrypted data through the input of a public key or a secret key, thereby preventing unauthorized third parties from transmitting. Even if it is received as a method, it cannot be restored.

그러나 이 경우 데이터를 합법적으로 수신 받는 사용자의 의도에 따라 제 3자에게 공개될 수 있기 때문에 데이터 자체적으로는 원 저작자의 지적 재산권을 보호할 수 없는 문제점이 발생된다.However, in this case, since the data may be disclosed to a third party according to the intention of the user receiving the data legally, the data itself may not protect the intellectual property rights of the original author.

따라서 최근에는 디지털 데이터를 비가시적으로 구조화하여 이를 인증 및 재산 보호에 이용하는 방법으로 데이터의 변조와 위조를 탐지하고 소유권을 주장할 수 있도록 하는 워터마킹 방법이 사용되고 있다. Therefore, in recent years, a watermarking method has been used to detect and claim tampering and forgery of data as a method of invisibly structuring digital data and using it for authentication and property protection.

디지털 워터마크(Digital Water Mark)란 도 1의 시스템에서 도시되는 바와 같이, 디지털 콘텐츠에 사용자만이 알 수 있는 아이디(ID) 또는 정보 등의 부호를 삽입하거나, 영상이나 음성 등의 신호에 특정한 코드나 유형 등을 삽입하는 기술을 말한다. 이 역시 불법복제를 방지하고, 데이터 소유자의 저작권과 소유권을 효율적으로 보호하기 위한 기술이다. As shown in the system of FIG. 1, a digital watermark is a code that inserts a code such as ID or information that only a user can know in digital content or codes specific to a signal such as video or audio. I say technology to insert type and so on. This is also a technology to prevent piracy and to effectively protect the copyright and ownership of data owners.

이 디지털 워터마크는 사용자가 이미지를 보거나 소프트웨어를 사용하는 데는 전혀 지장을 주지 않으면서도 원본의 출처나 복제 경로를 찾아내는 데는 아주 효과적이어서 널리 쓰이고 있다.This digital watermark is widely used because it is very effective at finding the source or copying path of the original without any disruption to the user's viewing images or using the software.

상기의 워터마킹은 가시적 워터마킹(Visual Watermarking)과 비가시적 워터마킹(Invisual Watermarking)으로 구분되어 지며, 이때 워터마킹을 삽입하는 방법에서는 공간법(Spatial Method)과 주파수 영역법(Frequency Domain Method) 및 대역확산 통신(Spread Spectrum Communication)을 이용하는 방법 등 다양하게 제공되고 있다.The watermarking is classified into visual watermarking and invisible watermarking, and in the method of inserting watermarking, the spatial method, the frequency domain method, Various methods such as using spread spectrum communication have been provided.

상기 공간법은 공간적인 측면에서 볼 때 화면 화소값이 미세한 변화를 워터마크로 사용하는 방법으로 워터마크의 삽입은 쉽지만 손실, 압축 그리고 필터링과 같은 이미지 처리에 약하다는 문제점이 있다. The spatial method is a method in which a small change in the screen pixel value is used as a watermark in terms of space, and it is easy to insert a watermark, but it is weak in image processing such as loss, compression, and filtering.

또한 상기 주파수 영역법은 디지털 데이터를 주파수 성분의 아날로그 신호로 변환하고 같은 변환방법으로 이산코사인 변환이나 푸리에 변환 또는, 웨이블렛 변환 등을 통해 워터마크를 변환하여 삽입하는 방법이다. 이 주파수 영역법은 삽입되는 워터마크 계수들이 데이터의 전 영역에 분포해서 삽입된 워터마크의 삭제가 어려운 장점이 있으나, 계수 값에 따라 얼룩이나 찌그러짐과 같은 이미지 손실이 발생되는 문제점이 있다.In addition, the frequency domain method converts digital data into analog signals of frequency components and converts and inserts watermarks through discrete cosine transform, Fourier transform, wavelet transform, or the like. This frequency domain method has the advantage that the inserted watermark coefficients are distributed over the entire area of the data, making it difficult to delete the inserted watermark, but there is a problem in that an image loss such as spots or distortions occurs depending on the coefficient value.

마지막으로 최근에 연구되고 있는 주파수 영역법을 응용한 형태의 상기 대역확산 통신법은 기본적으로 데이터를 주파수 형태로 변환하여 처리하는 방법이다. 이 대역확산 통신법은 이산 코사인 변환을 통해 주파수를 분석한 다음 변환 매트릭스에서 N개의 높은 계수를 갖는 부분, 즉 중요한 주파수 부분에 워터마크를 표시하는 것이다. Lastly, the spread spectrum communication method in which the frequency domain method, which is recently studied, is applied is basically a method of converting and processing data into a frequency form. The spread spectrum communication method analyzes frequencies through discrete cosine transforms and then displays watermarks in N-high coefficients of the transform matrix, i.

이 대역확산 통신법은 상기 주파수 영역법과 유사하지만 삽입하려는 워터마 크를 변환한 주파수를 원래의 데이터에 넓게 퍼트리는 CDMA 기술을 응용한 것으로, 주파수 영역법보다 손실 압축, 필터링과 같은 이미지 처리에 대해 워터마킹이 더욱 강력한 장점이 있으나, 데이터를 압축하는 과정에서 완전하지 못하다는 문제점이 있다. The spread spectrum communication method is similar to the frequency domain method, but applies a CDMA technique that spreads the frequency of the watermark to be inserted into the original data. The spread spectrum communication method uses water for image processing such as lossy compression and filtering than the frequency domain method. Marking has a more powerful advantage, but there is a problem that it is not complete in the process of compressing data.

또한 상기의 디지털 워터마킹은 공통적으로 파일단위의 액션에 대해서만 보호가 가능하다는 단점을 가진다. 구체적으로 설명하자면 워터마킹은 디지털 음원에 디지털 표식을 심고 이것이 적용된 파일이 유통되었을 때 감식해 낼 수 있는 기법인데, 파일단위의 복사 같은 행위가 아닌 실제 해당 파일의 사용으로 인한 자연발생적 노출에 대한 복제는 마킹을 유지할 수 있는 방법이 없는 것이 현실이다. In addition, the digital watermarking has a disadvantage in that protection is possible only for file-level actions in common. Specifically, watermarking is a technique for planting digital markers on digital sound sources and identifying them when the files to which they are applied are distributed. The reality is that there is no way to maintain marking.

예를 들어, 이미지파일에 대한 디지털 카메라로의 재촬영, 음악파일 플레이에 대한 출력음(Speaker Out)으로의 무 잡음 녹음 등이 그것이다. For example, re-shooting with digital cameras for image files, noise-free recordings with Speaker Out for music file play, and the like.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 음원 컨텐츠의 가청주파수 대역을 벗어난 영역에 아날로그 신호로 형성되는 워터마크를 삽입한 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법을 제공하기 위함이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide an analog watermark embedding and detection method of audio in which a watermark formed of an analog signal is inserted in a region outside the audible frequency band of the sound source content.

또한 본 발명의 목적은, 낮은 음역의 마킹(Marking) 음원의 피치와 재생속도를 기준 이하로 떨어뜨린 아날로그 신호를 해당 컨텐츠와 믹싱시킨 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법을 제공하기 위함이다. It is also an object of the present invention to provide an analog watermark insertion and detection method for audio in which an analog signal having a lower pitch and reproduction speed of a lower sounding marking sound source is mixed with a corresponding content.

앞서 설명한 바와 같은 목적은 오디오 워터마킹 방법에 있어서, 가청 주파수 대역의 아날로그 신호로 구성되는 워터마크원음을 워터마크생성기를 통해 비가청 주파수 대역의 아날로그 워터마크로 변환하는 아날로그 워터마크 생성 단계와; 상기 아날로그 워터마크가 가청 주파수 대역의 컨텐츠원음과 혼합되어 오디오 컨텐츠를 생성시키는 믹싱단계와; 상기 오디오 컨텐츠가 저장기기에 의해 저장매체에 기록되는 기록단계와; 상기 저장단계에 의해 저장되어 유통되는 오디오 컨텐츠의 소유권을 확인하도록, 상기 오디오 컨텐츠를 재생하는 검증단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 의해 달성된다. An object as described above is an audio watermarking method, comprising: an analog watermark generating step of converting a watermark source composed of an analog signal of an audible frequency band into an analog watermark of an inaudible frequency band through a watermark generator; A mixing step of mixing the analog watermark with content original sound of an audible frequency band to generate audio content; Recording the audio content on a storage medium by a storage device; And a verification step of reproducing the audio content so as to confirm ownership of the audio content stored and distributed by the storing step.

또한 본 발명에 따르면, 상기 아날로그 워터마크 생성단계에서 상기 워터마크원음의 재생속도를 늦추고 피치값을 낮추어 상기 아날로그 워터마크를 생성하는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable to generate the analog watermark by slowing down the reproduction speed of the watermark original sound and lowering the pitch value in the analog watermark generating step.

또한 본 발명에 따르면, 상기 믹싱단계의 오디오 컨텐츠는 컨텐츠원음과 아날로그 워터마크를 동시에 재생시켜 녹음장치에 녹음되어 생성되는 것이 바람직하다. In addition, according to the present invention, it is preferable that the audio content of the mixing step is recorded and generated on the recording apparatus by simultaneously playing the content original sound and the analog watermark.

또한 본 발명에 따르면, 상기 컨텐츠원음의 전 구간에 아날로그 워터마크가 새겨지는 것이 바람직하다. In addition, according to the present invention, it is preferable that the analog watermark is engraved on the entire section of the content original sound.

또한 본 발명에 따르면, 상기 오디오 컨텐츠는 아날로그 데이터로 저장되거나 혹은 상기 아날로그 데이타를 디지털 데이터로 변환되어 저장되는 것이 바람직하다. According to the present invention, the audio content is preferably stored as analog data or the analog data is converted into digital data and stored.

또한 본 발명에 따르면, 상기 검증단계는 상기 오디오 컨텐츠를 고속으로 재생시켜 아날로그 워터마크가 가청주파수대역에서 청취되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, it is preferable that the verifying step reproduces the audio content at a high speed so that an analog watermark is heard in an audible frequency band.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an analog watermark embedding and detection method of audio according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7.

도 2는 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법의 흐름도를 도시한 도면이며, 도 3은 워터마크 음원의 원형값에 대한 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면이다.2 is a flowchart illustrating an analog watermark insertion and detection method of audio according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph of a circular value of a watermark sound source.

또한, 도 4는 마킹 음원의 피치값과 재생속도를 변형한 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 적용되는 컨텐츠음원의 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph obtained by modifying a pitch value and a playback speed of a marking sound source. FIG. 5 is a three-dimensional frequency of a content sound source applied to an analog watermark insertion and detection method of audio according to the present invention. It is a figure which shows a graph.

또한, 도 6은 컨텐츠음원과 아날로그 워터마크의 믹싱 상태에서의 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 오디오 컨텐츠에서 아날로그 워터마크를 검출하기 위해 음원의 피치값과 재생속도를 상승시킨 3차원 주파수 그래프를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a three-dimensional frequency graph in a mixing state of a content sound source and an analog watermark, and FIG. 7 illustrates a pitch value and a reproduction speed of a sound source in order to detect an analog watermark in the audio content of the present invention. It is a figure which shows the raised three-dimensional frequency graph.

원음은 좁은 뜻으로는 음의 파장으로 인하여 생성된 주파수가 사람의 청각기관을 자극하여 청각을 일으키는 것을 말한다. Original sound, in a narrow sense, means that the frequencies generated by the sound waves stimulate the human auditory organs to cause hearing.

하기에 설명될 컨텐츠의 원음과 아날로그 워터마크의 원음을 의미적으로 구분하기 위해, 적용대상 컨텐츠의 원음을 '컨텐츠원음'이라고 지칭하며, 아날로그 워터마크를 생성하기 위한 원음을 '워터마크원음'이라고 지칭한다. In order to semantically distinguish the original sound of the content to be described below and the original sound of the analog watermark, the original sound of the content to be applied is referred to as 'content original sound', and the original sound for generating the analog watermark is called 'watermark original sound'. Refer.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법은 제 1단계의 아날로그 워터마크 생성 단계(S10)를 거치게 된다.As shown in Figure 2, the audio watermark embedding and detection method of the audio of the present invention is subjected to the analog watermark generation step (S10) of the first step.

상기 아날로그 워터마크는 기존의 디지털 워터마크와는 달리 아날로그 신호로 구성되는데, 상기 아날로그 신호는 가청주파수의 영역을 벗어난 비가청 주파수 대역의 신호이다. Unlike the existing digital watermark, the analog watermark is composed of an analog signal. The analog watermark is a signal in an inaudible frequency band outside the range of an audible frequency.

여기서 가청 주파수(Audio Frequency Band)란 사람의 귀가 소리로 인식할 수 있는 주파수 영역을 말하며, 이 주파수 영역은 20 Hz~20KHz 이나 보통 사람이 실제로 인식할 수 있는 음의 영역은 이에 못 미치는 범위이다.In this case, the audio frequency band refers to a frequency range in which a human ear can recognize sound, and the frequency range is 20 Hz to 20 KHz, but a range in which a sound can be actually recognized by an average person falls short of this range.

또한 상기 아날로그 신호인 비가청 주파수는 이러한 가청주파수 영역 밖의 저주파나 고주파 영역의 신호를 의미하는 것으로 특수음량 장비를 통해 확인할 수 있으나 사람의 귀로 듣기는 불가능한 대역이다. In addition, the inaudible frequency of the analog signal refers to a signal of a low frequency or a high frequency region outside the audible frequency region, which can be confirmed through a special volume equipment, but is a band that cannot be heard by a human ear.

아날로그 워터마크의 워터마크원음은 아날로그 신호이므로 육성이든 녹음된 기계음이든 자연음이든 구분하지 않으며 상기 워터마크원음의 메세지는 컨텐츠 제공자 혹은 소유자가 자신 소유의 것임을 증명할 수 있는 어떠한 내용이라도 상관없다. Since the watermark original sound of the analog watermark is an analog signal, it does not distinguish whether it is a sound, a machine sound, or a natural sound. The message of the watermark original sound may be any content that the content provider or the owner can prove that it is owned.

예를 들어 (주)본웨이브 소유의 것임을 알리는"본웨이브입니다"라는 메시지가 사람의 입이나 스피커를 통해서 나오게 되면, 이때의 음은 워터마크원음의 대상이 된다.For example, if the message "This is Bon Wave" that indicates that it is owned by Bon Wave Co., Ltd. comes out of a person's mouth or speaker, the sound at this time becomes the target of the original watermark sound.

이러한 상기 워터마크원음은 워터마크생성기를 통해 아날로그 워터마크로 변 환된다.The watermark original sound is converted into an analog watermark through a watermark generator.

상기 워터마크생성기는 소리의 재생속도와 음역의 함수 관계를 이용한 변형법을 이용하며, 상온 20℃에서 소리가 초당 343.4m를 이동하는 사실과(Velocity : m/sec)1주기의 파형이 생성되는 길이를 L(Lambda)로 보았을 때 음역(Frequency : Hz)과 재생속도의 관계인 L = V / F 를 이용한다.The watermark generator uses a transformation method using a function relationship between sound reproduction speed and sound range, and the fact that the sound moves 343.4m per second at room temperature 20 ° C (Velocity: m / sec) generates a waveform of one cycle. L = V / F, which is the relationship between the frequency (Hz) and the playback speed when the length is regarded as L (Lambda).

이러한 수학적 관계로 음역(Hz)별 파형의1주기는Due to this mathematical relationship, one period of the waveform for each frequency range (Hz)

1) L(Wavelength) at 50Hz = 343.4/50 = 6.86m1) L (Wavelength) at 50Hz = 343.4 / 50 = 6.86m

2) L(Wavelength) at 100Hz = 343.4/100 = 3.43m2) L (Wavelength) at 100Hz = 343.4 / 100 = 3.43m

3) L(Wavelength) at 440Hz = 343.4/440 = 0.78m3) L (Wavelength) at 440Hz = 343.4 / 440 = 0.78m

4) L(Wavelength) at 20kHz = 343.3/20,000 = 0.017m4) L (Wavelength) at 20kHz = 343.3 / 20,000 = 0.017m

로 확인할 수 있다.You can check with

위와 같은 과정으로 파형의 길이(L)와 음역(Hz)은 반비례의 관계임을 확인할 수 있다.By the above process it can be seen that the length (L) and the range (Hz) of the waveform is inversely related.

이러한 원리를 응용하여 워터마크원음의 파형 주기를 변형함으로써 원음의 음역을 가청주파수 이하로 변형할 수 있다.By applying this principle, the sound range of the original sound can be transformed below the audible frequency by modifying the waveform period of the watermark original sound.

전문 오디오 믹싱프로그램의 Time Stretching 기능을 이용해 워터마킹용 원음의 전체 재생시간을 늘림으로써 원음의 파형 주기와 음역의 변환이 가능하다.By using the Time Stretching function of the professional audio mixing program, you can increase the total playing time of the original sound for watermarking and convert the waveform period and sound range of the original sound.

상기 워터마크생성기는 상기 워터마크원음의 재생속도를 1/n 속도(원음재생속도를 1이라고 했을 때)로 느리게 하고 피치값을 1/m으로 낮추어 비가청주파수대역의 신호로 변환시키게 된다. The watermark generator slows down the reproduction speed of the watermark original sound to 1 / n speed (when the original sound reproduction speed is 1) and lowers the pitch value to 1 / m to convert the signal into an inaudible frequency band.

변환되는 아날로그워터마크의 재생속도는 최소 1/256 배속이 되며 피치의 변환값도 이와 동일한 1/256 이하의 동일한 비율로 변환하게 되는 것이 바람직하다.The reproduction speed of the converted analog water mark is at least 1/256 times the speed, and the conversion value of the pitch is preferably converted to the same ratio of 1/256 or less.

도 2에서 보는 바와 같이 워터마크원음의 원형값에 대한 3차원 주파수 그래프는 가청주파수 대역에서 분포하게 된다. As shown in FIG. 2, the three-dimensional frequency graph of the original value of the watermark original sound is distributed in the audio frequency band.

그러나 도 3에서와 같이, 상기 워터마크원음을 상기 워터마크생성기를 통해 변환시키면 주파수그래프는 사람이 소리로 인식하기 불가능한 주파수대역(붉은색)에서 분포하게 된다.However, as shown in FIG. 3, when the watermark original sound is converted through the watermark generator, the frequency graph is distributed in a frequency band (red) which is impossible for a person to recognize as sound.

상기와 같이 생성된 아날로그 워터마크는 컨텐츠원음과 혼합되는 원음과의 믹싱단계(S20)를 거치게 된다. The analog watermark generated as described above is subjected to mixing step S20 with the original sound mixed with the content original sound.

상기 컨텐츠원음은 아날로그 신호 혹은 디지털신호로 구성되는 원음으로, 자연음에서부터 AR(가수의 목소리가 있는 음악), MR(가수의 목소리만 빠진 반주음), 효과음, 샘플음, 비디오음 등 가청주파수대역의 모든 음원 소스를 포함한다. The content source sound is an original sound composed of an analog signal or a digital signal, and includes audible frequency bands such as natural sound, AR (music with singer's voice), MR (accompaniment sound without singer's voice), effect sound, sample sound, and video sound. Includes all sound sources.

상기 컨텐츠원음과 상기 아날로그 워터마크의 믹싱 방법으로는, 미리 제작된 컨텐츠원음에 아날로그 워터마크의 파형을 삽입하여 이를 녹음장치에 녹음하는 방식으로 믹싱하게 된다.In the mixing method of the content original sound and the analog watermark, a waveform of an analog watermark is inserted into a previously produced content original sound and mixed by recording the same on a recording device.

컨텐츠 원음에 아날로그 워터마크의 파형을 삽입하여 믹싱하는 방법은 전문가용 믹싱프로그램을 이용하여 믹싱하게 되는데, 아날로그 워터마크와 컨텐츠 원음을 오디오 믹싱함으로써 새로운 파형이 생성되고, 아날로그 워터마킹의 음역이 가청주파수 이하이기 때문에 컨텐츠 원음과 상충되는 부분을 피할 수 있다.The mixing method by inserting the analog watermark waveform into the original content of the content is mixed using a professional mixing program. A new waveform is generated by audio mixing the analog watermark and the original content, and the sound range of the analog watermark is an audible frequency. Since the following, a portion conflicting with the original content of the content can be avoided.

상기 전문가용 믹싱프로그램은 컨텐츠 원음의 트랙(Stereo or Mono)과 아날 로그 워터마킹의 트랙(Mono)을 하나의 2채널 트랙(Stereo)으로 통합하는 과정으로 트랙믹싱을 행한다.The professional mixing program performs track mixing by integrating a track of content original sound (Stereo or Mono) and a track of analog water marking (Mono) into one 2-channel track (Stereo).

이때 상기 컨텐츠원음의 재생시간이 아날로그 워터마크를 일반 재생기로 재생시키는 시간의 n배라면, 컨텐츠원음의 시작과 끝까지 아날로그 워터마크가 새겨지게 되는 것이며, 이는 컨텐츠원음 전체를 소유권으로 보호할 수 있는 수단이 된다 .At this time, if the playback time of the content original sound is n times the time of playing the analog watermark with a general player, the analog watermark is engraved to the beginning and end of the content original sound, which means that the entire content original sound can be protected by ownership. Becomes.

또한 컨텐츠원음의 재생시간이 매우 긴 경우에는 아날로그 워터마킹을 반복하여 삽입할 수도 있어, 상기 컨텐츠원음의 전 구간에 걸쳐 아날로그 워터마킹을 새겨 넣을 수 있다. In addition, when the reproduction time of the content original sound is very long, analog watermarking may be repeatedly inserted, and analog watermarking may be engraved over the entire section of the content original sound.

도 5에서 컨텐츠원음의 주파수 그래프는 가청주파수 대역의 사이에 분포하게 되며, 도 4의 비가청주파수대역에 주파수가 분포하는 아날로그 워터마크와 믹싱 한 후에는 도 6의 오디오 컨텐츠에서 보는 바와 같이 도 5의 컨텐츠원음의 가청 주파수 대역과 유사한 분포를 보이게 된다. In FIG. 5, the frequency graph of the content original sound is distributed between the audible frequency bands, and after mixing with an analog watermark in which frequencies are distributed in the inaudible frequency band of FIG. 4, as shown in the audio content of FIG. 6. The distribution of the content of the original sound is similar to the audible frequency band.

이는 아날로그 워터마크의 삽입으로 인한 오디오 컨텐츠의 재생 시 소리의 간섭이 없음을 증명하는 것으로, 일반재생기로 재생시키더라도 아날로그 워터마크의 소리가 전혀 들리지 않거나 사람의 청력으로는 쉽게 들을 수 없는 노이즈만 발생하는 것을 의미한다. This proves that there is no interference of sound when the audio content is played due to the insertion of the analog watermark, and even when played with a general player, only the noise of the analog watermark is not heard at all or is easily heard by human hearing. I mean.

상기와 같이 믹싱단계(S20)에서 컨텐츠원음에 아날로그 워터마크를 새겨넣은오디오 컨텐츠가 생성되면, 저장장치에 의해 CD, 카세트테이프 등에 기록되는 기록단계(S40)를 거치게 되며, 이러한 기록물에 기록된 상기 오디오 컨텐츠를 인코딩하 여 파일형태로 변환시켜 저장할 수 도 있다. When the audio content in which the analog watermark is engraved in the content original sound is generated in the mixing step S20 as described above, the recording process is recorded on the CD, the cassette tape, or the like by the storage device, and is recorded on the recording. Audio content can also be encoded and stored in a file format.

이러한 인코딩된 디지털 파일은 인터넷상에서 무수히 많은 인터넷사용자들 사이에서 공유되며, 다른 한편 CD로 저장된 아날로그의 오디오 컨텐츠는 CD-R과 같은 레코더에 의해 복사가 되며, 카세트테이프에 저장되어 재생되거나 방송상으로 송출되어 재생되는 오디오 컨텐츠는 연결단자를 통해 다른 카세트에서 녹음이 되어 무단으로 유통된다.These encoded digital files are shared among countless Internet users on the Internet, while analog audio content stored on CDs is copied by recorders, such as CD-Rs, stored on cassette tapes for playback or broadcast on the air. Audio content that is transmitted and played is recorded in another cassette through a connecting terminal and distributed without permission.

상기와 같이 저장단계(S30)에 의해 저장되어 유통되는 오디오 컨텐츠는 소유자의 소유권을 확인하기 위한 검증단계(S40)를 거치게 된다.As described above, the audio content stored and distributed by the storage step S30 is subjected to a verification step S40 for confirming ownership of the owner.

상기 검증단계(S40)는 상기 오디오 컨텐츠를 고속재생기를 통해 재생시켜 소유자의 워터마크를 확인하는 단계이다. The verification step (S40) is a step of confirming the owner's watermark by playing the audio content through the fast player.

이때 상기 고속재생기를 통해 재생속도를 n배로 하고 피치값을 m배로 상승시켜 청취하게 되면, 도 7과 같은 가청주파수대역에서 워터마크원음이 분포하게 된다.At this time, if the listening speed is increased by n times and the pitch value is increased by m times through the high speed player, the watermark original sound is distributed in the audible frequency band as shown in FIG.

따라서, n배속으로 오디오컨텐츠를 재생시키면 컨텐츠원음은 들리지 않게 되고, 워터마크원음인 '본웨이브입니다' 라는 음성이 들리게 된다. Therefore, when the audio content is played at n times, the content original sound is not heard, and the sound of the original watermark 'Bone Wave' is heard.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법은, 음원 컨텐츠의 가청주파수 대역을 벗어난 영역에 아날로그 신호로 형성되는 워터마크를 삽입함으로써, 컨텐츠와 분리된 신호가 아닌 컨텐츠와 동일한 신호로 재생 내지는 동작하게 되며, 이는 원음의 변형 및 손상 없이도 재생되어지는 모든 음원 컨텐츠에 대한 불법유통 및 복제를 차단시킬 수 있다. As described in detail above, the method for embedding and detecting analog watermarks of audio according to the present invention inserts a watermark formed of an analog signal in a region outside the audio frequency band of the sound source content, thereby providing the same content as the content, not the signal separated from the content. The signal is reproduced or operated, which can prevent illegal distribution and duplication of all sound source contents to be reproduced without modification or damage to the original sound.

또한 본 발명의 목적은, 낮은 음역의 마킹(Marking) 음원의 피치와 재생속도를 기준 이하로 떨어뜨린 아날로그 신호를 해당 컨텐츠와 믹싱시킴으로써, 제작 후 피치값과 재생속도를 올려 숨겨진 워터마크의 음원을 들을 수 있으므로 상기 워터마크의 변조 및 삭제가 불가능한 원천적 소유권을 확인할 수 있으며, 이는 음원 창작자의 창작 의욕을 더욱 높일 수 있는 계기가 되어 문화산업에 크게 이바지 할 수 있다. In addition, an object of the present invention is to increase the pitch value and the playback speed after production by mixing an analog signal having dropped the pitch and the playback speed of a low-tone marking sound below the reference level with the corresponding content, thereby creating a hidden watermark sound source. Since it is possible to hear the original ownership of the watermark can not be altered and deleted, which can be a great opportunity to further enhance the creative motivation of the music creators can contribute significantly to the cultural industry.

이상에서 본 발명의 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. Although the technical idea of the analog watermark embedding and detection method of the audio of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is by way of example and not by way of limitation of the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (6)

오디오 워터마킹 방법에 있어서,In the audio watermarking method, 가청 주파수 대역의 아날로그 신호로 구성되는 워터마크원음을 워터마크생성기를 통해 비가청 주파수 대역의 아날로그 워터마크로 변환하는 아날로그 워터마크 생성 단계(S10)와;An analog watermark generation step (S10) of converting a watermark source composed of an analog signal of an audible frequency band into an analog watermark of an inaudible frequency band through a watermark generator; 상기 아날로그 워터마크가 가청 주파수 대역의 컨텐츠원음과 혼합되어 오디오 컨텐츠를 생성시키는 믹싱단계(S20)와;A mixing step (S20) of mixing the analog watermark with the content original sound of an audible frequency band to generate audio content; 상기 오디오 컨텐츠가 저장기기에 의해 저장매체에 기록되는 기록단계(S30)와;A recording step (S30) in which the audio content is recorded on a storage medium by a storage device; 상기 저장단계(S30)에 의해 저장되어 유통되는 오디오 컨텐츠의 소유권을 확인하도록, 상기 오디오 컨텐츠를 재생하는 검증단계(S40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법.And a verification step (S40) of reproducing the audio content so as to confirm ownership of the audio content stored and distributed by the storing step (S30). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 아날로그 워터마크 생성단계(S10)에서 상기 워터마크원음의 재생속도와 피치값을 낮춰 상기 아날로그 워터마크를 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법. And generating the analog watermark by lowering a reproduction speed and a pitch value of the watermark original sound in the analog watermark generation step (S10). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 믹싱단계(S20)의 오디오 컨텐츠는 오디오 믹싱 프로그램에 의해 컨텐츠원음에 워터마크의 파형이 삽입되어 생성되는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법.The audio content of the mixing step (S20) is an analog watermark insertion and detection method for audio, characterized in that the waveform of the watermark is inserted into the original content by the audio mixing program. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 컨텐츠원음의 전 구간에 아날로그 워터마크가 새겨지는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법.And an analog watermark is engraved on all sections of the content original sound. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 오디오 컨텐츠는 아날로그 데이터로 저장되거나 혹은 상기 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환되어 저장되는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법.And the audio content is stored as analog data or the analog data is converted into digital data and stored. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 검증단계(S40)는 상기 오디오 컨텐츠를 고속으로 재생시켜 아날로그 워 터마크가 가청주파수대역에서 청취되도록 하는 것을 특징으로 하는 오디오의 아날로그 워터마크 삽입 및 검출 방법.The verification step (S40) is to reproduce the audio content at high speed so that the analog watermark is heard in the audio frequency band, characterized in that the analog watermark insertion and detection method of audio.
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