KR100280950B1

KR100280950B1 - 디지털 워터마크 삽입 및 추출 방법

Info

Publication number: KR100280950B1
Application number: KR1019970057932A
Authority: KR
Inventors: 인제머 제이. 콕스; 가즈요시 다나카; 유타카 아카수; 매듀 엘. 밀러
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시키가이샤
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 2001-02-01
Also published as: CN1189042A; US5915027A; AU721462B2; CA2219205C; CN1113527C; JPH10145757A; EP0840513A2; CA2219205A1; JP3880162B2; KR19980042061A; AU4434097A; MY116163A; SG63773A1; EP0840513A3

Abstract

영상, 비디오 및 오디오 데이터를 포함하는 데이터의 디지털 워터마킹(digital watermarking)은 데이터의 서브-영역 또는 서브-영상에 워터마크(watermark)를 반복적으로 삽입하여 실행된다. 유사하게, 그 워터마크는 데이터의 서브-영역으로부터 반복적으로 추출된다.

Description

디지털 워터마크 삽입 및 추출 방법

본 발명은 영상, 비디오 및 멀티미디어 데이터를 포함하는 데이터의 디지털 워터마킹(watermarking)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 워터마킹을 위해 삽입 및 포함되어 있는 신호를 추출하는 것에 관한 것이며, 그 삽입 및 추출 처리는 데이터의 서브-영역에 반복하여 적용된다. 그들 서브-영역은 MPEG 및 JPEG 압축(compression) 및 감압(decompression)을 위해 이용되는 8 × 8 픽셀 블록에 대응할 때, 그 워터마킹 처리는 계산에 있어 매우 큰 세이빙(savings)을 얻기 위해 그들 압축 알고리즘과 견고하게 결합될 수 있다.

영상, 비디오 및 멀티미디어와 같은 디지털화된 매체의 확산은 자원(material source)의 식별을 용이하게 하는 보안 시스템을 필요하게 되었다.

내용 제공자(content providers), 즉 디지털 형태의 작품의 소유자는 저작권 소유, 제어 및 관리를 위해 소프트웨어 및/또는 하드웨어 장치에 의해 검출될 수 있는 비디오/영상/멀티미디어 데이터에 신호를 삽입해야 한다.

예를 들어, 코드화된 신호는 데이터에 삽입되어 그 데이터가 카피될 수 없게 한다. 그 삽입된 신호는 영상의 우수성을 보호해야 하고, 공통 신호 변환을 확고히 해야 하며, 변경 또는 간섭을 막아야 한다. 부가적으로, 비록, 현재의 요구가 프레임 당 약간의 비트정도로 비교적 낮지만, 시스템에 의해 제공될 수 있는 데이터 속도가 고려되어야 한다.

1995년 9월 28일자 미국에 출원되어 본 발명과 동일한 양수인에 양도되고, 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 명칭이 “Secure Spread Spectrum Watermarking for Mutimedia Data”인 제 08/534,894 호에 있어서, 내용의 소유자 및/또는 프로세서를 식별하기 위해 한 영상의 인식적으로 중요한 영역에 워터마크 신호를 삽입하는 전개 스펙트럼(대역 확산) 워터마킹 방법이 제안되어 있다. 그 방법의 장점은 워터마크를 제거하는데 어렵다는 것이다. 사실상, 그 방법은 원래의 영상 또는 데이터가 비교에 이용될 수 있을 때만 그 워터마크를 판독할 수 있다. 이는, 워터마크의 원래의 스펙트럼이 비선형 증가 절차(non-linear multiplicative procedure)를 통해 영상의 스펙트럼으로 형성되고, 그 스펙트럼의 형태는 정합 필터 처리에 의해 검출되기 이전에 제거되어야 하며, 그 워터마크는 N 최고 스펙트럼 계수로 삽입되고, 그 랭킹 처리는 워터마킹 이후에 보호되지 않기 때문이다. 따라서, 그 방법으로는 소프트웨어 및 하드웨어가 삽입된 신호를 직접 판독할 수 없다.

Cox 등에 의해, htt://www.neci.nj.com/tr/index.html(Technical Report No. 95-10)에 이용 가능한 명칭이 “Secured Spectrum Watermarking for Multimedia”에 있어서, 워터마킹을 위해 디지털 데이터에 의사-랜덤 노이즈 시퀀스가 삽입되는 전개 스펙트럼 워터마킹이 기술되어 있다.

상기 종래 기술의 워터마크 추출 방법은 워터마크 영상 스펙트럼으로부터 원래의 영상 스펙트럼을 공제해야 할 필요가 있다. 이는 원래의 영상 또는 이용 가능한 원래의 영상 스펙트럼이 존재하지 않을 때 그 방법의 이용을 제한한다. 큰 어려움을 제공하는 한 응용은 한 장치의 동작을 위해 또는 동작을 부정하기 위해 삽입된 정보를 판독하기를 원하는 제 3 부분 장치 제공자(third party device providers)를 위한 것이다.

R. D. Preuss 등에 의해 명칭이 “Embedded Signalling”인 미국 특허 제 5,319,735 호에 있어서, 디지털 정보는 코드 심볼의 시퀀스를 형성하기 위해 엔코드된다. 그 코드 심볼의 시퀀스는 코드 심볼의 시퀀스를 나타내는 전개 스펙트럼 코드 신호에 대응하는 시퀀스를 생성하여 오디오 신호에 삽입된다. 그 코드 신호의 주파수 성분은 오디오 신호의 대역폭 내에 있는 이전-선택된 시그날링 대역에 반드시 제한되고, 그 코드 신호의 연속적인 세그먼트는 그 시퀀스로 연속 코드 심볼에 대응한다. 그 오디오 신호는 시그날링 대역을 포함하는 임의 주파수 대역에 걸쳐 연속으로 주파수 분석되고, 그 코드 신호는 분석 함수로서 개략적으로 필터 처리되어, 매 순간에, 대응하는 주파수 범위에서 오디오 신호 주파수 성분의 레벨의 이전-선택된 비율이 필수적으로 되는 주파수 성분을 갖는 변경된 코드 신호를 제공한다. 그 변경된 코드 신호 및 오디오 신호는 조합되어, 디지털 정보가 삽입된 복합 오디오 신호를 제공한다. 그후, 성분 오디오 신호는 기록 매체에 기록되거나, 전송 채널로 처리된다. 그러한 공정의 두 가지 해결 요소는 삽입 및 추출 단에서 각각 발생하는 스펙트럼 형성 및 스펙트럼 균등화인데, 그로 인해, 워터마킹 처리되지 않은 원래의 데이터에 대한 액세스없이 삽입된 신호를 추출할 수 있다.

Cox에 의해, 1996년 9월 4일자 출원되고 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 명칭이 “A Spread Spectrum Watermark for Embedded Signaling”인 미국 특허 출원 제 08/708,331 호에 있어서, 데이터의 원래 또는 워터마킹 처리되지 않은 버전을 이용하지 않고 워터마킹 처리된 영상 또는 비디오로부터 삽입된 데이터의 워터마크를 추출하는 방법에 대해 설명하고 있다. 그러한 작업은 오디오 영역에서 영상 및 비디오까지 Preuss 등의 원래 작업의 연장으로 볼 수 있다.

신호를 삽입하기 위해 영상 또는 영상 데이터를 워터마킹 처리하는 방법에서는 DCT(이산 코사인 변환)및 전체 영상의 그 역변환의 계산이 필요하다. 여기서, NlogN 회를 계산하기 위한 고속 알고리즘이 제공되는데, N은 영상 내의 픽셀 수를 나타낸다. 그러나, N=512 × 512에 대해서, 계산적인 요구는 특히, 엔코딩 및 추출처리가 비디오 레이트, 예를 들어, 초당 30프레임에서 발생되어야 할 때, 여전히 크게 된다. 이러한 방법은 MPEG-II 감압에 필요한 계산이 약 30회 요구된다.

실시간 비디오 워터마킹 처리를 얻기 위해 있을 수 있는 한 방법은 오로지 매 N^th프레임마다 워터마킹 처리를 하는 것이다. 또한, 프레임이 삽입된 신호를 포함하고 있다는 것을 알 수 있다면, 비디오 신호에서 현저한 기능 저하 없이 그들 프레임을 제거하는 것은 간단하다.

Cox에 의해, 1996년 9월 19일자 출원되고 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된 명칭이 “Watermarking of Image Data Using MPEG/SPEG Coefficients”인 미국 특허출원 제 08/715,953 호에 있어서, 워터마크를 영상(서브-영상)의 n x n 블록으로 삽입하는 다른 대안 방법이 기재되어 있는데, 여기서, n ＜＜ N 이 된다. 그 계산 비용(cost)은

이 된다.

N = 512 × 512 = 2¹⁸과, n = 8 × 8 = 2⁶에 대해서, 근사치의 세이빙(asymptotic saving)은 단지 비율 3이 된다. 그러나, 실험적으로 전체 영상에 걸쳐 DCT를 계산하는 비용은 캐쉬(cache), 루프 언폴딩(loop unfolding) 및 다른 효율문제(efficiency issues)를 고려할 때 보다 크게 될 수 있다. 따라서, 그 실질적 차이는 30 폴드 세이빙에 접근할 수 있다. 보다 중요하게, 블록 사이즈가 8 × 8, 예를 들어, MPEG 영상 압축에 이용되는 사이즈와 동일한 사이즈로 선택된다면, 워터마크 삽입 및 추출 절차를 MPEG 압축 및 감압 알고리즘에 견고하게 연결시킬 수 있다. 이때, 큰 계산 세이빙은 성취될 수 있다. 그 이유는 가장 고비용 계산은 DCT 및 그 역의 계산에 관계가 있고, 그들 절차는 압축 및 감압 알고리즘의 일부로서 미리 계산되기 때문이다. 그래서, 워터마킹의 증가 비용은 매우 작게 되는데, 전형적으로, MPEG과 관련된 계산 요구의 5% 이하로 된다.

본 발명은, 이전에 기술한 방법과 다른 방법으로, 워터마크 정보를 서브-영상에 저장하고, 그 서브 영상으로부터 워터마크 정보를 추출하여 제 08/715,953 호에 기재된 본 발명의 신뢰도를 향상시킨 것이다.

본 발명은, 워터마크 신호 성분이 각각의 서브-영상에 삽입된 순서를 조직적으로 변경시키고, 워터마크 신호의 단지 일부분만을 각각의 서브-영상에 삽입하고, 워터마크 검출 동안에, 임의 선정된 워터마크와 상관 관계를 테스트하기 이전에 원래의 워터마크 신호를 재구성하기 위해, 서브-영상의 그룹에서 발견된 워터마크 신호들을 조합하여 종래의 시스템의 신뢰도를 개선하는 것이다.

상기 검출을 위해, 역변환이 각각의 서브-화상에 적용되어, 서브-영상에 저장된 워터마크 정보를 재구성한다. 그후, 결과로서 얻어진 신호들은 전체의 워터마크를 재구성하고 노이즈를 감소시키기 위해 함께 평균된다. 최종적으로, 그 재구성된 워터마크는 영상에 삽입된 워터마크 신호를 검출하기 위해 워터마크 신호의 선정된 신호 세트에 대해 비교된다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 워터마크의 서브-세트를 워터마크될 데이터의 서브-영역의 서브-세트에 삽입하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 워터마크된 데이터의 서브-영역으로부터 워터마크된 신호를 평균하고, 그 워터마크를 결정하기 위해 결과 신호를 서로 관련시켜 임의 워터마크가 추출되는 디지털 워터마킹 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 워터마크 추출 신뢰도를 증가시키기 위해 검증부와 동기화부의 두 부분으로 워터마크가 구성된 디지털 워터마킹 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 첨부된 도면을 참조로 다음 설명을 판독할 때 보다 명료하게 될 수 있다.

제1도는 워터마크 삽입 절차를 설명하는 개략 블록도.

제2도는 본 발명에 따라 워터마크 삽입 절차를 설명하는 개략 블록도.

제3도는 워터마크 추출 절차를 설명하는 개략 블록도.

제4도는 본 발명에 따라 워터마크 추출 절차를 설명하는 개략 블록도.

제5도는 서브-영상을 벡터화 하는데 유용한 지그재그 패턴(zigzag pattern)을 나타내는 도표.

제6도는 PN 시퀀스(sequences)의 회전을 나타내는 도표.

제7도는 평균 항목의 스펙트럼 회전을 도시한 8 × 8 블록을 나타내는 도표.

제8도는 본 발명에 따라 워터마크를 삽입하기 위한 방법의 개략 블록도.

제9도는 본 발명에 따라 워터마크를 추출하기 위한 방법의 개략 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 에러 보정 엔코더 11 : PN-맵퍼

12, 13 : 스펙트럼 변환기 14 : 스펙트럼 성형기

15 : 지연 17 : 역 변환

21 : PN-맵퍼 22 : 스펙트럼 변환기

지금, 도면을 참조하여, 특히 제1도 내지 제4도에 있어서, 디지털 데이터, 이를테면 영상에서 워터마크를 삽입 및 검출하기 위한 일반적인 방법의 개략적인 블록도가 도시되어 있다.

다음 설명에 있어서, 참고 문헌은 영상 데이터 또는 여러 영상으로 구성될 수 있다. 비록, 본 발명이 영상 데이터 및 여러 영상에 대해 응용되었지만, 본 명세서의 가르침과 본 발명 자체는 비디오, 영상 및 멀티미디어 데이터에 동일하게 응용될 수 있으며, 용어 “영상” 및 “영상 데이터”는 어느 응용에도 그들 항목이 포함할 수 있음을 알 수 있다. 본 명세서에 이용된 것처럼, “워터마크”는 삽입된 데이터, 심볼, 영상, 명령 또는 임의 다른 것을 나타내는 정보를 포함하고 있음을 알 수 있다.

디음 설명에 있어서, 참고 문헌은 INSERT-ORIGINAL 및 EXTRACT-ORIGINAL과 같은 여러 영상에서 임의 워터마크를 삽입 및, 추출 또는 검출하기 위한 미국 특허출원 제 08/534,894 호에 기술된 절차로 구성되어 있다. 참고 문헌은 INSERT-WHOLE 및 EXTRACT-WHOLE과 같은 여러 영상에서 여러 워터마크를 삽입 및, 추출 또는 검출하기 위한 1996년 9월 4일자 출원된 미국 특허 출원 제 08/708,331 호에 기술된 절차로 구성되어 있다. 그리고, 참고 문헌은 INSERT-MPEG-A 및 EXTRACT-MPEG-A와 같은 여러 영상에서 여러 워터마크를 삽입 및, 추출 또는 검출하기 위한 미국 특허출원 제 08/715,953 호에 기술된 절차로 구성되어 있다.

제1도는 영상에 워터마크를 삽입하기 위한 INSERT-WHOLE 절차의 개략 블록도를 나타낸다. 그 워터마크 신호, 즉 알파벳으로부터 선택된 심볼의 한정된 시퀀스의 형태인 워터마크 신호는 그 시퀀스를 여분의 정보를 포함하는 다른 시퀀스로 변환하는 에러 보정 엔코더(10)에 대한 입력으로서 제공되어 있다. 엔코더(10)의 출력은 엔코드된 워터마크의 각각의 심볼을 이전에 지정된 의사-랜덤 노이즈(PN) 코드로 맵 처리하는 PN-맵퍼(11)에 제공된다. 그 PN-맵퍼(11)의 출력은 의사-랜덤 노이즈 시퀀스를 주파수 영역으로 변환하는 스펙트럼 변환기(12)에 제공된다. 그 변환은 이산 코사인 변환(DCT)에 의해 변환되는 것이 바람직하지만, 고속 퓨리어 변환, 웨이브릿 형 감압(wavelet type decomposition)등과 같은 것이 주파수 변환에 이용될 수 있다. 동시에, 워터마크될 데이터는 다른 스펙트럼 변환기(13)에 공급된다. 그 두 개의 스펙트럼 변환기(12 및 13)의 출력은 입력으로서 스펙트럼 성형기(14)에 공급된다. 그 성형기는 스펙트럼 변환기(12)로부터 의사-랜덤 노이즈 코드의 스펙트럼 특성을 변경하여 영상 데이터에 부가될 때 워터마크를 마스크한다. 스펙트럼 변환기(13)로부터 워터마크될 스펙트럼 변환된 데이터는 지연(15)에 입력으로서 제공된다. 그 스펙트럼 성형기(14)의 출력은 합산기(16)에서 지연(15)의 출력에 부가된다. 그 합산기의 출력은 역 변환(17)으로 처리된다. 그 역변환의 결과는 워터마크 데이터가 된다.

INSERT-MPEG-A는 예를 들어, 8 × 8 픽셀 서브-영상 또는 서브-영역과 같은 다중 블록으로 워터마크될 데이터를 세그먼트화에 의해 INSERT-WHOLE와 다르다. 그 후, 데이터의 각각의 블록은 상기 기술한 방법에 따라 삽입된 워터마크를 갖는다. 즉, 각각의 8 × 8 픽셀 서브-영상 또는 서브-영역에 있어서, 의사-랜덤 수(PN) 시퀀스는 적당한 스펙트럼 성형 이후에 DCT 계수로 삽입된다. 그 절차는 모든 그와 같은 서브-영상 또는 서브 영역에 대해 반복된다. 서브-영상 또는 서브-영역의 사이즈는 8 × 8로 되는 것이 바람직하지만, 예를 들어, 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4 또는, 16 × 16 으로 될 수 있다.

제2도는 본 발명에 따른 워터마크 삽입 절차의 개략적인 블록도이다. 그 워터마크 신호는, 제1도와 함께 설명된 방법으로, 에러 보정 엔코더(20), PN-맵퍼(21)와, 스펙트럼 변환기(22)에 의해 노이즈 스펙트럼 신호로 처리된다. 그러나, INSERT-WHOLE 또는 INSERT-MPEG-A와는 달리, 워터마크는 그 워터마크를 여러 서브-워터마크로 개략적으로 분리하는 워터마크 세그먼터(23)에 입력으로서 사용된다. 원래의 워터마크의 임의 부분은 결과로서 얻은 서브-워터마크의 각각 여분으로서 나타낼 수 있다. 동시에, 워터마크될 데이터는 INSERT-MPEG-A에서 처럼, 8 × 8 서브-화상과 같은, 블록 또는 서브-영역으로 데이터를 세그먼트화 하는 데이터 세그먼터(24)에 입력으로서 이용된다. 워터마크 세그먼터(23)에 의해 출력되는 서브-워터마크 각각은 워터마크 삽입기(25a, 25b) 등의 하나씩 데이터 블록에 삽입된다. 워터마크 삽입기(25a, 25b) 등에 의해 이용되는 절차는 제1도에서 워터마크 삽입기(18)와 함께 설명된 것과 동일하다. 즉, 각각의 서브-워터마크는 스펙트럼 성형 이후에 스펙트럼으로 변환된 데이터 블록에 부가되고, 그 결과의 데이터는 스펙트럼 영역에 역으로 변환된다. 최종적으로, 워터마크 삽입기(25a, 25b)등으로부터 워터마크된 데이터 블록은 데이터 조합기(26)에 의해 조립되어 워터마크된 데이터를 발생한다.

제3도는 EXTRACT-WHOLE 절차의 개략적인 블록도를 도시한 것이다. 그 워터마크된 영상, 비디오 또는 멀티미디어 데이터가 입력으로서 스펙트럼 정규화기(30)에 우선 이용되어, 임의 이전에 실행된 스펙트럼 성형을 원상태로 되게 한다. 데이터가 워터마크를 포함한다면, 스펙트럼 표준화(30)의 출력은 그 워터마크(제1도에서 스펙트럼 성형기(14)에 입력되었던 신호)의 PN 코딩의 스펙트럼 변환과 비슷하게 된다. 그래서, 그 스펙트럼 정규화기(30)의 출력은 여러 상관기(31a, 31b)에 입력으로서 이용되는데, 그 상관기는 엔코드된 워터마크가 포함될 수 있는 여러 심볼을 나타내는데 이용되는 PN 코드로 워터마크를 테스트한다(즉, 각각의 상관기는 제1도의 PN-맵퍼(11)에 의해 심볼을 엔코드하는데 이용되는 한 PN 코드를 테스트한다). 그 상관기(31a, 31b) 등의 출력은 심볼의 가장 적당한 시퀀스를 결정하는 결정 회로(32)에 입력으로서 이용된다. 최종적으로, 그 시퀀스는 제1도에서 에러 보정 엔코더에 의해 실행되었던 역코딩을 수행하는 에러 보정기(33)에 의해 보정된다. 그 결과는 추출된 워터마크가 된다.

EXTRACT-MPEG-A에 있어서, 워터마크가 추출되는 데이터는, 실제로 INSERT-MPEG-A에서 처럼, 8 × 8 서브-영상과 같은 여러 블록으로 우선 세그먼트화된다. 그 각각의 서브-영상으로부터 신호는 표준화되어 제3도에서 상관기(31a, 31b)와 동일한 상관기의 뱅크에 입력으로서 이용된다. 그 상관기의 출력은 다른 서브-영상으로부터 대응하는 상관기의 출력과 평균되고, 그 결과 평균 상관은 상술한 것과 같은 다음의 처리를 위해 결정 회로(32)로 입력으로서 이용된다.

제4도는 본 발명에 따라 워터마크 추출 절차의 개략적인 블록도를 도시한 것이다. 그 워터마크 데이터는 제2도에서 삽입 절차 동안 이용되는 데이터 세그먼터(24)에 대응하는 데이터 세그먼터(40)에 의해 블록으로 우선 세그면트화 된다. 각각의 데이터 블록은 각각의 스펙트럼 정규화기(41a, 41b) 등에 제공되어, 각각의 데이터 블록에 삽입되었던 서브-워터마크와 유사한 신호를 발생한다. 그후, 삽입된 서브-워터마크 신호는 워터마크 조합기(42)에 입력으로서 이용된다. 그 조합기(42)에 있어서, 여러 서브-워터마크에서 여분으로 나타나는 워터마크의 일부는 노이즈를 감소하기 위해 합계 평균된다. 그 워터마크 조합기(42)의 출력은 워터마크를 여러 부분으로 분할하는 심볼 분리기(43)에 입력으로 제공되고, 그 각각의 부분은 엔코드된 워터마크 신호[제2도에서 에러 보정 엔코더(20)의 출력]로부터 한 심볼에 대응한다.

분리기(43)로 부터의 그들 심볼은 각각의 워터마크 식별기(44a, 44b)에 입력으로서 제공되는데, 그들 각각은, 제3도에 도시된 것 처럼, 상관기 및 결정 회로의 뱅크를 포함한다. 그 워터마크 식별기의 출력은 원래 엔코드된 워터마크 신호에 이용되는 알파벳의 심볼이다. 그 식별된 심볼은 심볼 조합기(45)에 의해 완전히 엔코드된 워터마크로 재조립된다. 최종적으로, 결과의 엔코드화된 워터마크는 에러 상관기(46)에 의해 엔코드된다.

그 삽입 및 추출 절차는 지금 보다 상세히 설명한다. INSERT-ORIGINAL 및 EXTRACT-ORIGINAL에 있어서, 그 목적은 원래의 영상이 추출 시간에서 이용 가능하게 될 때 단일 PN(의사 랜덤 수) 시퀀스를 한 영상에 삽입하는 것이다. PN 시퀀스와 관련된 정보는 삽입된 워터마크의 스펙트럼의 위치와 원래의 영상과 함께 데이터베이스에 저장되는 것으로 나타낸다. 그 워터마크된 성분의 위치는 기록되어야 하는데, 그 이유는 그러한 구현이 최고의 N 계수에 의해 워터마크의 지각적으로 N 최상위 영역에 접근하기 때문이다. 그러나, 그러한 랭킹은 워터마킹 처리에 의해 변화되었다. 그 N 최고 계수는 워터마크를 삽입하기 이전 보다 워터마크를 삽입한 이후에 다르게 될 수 있다.

그러한 문제를 피하기 위하여, 본 발명은 스펙트럼의 선정된 위치에 임의 워터마크를, 전형적으로 제 1 N 계수를 배치한다. 그러나, 임의 선정된 위치가 이용될 수 있는데, 비록 그러한 위치가 스펙트럼의 지각적으로 큰 영역에 속한다 할지라도, 만일, 그 워터마크가 압축, 스케일링 등과 같은 공통 신호 변환을 유지한다면 임의 선정된 위치가 이용될 수 있다.

보다 일반적으로, 삽입된 정보는 알파벳(예를 들어, 이진수 또는 ASCII 심볼)에서 얻어진 m 심볼의 시퀀스이다. 그 데이터는 에러 검출 및 상관을 위해 부가 심볼이 보충된다. 그후, 각각의 심볼은 칩으로서 공지된 유일한 PN 시퀀스로 각각의 심볼이 맵핑 처리되는 전개 스펙트럼 변조된다. 칩에 대한 비트의 수는 미리 조절되는데, 칩이 길이가 길면 길수록, 검출된 신호-노이즈 비율을 보다 높게 되지만, 신호 대역폭의 비용을 감수해야 한다.

그 PN 시퀀스의 전력 스펙트럼은 화이트, 예를 들어 플랫(flat)이고, 그로 인해, “노이즈”, 예를 들어, 워터마크가 삽입되는 영상/비디오/오디오/ 또는 멀티미디어 데이터를 정합하도록 성형된다. 이는 그 스펙트럼 성형이 종래의 방법으로 부터 변경되어, 추출 처리가 더 이상 원래의 영상을 필요로 하지 않게 되는 것이다. 그렇게 하기 위해서, 워터마크 스펙트럼의 각각의 계수는 자신의 계수보다는 영상 스펙트럼 계수에서 전력의 국부 평균에 의해 스케일되는데, 즉

그 평균은 절대 계수의 평균이지만, 계수 값 자체는 아니다. 이는 각각의 주파수에서 나타나는 평균 출력을 효과적으로 평가하는 것이다. 다른 평균 절차가 있을 수 있는데, 예를 들어, 8 × 8 블록의 부분 이웃한 평균 또는 여러 프레임을 통한 평균이 있을 수 있다.

그 평균은 여러 방법으로 얻을 수 있는데, 2차원 영역을 통해 국부 평균이 있을 수 있다. 선택적으로, 2차원 스펙트럼은 1차원 벡터를 형성하기 위해 샘플될 수 있고, 1차원 국부 평균이 실행될 수 있다. 2차원 8 × 8 DCT 계수의 1차원 벡터화는 MPEG II의 일부로서 사전에 실행된다. 그 평균은 이웃함을 통해 간단한 박스 또는 가중된 평균이 될 수 있다.

비디오 데이터를 위해, 여러 프레임을 통해 스펙트럼 계수의 시간 평균이 적용될 수 있다. 그러나, 추출기의 스펙트럼 정규화 스테이지에서 평균을 위해 여러 프레임이 필요하기 때문에, 분리로서 취해진 각각의 비디오 프레임의 보호는 불가능하게 될 수 있다. 그러한 이유로, 본 발명은 정지 영상의 보다 큰 수집(collection)으로서 비디오를 취급한다. 이러한 방법에서, 심지어 각각의 비디오 프레임은 카피로부터 보호된다.

워터마크를 추출하기 위해, 이전에 실행된 스펙트럼 성형 절차가 반전되는 스펙트럼 표준화를 실행해야 한다. 본 발명에 있어서, 원래의 워터마크되지 않은 신호는 이용할 수 없다. 따라서, 그 주파수 계수, avg(｜ f_i｜)의 평균 출력은 워터 마크된 신호, 즉 avg( ｜ f_i｜ )의 평균에 의해 근사치가 된다.

이는 α avg( ｜ f_i｜ )Wi < < f가 되는데, 여기서, W_i는 워터마크 성분이고, α는 0.1과 0.01 사이 범위의 전형적인 상수이다.

그후, 그 정규화 단계는 국부 평균 avg( ｜ f_i｜ )에 의해 수신된 신호에서 각각의 계수(f'_i)를 분할한다.

식(3)의 오른쪽(RHS)의 제1항,

는 노이즈 항으로 고려된다.

그 항은 미국 특허 출원 제 08/534,894 호에 기술된 시스템에는 존재하지 않는다. 그 이유는 워터마크되지 않은 계수에 대한 액세스로 인해 그 항이 제거되기 때문이다. 제2항, αWi는 종래의 상관 관계를 이용하여 검출될 수 있는 원래의 워터마크 신호이다.

만일, 워터마크가 임의 단일 8 × 8 블록으로부터 추출된다면, 검출기의 신뢰도는 매우 낮게 된다. 그러나, 각각의 8 × 8 블록으로부터 추출된 워터마크가 우선 부가되면서, 평균화된 워터마크가 상관기에 인가된다면, 매우 강하고 명백한 응답을 얻는다. 이는 각각의 블록 내에서 발생된 상관과 각각의 상관기의 출력이 함께 평균되는 미국 특허 출원 제 08/715,953 호에 기술된 방법과 다르다. 본 발명은 검출 응답을 개선하여, 각각의 블록과 관련된 계산 요구 조건을 크게 감소시킴을 알 수 있다.

실제에 있어서, 본 발명은 바람직하게 알파벳으로 각각의 심볼에 대한 유일한 PN 시퀀스가 존재한다. 그 방법은 검출기 출력이 영상 내의 8 × 8 서브-영상 블록의 양과 선형으로 감소하기 때문에 비교적 크리핑(clipping)에 있어 강하다. APS(아날로그 보호 시스템) 및 CGMS(카피 발생 관리 시스템)용 신호 삽입된 DVD(디지털 비디오 디스크)에 대해서, 전체 8 또는 16PN 시퀀스가 있게 된다.

16 심볼보다 상당히 많은 심볼이 영상 또는 비디오 프레임에 삽입될 수 있다는 가정 하에, 512 × 512에서 8 × 8의 블록 수는 4096이 된다. 예를 들어, 한 영상내에 128 심볼 이외에 1이 삽입되는 것이 바람직하다고 가정한다. 이는 128 병렬 상관을 실행할 필요가 있다. 이는 계산적으로 다루기 쉽지만, 각각의 상관의 하드웨어 구현은 보다 복잡하게 된다. 한 대안 방법은 단지 두 개의 이진 심볼을 이용하는 것이다. 이는 워터마크를 의도적으로 제거하는 어려움을 증가시키기 위해 2개의 이진수 심볼 또는 비트의 각각으로 한 PN 시퀀스 이상 관련시키는 것이 바람직하게 될 수 있다. 이 경우에 있어서, 단지 두 개의 상관기가 있으며, 이진 스트링은 영상에 삽입될 수 있다. 원래의 비트 에러율(raw bit error rate)은 낮은 검출기 출력으로 인해 매우 높게 된다. 그러나, 이는 리드-솔로몬(RS)과 같은 에러 보정 코드를 이용하여 수용 가능한 레벨로 감소시킬 수 있다. RS 코드는 영상의 클립핑으로 인해 발생할 수 있는 버스트 에러에 강하게 되어 있다. 다른 에러 보정 코드가 이용될 수도 있다.

상기 방법을 이용할 때, 수신기는 엔코드된 블록의 시작 위치를 알아야 한다. 그 시작 위치는 명백하게 되지 않을 수 있는데, 특히, 영상이 크립핑 처리될 때 불명료하게 된다. 그러나, 관례의 동기화 방법이 심볼의 스트링 또는 단일 심볼 또는 스펙트럼 심볼로 각각의 블록을 처리하는 것으로 이용될 수 있다.

워터마크를 삽입하기 위해, 각각의 8 × 8 블록은 각각의 서브-영상 또는 서브-영역으로 처리된다. 그 서브-영상의 DCT는 계산되고, 그후, 2차원 DCT가 제5도에 도시된 지그재그 패턴으로 벡터화된다. 그러나, 다른 패턴으로도 벡터화 될 수 있다. 그들 두 스테이지는 가장 중요한 계산으로 구성되지만, MPEG 엔코딩 처리의 일부가 된다. 다음, PN 노이즈 시퀀스{w₁‥‥w_n}는 이전의 식(1)을 이용하여 DCT 계수에 삽입된다. PN 시퀀스의 길이는 64(8 × 8 픽셀 블록에서)를 초과할 수 없고, 전형적으로 11 내지 25의 범위 내에 훨씬 짧게 된다. 단지 단일 코드가 영상에 삽입된다면, 동일한 PN 시퀀스가 720 × 480/64 - 5400 블록 각각에 삽입된다. 그러나, 상기 절차의 지점에서 변화가 실행될 수 있다. 각각의 블록의 로우 내에서, PN 시퀀스는 연속된 블록 내에 삽입 이전에 한 주파수 계수에 의해 순환적으로 반복된다. 유사하게, 그 PN 시퀀스는 각각의 새로운 로우의 시작에서 한 주파수 계수에 의해 순환적으로 반복된다. 제6도는 회전 순서를 설명한다.

그들 회전 및 시프트의 목적은 워터마크 추출 스테이지의 응답을 개선하기 위한 것이다. 이전의 실험은 임의 DCT 계수가 다른 것 보다 평가하기 어렵게 되는 점을 설명하였다. 그들 계수에서 위치는 영상에서 영상으로 변화하였다. 그러나, 영상 내에서, 그 계수는 단순하게 될 수 있다. 결과적으로, 시프팅없이, 하나 이상의 평가된 워터마크 계수는 다른 워터마크 계수에 비하여 크게 저하될 수 있는데, 그로 인해, 검출기 성능을 감소시킨다. 역으로, 시프팅은 단순한 DCT 계수가 단일 워터마크 계수를 가지며, 검출기 성능이 현저하게 개선되는 효과를 크게 감소시킨다. 임의 순환 패턴이 이용될 수 있음을 주목한다.

워터마크의 회전이 도래될 때 다른 변경안이 이용될 수 있다. 우선, 워터마크의 길이는 64 보다 상당히 크게 될 수 있다. 그후, 각각의 블록에 대해, 워터마크 계수의 작은 서브-세트(즉, 5)는 우선 5의 DCT 계수(d.c.항을 제외하고)로 삽입된다. 그 회전의 이유로, 워터마크의 상이한 서브-세트는 이웃한 8 × 8 블록에 삽입된다. 최종적으로, 워터마크 삽입이 완료되고, MPEG 엔코더는 압축의 다음 스테이지로 처리될 수 있다.

MPEG 양자화 스테이지 이후에, 워터마크의 왜곡을 감소시키기 위해 워터마크가 삽입될 수 있음을 주목한다. MPEG-2는 단순한 3 × 1 박스 평균이 계수(d.c. 항을 제외하고) 상에서 실행될 수 있는 편리한 1차원 벡터화, 소위 “지그재그 처리”를 실행한다.

실제로, 제7도에 도시된 것처럼, 두 개의 계수 이상과 그 왼쪽의 d.c. 항에 가까운 두 개의 4접속된 계수를 이용하여 평균을 실행했을 때 성능은 개선되었다.

워터마크 검출은 식(1)을 이용하여 각각의 8 × 8 블록에서 PN 노이즈 시퀀스를 우선 추출하여 시작한다. 그후, 각각의 블록에 대해서, PN 시퀀스는 한 주파수 계수만큼 반대 방향으로 순환적 시프트되고, 그후, 모든 블록을 통한 평균이 계산된다. 실제로, 이러한 처리는 증가적으로 계산될 수 있고, 모든 추출된 워터마크의 임시 저장을 필요치 않는다. 가중된 평균은 또한 적용될 수 있는데, 여기서, 가중은 저역 통과 필터 처리와 같은 공통 신호 변환에 대한 민감성(susceptibility)을 기초하여 결정된다. 최종적으로, 그 평균 워터마크는 상관 관계를 통해 원래의 PN 시퀀스와 비교된다. 칼럼 방향으로 워터마크를 시프팅하는 이유는 지금 명백히 알 수 있다. 만약, 영상이 임의 블록 경계에 클립된다면, 계산된 평균 워터마크는 영상의 클립된 부분의 관련된 위치의 함수인 량만큼 단순히 회전하게 된다. 그후, 상관 관계는 워터마크의 모든 순열(permutations)(전형적으로 11 내지 25)로 실행될 수 있다. 그러면, 최대 값을 갖는 상관기의 출력은 결정을 위해 이용된다. 그 추출 스테이지는 제4도에 설명되어 있다. 워터마크의 모든 회전을 통해 최대 상관기 출력을 취하므로서 결정 회로가 복잡하게 될 수 있다. 이러한 점을 개선하기 위해, 그 워터마크는 두 부분으로 나누어 지는데, 길이(K)인 동기화부와, N-K인 검증부 이다. 그러면, 워터마크가 이전 처럼 추출될 때, 그 워터마크의 동기화부의 모든 회전에서만 상관 관계를 우선 실행한다. 그 최대 상관 출력을 주목하면, 그 워터마크의 검증부는 대응하는 량만큼 회전하게 되고, 제 2 상관은 워터마크의 검증부에서 실행된다. 이와 같은 처리는 시스템의 전체 신뢰도를 크게 개선한다. 실험 동안에, 약간의 워터마크가 동일한 영상의 다른 워터마크보다 양호하게 실행되었음을 알 수 있었다. 이는 워터마크의 동기화부와 검증부 사이의 상관 통계(correlation statistics)에서의 변화에 기인되었다. 이상적으로는 두 개의 부분이 매우 낮은 상관을 가져야 한다. 그러나, 워터마크가 단순하게 실행되는 여러 경우에 있어서, 두 부분 사이의 기대하지 못한 상관이 확인되었다.

본 발명은 디지털 워터마킹 방법에 대한 변경안을 제공하는데, 여기서, 원래의 데이터는 워터마크 추출에 필요하게 되어, 워터마크 처리되지 않거나 원래의 데이터의 부재에서 워터마크 추출을 가능하게 한다. 본 발명은 MPEG/JPEG 계수를 이용하는 것이 바람직하다. 한 영상은 전형적으로 8 × 8 블록 서브-영상 또는 서브-영역으로 분할되고, 각각의 서브-영상은 처리되고, 그 결과는 추출된 워터마크를 유도하기 위해 조합된다. 그 결과는 매우 높은 신뢰도를 갖는 워터마크의 추출이 된다.

상기 본 발명이 종래의 INSERT-WHOLE, INSERT-MPEG-A, EXTRACT-WHOLE 및, EXTRACT-MPEG-A 알고리즘에 대한 개선점을 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 사람들은 영상 데이터 내의 워터마크를 삽입 및 추출하기 위해 임의 알고리즘에 대해 동일한 개선점을 적용할 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 보다 일반적인 견해는 제8도 및 제9도에 도시되어 있다.

제8도는 워터마크를 삽입하기 위한 일반적인 방법의 개략적인 블록도를 도시한 것이다. 그 일반적인 방법은, 이후에, “베이스 삽입 알고리즘(base insertion algorithm)”이라 칭하는 비-블록-베이스(non-block-based) 워터마크 삽입 알고리즘을 이용한다. 그 워터마크 엔코더(80)는 베이스 삽입 알고리즘에 적당한 형태로 워터마크를 변환한다. 베이스 삽입 알고리즘이 예를 들어, 제1도에 도시된 것과 같이 된다면, 워터마크 엔코더(80)는 에러 보정 엔코더(10), PN-맵퍼(11) 및, 스펙트럼 변환기(12)를 포함하는 워터마크 엔코더(19)에 대응한다. 그러나, 다른 베이스 삽입 알고리즘이 이용된다면, 그 워터마크 엔코더(80)는 워터마크의 상이한 변환을 실행한다. 워터마크 엔코더(80)로부터 엔코드된 워터마크 신호는 그 워터마크를 서브-워터마크로 분할하는 워터마크 세그먼터(81)에 입력으로서 제공된다. 원래의 워터마크의 임의 부분은 결과로 얻은 여러 서브-워터마크의 여분으로 나타날 수 있다. 그 워터마크될 데이터는 데이터를 서브-영역으로 분할하는 데이터 세그먼터(82)에 입력으로서 제공된다. 각각의 서브-워터마크는 워터마킹 삽입기(83a, 83b)등에 의해 각각의 데이터 서브-영역으로 삽입된다. 그 워터마크 삽입기는 베이스 삽입 알고리즘을 구현하는데, 만약, 베이스 삽입 알고리즘이 제1도에 도시된 것과 같이 된다면, 각각의 워터마크 삽입기(83a, 83b)등은 스펙트럼 변환기(13), 스펙트럼성형기(14), 지연(15), 합산기(16) 및 역변환(17)을 구비하는 워터마크 삽입기(18)에 대응한다. 그러나, 만약, 상이한 베이스 알고리즘이 이용된다면 워터마크 삽입기(83a, 83b)등은 워터마크될 데이터의 서브-영역으로 서브-워터마크를 삽입하는 다른 방법을 이용할 수 있다. 그 워터마크 삽입기로부터 출력은 데이터 조합기(84)에서 조립되어 워터마크된 데이터를 제공한다.

제9도는 대응하는 일반적인 추출 알고리즘의 개략적인 블록도를 도시한 것이다. 그 알고리즘은 워터마크된 데이터에 워터마크를 삽입하는데 이용되는 베이스 삽입 알고리즘에 대응하는 “베이스 추출” 알고리즘을 이용한다(제8도). 제9도의 알고리즘은, 일반적인 경우에 있어서, 정규화기(41a)가 베이스 추출 알고리즘을 구현하는 워터마크 추출기(91a) 등에 의해 대치되는 것을 제외하고, 제4도에 도시된 알고리즘과 실제로 동일하다. 즉, 이용된 베이스 삽입 알고리즘이 제1도에 도시된 알고리즘이었다면, 제9도의 워터마크 추출기(91a)등은 제4도에서 스펙트럼 정규화기(41a)가 될 수 있다.

본 명세서에 데이터의 워터마크되지 않은 버전을 이용하지 않고 워터마크된 데이터에 워터마크를 삽입 및 그 데이터로부터 추출하기 위한 시스템을 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 사람들이라면 본 명세서에 첨부된 특허 청구 범위의 정신에만 한정하지 않은 본 발명의 원리 및 교훈에 벗어남이 없이 여러 변경안 및 수정안이 있을 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은, 워터마크 신호 성분이 각각의 서브-영상에 삽입된 순서를 조직적으로 변경시키고, 워터마크 신호의 단지 일부분 만을 각각의 서브-영상에 삽입하고, 워터마크 검출 동안에, 임의 선정된 워터마크와 상관 관계를 테스트하기 이전에 원래의 워터마크 신호를 재구성하기 위해, 서브-영상의 그룹에서 발견된 워터마크 신호들을 조합하여 종래의 시스템의 신뢰도를 개선할 수 있다.

Claims

워터마크 신호를 워터마크될 데이터에 삽입하기 위한 방법에 있어서, 상기 워터마크될 데이터를 다수의 서브-영역으로 분할하는 단계, 상기 각각의 서브-영역에서 워터마크될 데이터의 주파수 계수를 계산하는 단계, 워터마크 신호를 PN(의사-랜덤 노이즈) 시퀀스로 맵핑 처리하여 삽입될 워터마크 신호를 전개 스펙트럼(대역 확산) 변조하는 단계, 상기 데이터의 각각의 주파수 계수를 평균 제곱의 함수로서 PN 시퀀스를 스펙트럼 성형하는 단계, 및 상기 각각의 서브-영역에서 데이터의 선정된 계수에 각각의 스펙트럼 성형된 PN 시퀀스를 삽입하는 단계를 포함하는 워터마크 신호 삽입 방법.
제1항에 있어서, 상기 삽입 단계는 데이터가 MPEG 양자화 처리된 이후에 실행되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수 계수는 DCT(이산 코사인 변환) 계수인 워터마크 신호 삽입 방법.
제3항에 있어서, 상기 각각의 서브-영역은 8 × 8 픽셀인 워터마크 신호 삽입 방법.
제4항에 있어서, 상기 삽입 단계는 데이터가 MPEG 양자화 처리 이후에 실행되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제1항에 있어서, 상기 각각의 서브-영역은 8 × 8 픽셀인 워터마크 신호 삽입 방법.
제6항에 있어서, 상기 삽입 단계는 데이터가 MPEG 양자화 처리 이후에 실행되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제6항에 있어서, 상기 워터마크 신호의 주파수 계수는 각각의 스펙트럼 성형된 PN 시퀀스를 서브-영역에 삽입하기 이전에 회전되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제8항에 있어서, 상기 삽입 단계는 데이터가 MPEG 양자화 처리 이후에 실행되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제8항에 있어서, 상기 워터마크 신호 주파수의 서브-세트만이 임의의 하나의 서브-영역에 삽입되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제10항에 있어서, 상기 워터마크 신호는 동기화부 및 검증부를 포함하는 워터마크 신호 삽입 방법.
제11항에 있어서, 상기 삽입 단계는 데이터가 MPEG 양자화 처리된 이후에 실행되는 워터마크 신호 삽입 방법.
제11항에 있어서, 상기 동기화부 및 검증부는 서로 매우 작은 상관 관계를 갖는 워터마크 신호 삽입 방법.
제1항에 있어서, 평균 제곱(average power)의 함수로서 스펙트럼 성형은 2차원 주파수 계수의 지그재그 처리에 의해 1차원 검증으로부터 얻어진 계수의 전형적인 3 × 1 윈도우인 워터마크 신호 삽입 방법.
제1항에 있어서, 상기 스펙트럼 성형은 DC 항에 가장 가까운 2개의 4-접속된 주파수 계수에 기초한 평균 제곱 함수인 워터마크 신호 삽입 방법.
워터마크된 데이터로부터 워터마크를 추출하기 위한 방법에 있어서, 상기 워터마크된 데이터의 서브-영역을 수신하는 단계, 각각 정규화된 신호를 생성하기 위해 각각의 서브-영역으로부터 워터마크된 데이터를 스펙트럼 정규화하는 단계, 단일 워터마크를 생성하기 위해 각각의 서브-영역으로부터 각각 정규화된 신호를 조합하는 단계, 각각의 서브-영역에서 각각 선정된 PN 시퀀스에 대한 상관된 신호를 제공하기 위해 선정된 심볼에 대응하는 선정된 PN(의사-랜덤 노이즈) 시퀀스와 상기 단일 워터마크 신호를 상관하는 단계, 어떤 상관된 신호가 현재의 심볼과 가장 유사한 것인지를 판정하는 단계, 및 상기 워터마크에 대응하는 가장 유사한 현재 심볼의 시퀀스를 추출하는 단계를 포함하는 워터마크 추출 방법.
제16항에 있어서, 상기 서브-영역은 MPEG 엔코딩 및 디코딩을 위해 사용된 8 × 8 블록인 워터마크 추출 방법.
제17항에 있어서, 단일 워터마크를 생성하기 위해 각각의 서브-영역으로부터 정규화된 신호를 조합하는 상기 단계는 블록 사이의 워터마크의 관련된 회전을 제거하는 단계를 포함하는 워터마크 추출 방법.
제18항에 있어서, 상기 각각의 블록에 삽입된 부분적인 워터마크로부터 워터마크를 재구성하는 다음 단계를 더 포함하는 워터마크 추출 방법.
제19항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼 내의 그들 위치에 기초한 워터마크 계수를 가중하는 단계를 더 포함하고, 상기 가중 단계는 공통 신호 변환에 대해 각각의 주파수 계수의 민감성의 함수인 워터마크 추출 방법.
제16항에 있어서, 상기 추출된 워터마크의 모든 회전 시프트와 상관하고, 최대값을 선택하는 단계를 더 포함하는 워터마크 추출 방법.
제16항에 있어서, 최대값을 결정하기 위해 상기 워터마크의 동기화부의 모든 회전 시프트와 상관하고, 다음에, 검증부와 선정된 PN 시퀀스 사이의 상관 이전에 최대값을 얻기 위해 동기화부가 회전되는 동일한 량만큼 워터마크의 검증부를 회전시키는 단계를 더 포함하는 워터마크 추출 방법.
워터마크된 데이터로부터 워터마크를 추출하기 위한 방법에 있어서, 상기 워터마크된 데이터의 서브-영역을 수신하는 단계, 각각 정규화된 신호를 생성하기 위해 각각의 서브-영역으로부터 워터마크된 데이터를 스펙트럼 정규화하는 단계, 각각의 서브-영역에서 각각 선정된 PN 시퀀스에 상관된 신호를 제공하기 위해 선정된 심볼에 대응하는 선정된 PN 시퀀스와 각각 정규화된 신호를 상관하는 단계, 추출된 심볼 스트림을 제공하기 위해 상관된 신호가 각각의 서브 영역에서 현재의 심볼과 가장 유사한 것인지를 판정하는 단계, 상기 추출된 심볼 스트림을 에러 보정하는 단계, 및 워터마크에 대응하는 가장 유사한 현재 심볼의 시퀀스를 추출하는 단계를 포함하는 워터마크 추출 방법.
제23항에 있어서, 상기 에러 정정은 리드 솔로몬 보정인 워터마크 추출 방법.
워터마크될 데이터에 워터마크 신호를 삽입하는 방법에 있어서, 상기 워터마크될 데이터를 다수의 서브-영역으로 분할하는 단계, 워터마크의 일부가 하나 이상의 서브-워터마크에 포함된 다수의 서브-워터마크에 워터마크 신호를 분할하는 단계, 및 상기 다수의 서브-워터마크를 상기 다수의 서브-영역에 삽입하는 단계를 포함하는 워터마크 신호 삽입 방법.
제25항에 있어서, 각각의 서브-워터마크는 각각의 서브-영역에 삽입되어, 각각의 서브-영역은 최소한 하나의 서브-워터마크를 포함하는 워터마크 신호 삽입 방법.
워터마크된 데이터로부터 워터마크 신호를 추출하기 위한 방법에 있어서, 워터마크된 데이터의 다수의 서브-영역을 수신하는 단계, 상기 다수의 서브-영역의 각각의 서브-영역으로부터 서브-워터마크를 추출하는 단계, 및 워터마크 신호와 동일한 정도의 신호를 얻기 위해 모든 서브-영역으로부터 추출된 서브-워터마크를 조합 및 평균하는 단계를 포함하는 워터마크 신호 추출 방법.
제27항에 있어서, 상기 워터마크 신호와 동일한 정도의 신호를 다수의 심볼 신호에 분할하는 단계, 각각의 심볼 신호를 미리 정의된 신호의 세트와 상관하는 단계, 상기 미리 정의된 신호가 각각의 심볼 신호에 가장 잘 대응하는 것을 검출하는 단계, 및 워터마크 신호를 생성하기 위해 가장 잘 대응하는 선정된 신호를 조합하는 단계를 포함하는 워터마크 신호 추출 방법.