KR100294890B1

KR100294890B1 - 워터마킹을 사용한 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100294890B1
Application number: KR1019990024293A
Authority: KR
Inventors: 신현두
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-07-12
Also published as: KR20000011331A; JP2000082965A; CN1148949C; CN1254230A; US6415042B1; JP3325542B2

Abstract

워터마킹을 사용한 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 디지털 영상 코딩 장치는 전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 제1 이산웨이블릿변환부와, 분산 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부와, 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력하는 제2 이산 웨이블릿 변환부, 및 소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 계수 대치/조합부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 인코딩시에 분산 분석을 적용하기에 적합한 소량의 영상 샘플들을 워터마킹을 사용하여 시그니쳐 영상으로서 원본 영상에 영향을 주지 않고 비밀리에 전송하고, 디코딩시에 복원된 시그니쳐 영상과 원본 시그니쳐 영상에 대한 분산 분석을 수행함으로써 호스트 영상의 화질을 정확히 추정할 수 있다.

Description

워터마킹을 사용한 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치 및 그 방법{Digital video coder and decoder using watermarking and method therefor}

본 출원은 본 출원인에 의하여 출원된 미국 특허 가출원 제60/091,541호(1998. 7. 1.)를 기초로 한다.

본 발명은 워터마킹을 사용하는 디지털 영상 인코딩 장치, 디코딩 장치, 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 인코딩시에 호스트 영상의 중요 영역에 원본 시그니쳐 영상을 삽입하고 디코딩시에는 원본 시그니쳐 영상과의 분산을 평가함으로써 호스트 영상의 품질을 정확히 추정할 수 있는 디지털 영상 인코딩 장치, 디코딩 장치, 및 그 방법에 관한 것이다.

워터마킹(watermarking)은 영상에 대한 보안 및 권리 표시를 목적으로 암호화 영상을 전송할 영상과 함께 전송하는 기술이다. 수신기 측에서는 전송하고자 하는 영상(이하 호스트 영상이라 칭한다)을 비밀리에 전송되는 암호화 영상(이하 시그니쳐 영상이라 칭한다)과 함께 수신하고, 해독장치에 의하여 시그니쳐 영상을 해독한다.

도 1에는 워터마킹된 영상을 생성하고 그 워터마킹된 영상으로부터 시그니쳐 영상을 추출하는 디지털 영상 코덱 장치의 개념을 블록도로써 나타내었다.

이와같은 종래의 디지털 영상 코덱 장치는, 인코딩시에, 호스트 영상과 비밀리에 상기 호스트 영상에 실어 보내고자 하는 시그니쳐 영상을 각각 이산코사인변환(Discrete Cosine Transform: 이하 DCT라 칭함)함으로써 각각의 영상에 대한 DCT 계수들을 추출한다. 상기 DCT 계수들은 인코더에서 인코딩된다. 이때, 시그니쳐 영상의 DCT 계수 성분은 암호화를 위한 제어동작을 수행하는 별도의 암호 인코더에 의하여 암호화된다. 이로써, 호스트 영상의 DCT 계수와, 호스트 영상의 DCT 계수에 암호화되어 삽입된 시그니쳐 영상의 DCT 계수가 전송될 수 있게 되며, 호스트 영상의 DCT 계수와, 호스트 영상의 DCT 계수에 암호화되어 삽입된 시그니쳐 영상의 DCT 계수를 그대로 DCT 변환하면 시그니쳐 영상을 나타나지 않고 호스트 영상만 나타나는 워터마킹된 영상을 얻게 된다.

한편, 호스트 영상 내에 워터마킹되어 있는 시그니쳐 영상은 특수한 해독장치에서 디코딩함으로써 복원된다. 복원과정에서는 워터마킹된 영상을 이산코사인변환함으로써 DCT 계수를 추출한다. 다음으로, 워터마킹된 영상의 DCT 계수에서 원본 호스트 영상을 이산코사인변환함으로써 추출된 DCT 계수를 빼어, 암호화되어 있는 시그니쳐 영상의 DCT 계수 성분을 추출한다. 디코더는 상기 DCT 계수 성분을 디코딩한다. 이때, 암호 디코더는 암호 해독을 위한 제어동작을 수행한다. 해독에 의하여 디코딩된 시그니쳐 영상의 DCT 계수는 다시 역이산코사인변환됨으로써 시그니쳐 영상이 복원된다.

이와같은 워터마킹을 사용한 디지털 영상 코덱 장치에서 전송된 영상의 품질을 평가하기 위한 종래의 방법은 이전 영상과 전송된 현재 영상을 다양한 방법으로 비교함으로써 수행된다. 이러한 종래의 방법은 현재 영상이 이전 영상과 그다지 다르지 않다는 가정을 기초로 한다. 하지만, 급격하게 변하는 장면의 경우에는 그러한 가정에 위배된다. 이러한 경우에는 영상 평가가 정확하지 않게 된다는 문제점이 있다. 또한, 그러한 가정이 성립된다고 하더라도 원본 영상과 비교하는 것 만큼 정확하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인코딩시에 분산 분석을 적용하기에 적합한 소량의 영상 샘플들을 워터마킹을 사용하여 시그니쳐 영상으로서 원본 영상에 영향을 주지 않고 비밀리에 전송하고, 디코딩시에 복원된 시그니쳐 영상과 원본 시그니쳐 영상에 대한 분산 분석을 수행함으로써 호스트 영상의 화질을 정확히 추정할 수 있는 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 디지털 영상 코딩장치에 의하여 코딩된 영상을 디코딩하는 디지털 영상 디코딩 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치내에서 수행되는 디지털 영상 코딩 방법과 디코딩 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 워터마킹된 영상을 생성하고 그 워터마킹된 영상으로부터 시그니쳐 영상을 추출하는 디지털 영상 코덱 장치의 개념을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 코딩 장치와 디코딩 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 코딩 방법의 주요 단계들을 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 디코딩 방법의 주요 단계들을도시한 흐름도이다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 디지털 영상 코딩 장치는, 전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 제1 이산웨이블릿변환부; 애노바(ANOVA: ANalysis Of VAriance) 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력하는 제2 이산 웨이블릿 변환부; 및 소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 계수 대치/조합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장치는 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 역이산웨이블릿 변환함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 역이산웨이블릿 변환부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 장치는 상기 합성된 호스트 영상과 상기 N×N 위치 설정 정보를 압축하는 압축부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소정의 양의 정수 N은 상기 소정의 양의 정수 M의 1/8이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 소정의 규칙은 M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 상위 50%의 웨이블릿 계수를 규칙적인 간격으로 선택하는 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 디지털 영상 디코딩 장치는 소정의 양의 정수를 M이라 하고 M보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수를 소정의 위치 데이터를 사용하여 분리하는 계수 분리부; 상기 N×N 웨이블릿 계수를 역이산 웨이블릿 변환함으로써 시그니쳐 영상을 출력하는 역이산 웨이블릿 변환부; 애노바(ANOVA) 분석에 적합하고 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 및 상기 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상을 사용하여 애노바(ANOVA) 분석을 수행함으로써 복원된 시그니쳐 영상의 분산 특성 데이터를 영상 품질 표시 데이터로서 출력하는 분산 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디코딩 장치는 합성된 호스트 영상과 위치 설정 정보가 압축된 비트스트림을 입력하여 신장(decompress)시킴으로써 합성된 호스트 영상과 시그니쳐 영상 이산 웨이블릿 계수의 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하는 신장부;및 합성된 호스트 영상을 이산 웨이블릿 변환함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 이산 웨이블릿 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 디지털 영상 코덱 장치는 전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 제1 이산웨이블릿변환부; 분산 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력하는 제2 이산 웨이블릿 변환부; 소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치하여 조합함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 계수 대치/조합부; 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 역이산웨이블릿 변환함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 역이산웨이블릿 변환부; 상기 합성된 호스트 영상과 상기 N×N 위치 설정 정보를 압축하는 압축부; 합성된 호스트 영상과 위치 설정 정보가 압축된 비트스트림을 입력하여 신장(decompress)시킴으로써 합성된 호스트 영상과 시그니쳐 영상 이산 웨이블릿 계수의 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하는 신장부; 합성된 호스트 영상을 이산 웨이블릿 변환함으로써 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 이산 웨이블릿 변환부; 상기 위치 데이터를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수를 분리하는 계수 분리부; 상기 N×N 웨이블릿 계수를 역이산 웨이블릿변환함으로써 시그니쳐 영상을 출력하는 역이산 웨이블릿 변환부; 분산 분석에 적합하고 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 및 상기 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상을 사용하여 분산 분석을 수행함으로써 복원된 시그니쳐 영상의 분산 특성 데이터를 영상 품질 표시 데이터로서 출력하는 분산 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 디지털 영상 코딩 방법은 (a) 전송될 호스트 영상에 대하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 구하는 단계; (b) 애노바(AVOVA) 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하고 공급하는 단계; (c) 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 구하는 단계; (d) M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 계수를 식별하여 소정의 규칙에 따라 N×N 개소의 위치를 선택하는 단계; (e) M×M 웨이블릿 계수 중에서 선택된 N×N 개소 상의 계수를 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합하는 단계; (f) 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 사용하여 역이산 웨이블릿 변환을 수행함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 단계; 및 (d) 합성된 호스트 영상과 N×N 개소의 위치 데이터를 압축하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 디지털 영상 디코딩 방법은 (a) 수신된 비트 스트림을 신장(decompress)시킴으로써 호스트 영상과 N×N개소의 위치 데이터를 구하는 단계; (b) 호스트 영상에 대하여 이한 웨이블릿 변환을 수행함으로써 M×M 웨이블릿 계수를 구하는 단계; (c) M×M 웨이블릿 계수 중에서 위치 데이터에 해당하는 N×N 웨이블릿 계수를 분리하는 단계; (d) N×N 웨이블릿 계수에 대하여 역이산 웨이블릿 변환을 수행함으로써 시그니쳐 영상을 복원하는 단계; (e) 애노바(ANOVA) 분석에 적합하고 대응되는 인코딩 과정에서 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 단계; 및 (f) 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상에 대하여 애노바(ANOVA) 분석을 수행함으로써 품질 표시 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 영상 코딩 장치, 디코딩 장치, 코덱 장치, 및 그 방법들의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 코덱 장치의 구조를 블록도로써 도시하였다. 또한, 도 3 및 도 4에는 상기 디지털 영상 코덱 장치 내에 구현되는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상 코딩 방법 및 디지털 영상 디코딩 방법의 주요 단계들을 각각 흐름도로서 도시하였다. 도 3과 도 4는 이하에서 수시로 참조된다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 디지털 영상 코덱 장치(20)는 인코딩부(20)와 디코딩부(22)를 구비한다. 인코딩부(20)는 제1 이산웨이블릿변환부(202), 제1 원본 시그니쳐 영상 저장부(204), 제2 이산웨이블릿변환부(206), 계수 대치/조합부(208), 제1 역이산웨이블릿 변환부(210), 및압축부(212)를 구비한다. 또한, 디코딩부(22)는 신장부(222), 제3 이산웨이블릿 변환부(224), 계수 분리부(226), 제2 역이산웨이블릿 변환부(228), 제2 원본 시그니쳐 영상 저장부(230), 및 애노바(ANOVA: ANalysis Of VAriance) 평가부(232)를 구비한다.

상기 인코딩부(20)와 디코딩부(22)의 동작을 이하에서 차례로 설명한다. 먼저, 인코딩부(20)의 동작을 설명한다.

제1 이산웨이블릿변환부(202)는 전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환(discrete wavelet transform)을 수행(단계 302)함으로써 이산웨이블릿 계수를 출력한다. 상기 이산웨이블릿 계수들은 당해 분야에서 알려져 있는 바와 같이 정방 행렬(square matrix)로 이루어진다. 본 실시예에서 상기 이산웨이블릿 계수들은 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M행×M열의 행렬로 이루어지는 것으로 가정한다.

제1 원본 시그니쳐 영상 저장부(204)는 애노바(ANOVA: ANalysis Of VAriance) 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하고 그 원본 시그니쳐 영상을 제2 이산 웨이블릿 변환부(206)로 공급(단계 304)한다. 애노바(ANOVA) 분석에 적합한 영상으로서는 예를들어 일정간격의 메쉬(mesh) 또는 도트(dot)형의 영상 등이 있다.

제2 이산 웨이블릿 변환부(206)는 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행(단계 306)함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력한다. 여기서, 상기 N은 매 영상별로 일정하게 고정되며, 원본 영상에 영향을 적게 주도록 하기 위하여 M의 1/8이하인 것이 바람직하다.

계수 대치/조합부(208)는 소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합(단계 310)함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력한다. 호스트 영상의 품질을 평가하기 위해서는 호스트 영상의 품질을 대표할 수 있는 중요한 계수를 선택하여야 하기 때문에, 본 실시예에서, 상기 규칙은 M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 상위 50%의 웨이블릿 계수 중에서 소정의 규칙에 따라, 예를들어 규칙적인 간격으로 선택(단계 308)하는 것으로 정한다.

역이산웨이블릿 변환부(210)는 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 역이산웨이블릿 변환함(단계 312)으로써 합성된 호스트 영상을 생성한다. 압축부(212)는 상기 합성된 호스트 영상과 상기 N×N 위치 설정 정보를 압축(단계 314)한다. 압축된 비트스트림은 전송채널을 통하여 전송된다. 본 실시예에서, 이산 웨이블릿 변환에 의하여 호스트 영상에 시그니쳐 영상을 삽입할 때, N을 적게, 즉, M의 1/8이하로 설정하였기 때문에, 역이산웨이브릿 변환의 특성으로 인하여 호스트 영상은 원래의 호스트 영상과 그다지 차이가 크지 않다.

이로써, 인코딩부(20)는 원본 호스트 영상에 그다지 큰 영향을 주지 않으면서도 원본 호스트 영상에 호스트 영상의 품질을 정확히 평가할 수 있는 원본 시그니쳐 영상을 비밀리에 기록하여 전송하는 것이 가능하다.

다음으로, 디코딩부(22)의 동작을 설명한다. 인코딩부(20)에 의하여 출력되어 전송 채널을 통하여 전송된 압축 비트 스트림은 디코딩부(22)에 의하여 다음과 같이 디코딩된다.

신장부(222)는 합성된 호스트 영상과 위치 설정 정보가 압축된 비트스트림을 입력하여 신장(decompress)시킴(단계 402)으로써 합성된 호스트 영상과 시그니쳐 영상 이산 웨이블릿 계수의 위치를 나타내는 N×N 위치 데이터를 출력한다. 상기 소정의 양의 정수 N은 인코딩시에 결정되며 M의 1/8이하인 것이 바람직하다.

다음에는, 합성된 호스트 영상에서 시그니쳐 영상을 복원한다. 즉, 제3 이산 웨이블릿 변환부(224)는 합성된 호스트 영상을 이산 웨이블릿 변환함(단계 404)으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력한다.

계수 분리부(226)는 소정의 양의 정수를 M이라 하고 M보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 위치 데이터를 N×N 웨이블릿 계수를 사용하여 분리(단계 408)한다.

제2 역이산 웨이블릿 변환부(228)는 상기 N×N 웨이블릿 계수를 역이산 웨이블릿 변환함(단계 410)으로써 시그니쳐 영상을 복원한다.

원본 시그니쳐 영상 저장부(230)는 애노바(ANOVA) 분석에 적합하고 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하고, 분산 분석부(232)로 원본 시그니쳐 영상을 공급한다.

분산 분석부(232)는 상기 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상에 대하여 애노바(ANOVA) 분석을 수행(단계 412)한다. 애노바 분석은 당업자에 의하여 알려져 있는 바와 같이 측정값 전체의 분산을 몇가지 요인 효율에 대응되는 분산과나머지 오차 분산으로 나누어서 검정이나 추정을 수행한다. 즉, 애노바 분석은 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상의 각각에 대하여 영상 전체의 분산 특성을 면밀하게 분석하는 것이 가능하다. 이로써, 분산 분석부(232)는 분산 특성에 따른 품질 표시 데이터를 구하여 출력한다.

여기서, 복원된 시그니쳐 영상은 호스트 영상의 웨이블릿계수 중에서 중요도가 높은 계수들을 원본 시그니쳐 영상의 웨이블릿 계수로 대치함으로써 구해진 영상이다. 또한, 복원된 시그니쳐 영상은 그것의 원본 영상과 비교되어지기 때문에 시그니쳐 영상에 대한 화질 평가는 매우 정확하다. 따라서, 복원된 시그니쳐 영상의 화질은 호스트 영상의 화질을 정확하게 대변한다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 영상 코딩 방법과 디코딩 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하다. 그리고, 컴퓨터에서 사용되는 매체로부터 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 매체는 플로피 디스크나 하드 디스크와 같은 자기기록매체, 시디롬(CD-ROM)이나 디비디(DVD)와 같은 광기록매체, 및 인터넷을 통한 전송과 같은 캐리어 웨이브와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 이러한 기능적 프로그램, 코드 및 코드 세그멘트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 인코딩시에 분산 분석을 적용하기에 적합한 소량의 영상 샘플들을 워터마킹을 사용하여 시그니쳐 영상으로서 원본 영상에 영향을 주지 않고 비밀리에 전송하고, 디코딩시에 복원된 시그니쳐 영상과 원본 시그니쳐 영상에 대한 분산 분석을 수행함으로써 호스트 영상의 화질을 정확히 추정할 수 있다.

Claims

워터마킹을 사용하여 호스트 영상에 시그니쳐 영상을 기록하기 위한 디지털 영상 코딩 장치에 있어서,

전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 제1 이산웨이블릿변환부;

애노바(ANOVA: ANalysis Of VAriance) 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부;

상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력하는 제2 이산 웨이블릿 변환부; 및

소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 계수 대치/조합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 장치.
제1항에 있어서, 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 역이산웨이블릿 변환함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 역이산웨이블릿 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 장치.
제2항에 있어서, 상기 합성된 호스트 영상과 상기 N×N 위치 설정 정보를 압축하는 압축부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정의 양의 정수 N은 상기 소정의 양의 정수 M의 1/8이하인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정의 규칙은 M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 상위 50%의 웨이블릿 계수를 규칙적인 간격으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 장치.
워터마킹을 사용하여 호스트 영상에 시그니쳐 영상이 기록된 비트스트림을 입력하여 호스트 영상과 시그니쳐 영상을 복원하는 디지털 영상 디코딩 장치에 있어서,

소정의 양의 정수를 M이라 하고 M보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수를 소정의 위치 데이터를 사용하여 분리하는 계수 분리부;

상기 N×N 웨이블릿 계수를 역이산 웨이블릿 변환함으로써 시그니쳐 영상을 출력하는 역이산 웨이블릿 변환부;

애노바(ANOVA) 분석에 적합하고 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 및

상기 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상을 사용하여 애노바(ANOVA) 분석을 수행함으로써 복원된 시그니쳐 영상의 분산 특성 데이터를 영상 품질 표시 데이터로서 출력하는 분산 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 디코딩 장치.
제6항에 있어서,

합성된 호스트 영상과 위치 설정 정보가 압축된 비트스트림을 입력하여 신장(decompress)시킴으로써 합성된 호스트 영상과 시그니쳐 영상 이산 웨이블릿 계수의 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하는 신장부; 및

합성된 호스트 영상을 이산 웨이블릿 변환함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 이산 웨이블릿 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 디코딩 장치.
제6항에 있어서, 상기 소정의 양의 정수 N은 상기 소정의 양의 정수 M의 1/8이하인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 디코딩 장치.
워터마킹을 사용하는 디지털 영상 코덱장치에 있어서,

전송될 호스트 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 제1 이산웨이블릿변환부;

분산 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부;

상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 출력하는 제2 이산 웨이블릿 변환부;

소정의 규칙에 따른 N×N 위치 설정 정보를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수로 대치하여 조합함으로써 상기 N×N 위치 설정 정보와 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 계수 대치/조합부;

대치된 M×M 웨이블릿 계수를 역이산웨이블릿 변환함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 역이산웨이블릿 변환부;

상기 합성된 호스트 영상과 상기 N×N 위치 설정 정보를 압축하는 압축부;

합성된 호스트 영상과 위치 설정 정보가 압축된 비트스트림을 입력하여 신장(decompress)시킴으로써 합성된 호스트 영상과 시그니쳐 영상 이산 웨이블릿 계수의 위치를 나타내는 위치 데이터를 출력하는 신장부;

합성된 호스트 영상을 이산 웨이블릿 변환함으로써 M×M 웨이블릿 계수를 출력하는 이산 웨이블릿 변환부;

상기 위치 데이터를 사용하여 M×M 웨이블릿 계수 중에서 N×N 웨이블릿 계수를 분리하는 계수 분리부;

상기 N×N 웨이블릿 계수를 역이산 웨이블릿 변환함으로써 시그니쳐 영상을 출력하는 역이산 웨이블릿 변환부;

분산 분석에 적합하고 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 원본 시그니쳐 영상 저장부; 및

상기 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상을 사용하여 분산 분석을 수행함으로써 복원된 시그니쳐 영상의 분산 특성 데이터를 영상 품질 표시 데이터로서 출력하는 분산 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코덱 장치.
워터마킹을 사용하여 호스트 영상에 시그니쳐 영상을 기록하기 위한 디지털 영상 코딩 방법에 있어서,

(a) 전송될 호스트 영상에 대하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 소정의 양의 정수를 M이라 할 때 M×M 웨이블릿 계수를 구하는 단계;

(b) 애노바(AVOVA) 분석에 적합한 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하고 공급하는 단계;

(c) 상기 원본 시그니쳐 영상을 입력하여 이산웨이블릿 변환을 수행함으로써 M 보다 작은 소정의 양의 정수를 N이라 할 때 N×N 웨이블릿 계수를 구하는 단계;

(d) M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 계수를 식별하여 소정의 규칙에 따라 N×N 개소의 위치를 선택하는 단계;

(e) M×M 웨이블릿 계수 중에서 선택된 N×N 개소 상의 계수를 N×N 웨이블릿 계수로 대치 및 조합하는 단계;

(f) 대치된 M×M 웨이블릿 계수를 사용하여 역이산 웨이블릿 변환을 수행함으로써 합성된 호스트 영상을 생성하는 단계; 및

(d) 합성된 호스트 영상과 N×N 개소의 위치 데이터를 압축하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 방법.
제10항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 소정의 양의 정수 N은 M의 1/8이하인 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 방법.
제10항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 상기 소정의 규칙은 M×M 웨이블릿 계수 중에서 중요도가 높은 상위 50%의 웨이블릿 계수를 규칙적인 간격으로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 코딩 방법.
워터마킹을 사용하여 호스트 영상에 시그니쳐 영상이 기록된 비트스트림을 입력하여 호스트 영상과 시그니쳐 영상을 복원하는 디지털 영상 디코딩 방법에 있어서,

(a) 수신된 비트 스트림을 신장(decompress)시킴으로써 호스트 영상과 N×N 개소의 위치 데이터를 구하는 단계;

(b) 호스트 영상에 대하여 이한 웨이블릿 변환을 수행함으로써 M×M 웨이블릿 계수를 구하는 단계;

(c) M×M 웨이블릿 계수 중에서 위치 데이터에 해당하는 N×N 웨이블릿 계수를 분리하는 단계;

(d) N×N 웨이블릿 계수에 대하여 역이산 웨이블릿 변환을 수행함으로써 시그니쳐 영상을 복원하는 단계;

(e) 애노바(ANOVA) 분석에 적합하고 대응되는 인코딩 과정에서 호스트 영상의 워터마킹에 사용된 것과 동일한 시그니쳐 영상을 원본 시그니쳐 영상으로서 저장하는 단계; 및

(f) 원본 시그니쳐 영상과 복원된 시그니쳐 영상에 대하여 애노바(ANOVA) 분석을 수행함으로써 품질 표시 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상 디코딩 방법.