KR100378222B1 - 디지털 워터마크의 삽입 및 검출방법과 이를 이용한워터마크 삽입/검출 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (39)
- 영상신호에 디지털 워터마크를 삽입하는 방법에 있어서,사용자키와 고유키를 이용하여 각각 의사잡음부호를 생성하는 단계;상기 사용자키에 의하여 생성된 의사잡음부호와 상기 고유키에 의하여 생성된 의사잡음부호를 가산하는 단계; 및상기 가산되어 형성되는 워터마크를 2차원 형태로 배열하는 단계를 포함하는 디지털 워터마크의 생성단계;상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 단계;상기 주파수 영역으로 변환된 영상신호의 크기성분과 상기 워터마크의 생성단계에 의하여 생성된 워터마크를 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 워터마크를 배열하는 단계는 스트림 형태의 상기 워터마크를, 소정 길이의 워터마크의 첫 번째 값을 중심으로 360도 회전시키면서 방사형으로 배열하는 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 워터마크를 배열하는 단계는 스트림 형태의 상기 워터마크를 영상신호를 구성하는 블록의 중앙부를 중심으로 복수개의 동심원의 형태로 배열하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 동심원의 형태로 배열된 워터마크는 소정의 반경을 기준으로 해당 스트림을 샘플링에 의하여 확대/수축하여 배열되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 영역으로의 변환단계는상기 영상신호를 2차원 고속 푸리에 변환을 이용하여 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 단계;상기 주파수 영역으로 변환된 신호를 크기성분과 위상성분으로 분리하는 단계;상기 분리단계에서 추출된 크기성분에 대하여 고속 푸리에 변환 시프트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 워터마크와 상기 영상신호가 가산된 신호를 주파수영역에서 공간영역으로 변환하는 단계를 더 포함하며, 상기 변환단계는상기 워터마크와 상기 영상신호를 고속 푸리에 변환 시프트를 수행하는 단계;상기 시프트된 신호를 역 2차원 고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수영역에서 공간영역으로 변환하는 단계; 및상기 변환된 영상신호의 오버플로우를 방지하기 위하여 상기 영상신호의 값을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, 상기 디지털 워터마크와 상기 영상신호를 가산하기 전에RGB 포맷으로 입력되는 상기 영상신호를 YIQ(Y: Luminance, I: In-Phase, Q : Quadrature) 포맷으로 변환하는 단계; 및상기 변환된 YIQ 포맷의 성분중에서 Y 성분만을 추출하는 단계를 더 포함하며, 상기 Y 성분이 상기 디지털 워터마크와 가산되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, RGB 포맷으로 입력되는 상기 영상신호가 R, G, B 의 채널별로 상기 디지털 워터마크와 가산되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 영상신호와 상기 디지털 워터마크가 가산된 영상신호를 저장하는 단계를 더 포함하며, 상기 저장단계는상기 IQ 성분과 상기 가산된 영상신호를 합성하는 단계;상기 합성된 신호를 RGB 포맷으로 변환하는 단계; 및상기 변환된 신호를 저장매체에 기록신호로서 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 영상신호의 조절단계는 상기 영상신호가 해당 범위를 벗어나는 값을 가지는 경우에는 상기 범위의 경계값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
- 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크를 검출하는 방법에 있어서,상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계;상기 디지털 워터마크가 강화된 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하여 상기 영상신호중에 포함되는 디지털 워터마크를 추출하는 단계;상기 추출된 디지털 워터마크와의 비교를 위한 디지털 워터마크를 생성하는 단계;상기 생성된 디지털 워터마크와 상기 영상신호로부터 추출된 디지털 워터마크간 상관도를 계산하는 단계; 및상기 상관도에 따라 상기 영상신호에 삽입된 워터마크를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 워터마크 생성단계는사용자키와 고유키를 이용하여 각각의 의사잡음부호를 생성하여 디지털 워터마크를 생성하는 단계; 및상기 생성된 디지털 워터마크들을 일정한 형상의 2차원 형태로 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계의 수행 전에RGB 포맷으로 입력된 상기 영상신호를 YIQ 포맷으로 변환하는 단계; 및상기 변환된 YIQ 포맷의 성분중에서 Y 성분만을 추출하는 단계를 더 포함하며,상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계는 상기 Y 성분중에 삽입되어 있는 상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, RGB 포맷으로 입력된 상기 영상신호가 R, G, B 의 채널별로 분리하는 단계를 더 포함하며,상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계는 상기 채널별로 분리된 신호에 삽입되어 있는 상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계는 상기영상신호의 고주파 성분을 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 단계는 상기 영상신호에서의 영상성분의 에너지를 줄이고 워터마크 성분의 에너지를 증대시키기 위하여 마스킹을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 고주파 성분을 필터링하는 단계는 하이 부스트 필터, 라플라시안 필터 또는 DoG (Difference of Gaussian) 필터에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 디지털 워터마크를 추출하는 단계는상기 디지털 워터마크가 강화된 상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 단계;상기 변환된 영상신호로부터 상기 디지털 워터마크가 삽입된 영역을 1차원으로 추출하는 단계; 및상기 추출된 1차원 디지털 워터마크의 길이를 소정 길이로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 디지털 워터마크를 추출하는 단계는상기 디지털 워터마크가 강화된 상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 단계;상기 변환된 영상신호로부터 상기 디지털 워터마크가 삽입된 영역을 1차원으로 추출하는 단계; 및상기 추출된 1차원 디지털 워터마크의 길이를 소정 길이로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 상관도의 계산은 하기의 식에 의하여 이루어지며,여기서 WEXT 는 영상신호로부터 추출된 디지털 워터마크를 가리키고, Wm은 사용자키와 고유키를 이용하여 각각 생성된 워터마크를, IFFT 는 역 고속 푸리에 변환을, FFT 는 고속 푸리에 변환을, 그리고 conj는 켤레 복소수를 나타내는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 제 20 항에 있어서, 상기 워터마크 검출단계는상기 계산된 상관도로부터 피크 위치를 계산하는 단계;상기 피크의 첨예도를 계산하는 단계; 및상기 피크위치와 상기 첨예도에 따라 상기 영상신호 중에 상기 디지털 워터마크의 포함여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출방법.
- 워터마크를 영상신호에 삽입하는 디지털 워터마크 삽입장치에 있어서,상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하기 위한 제 1 변환수단;워터마크를 생성하기 위한 워터마크 생성수단;상기 워터마크를 상기 주파수 변환된 영상신호에 가산하기 위한 제 1 가산수단;상기 제 1 가산수단에 의하여 워터마크가 가산된 영상신호를 주파수영역에서 공간영역으로 변환하기 위한 제 2 변환수단; 및상기 공간영역으로 변환된 워터마크가 삽입된 상기 영상신호를 기록하기 위한 영상기록수단을 포함하며,상기 워터마크 생성수단은a) 사용자키를 이용하여 의사잡음부호를 생성하는 제 1 의사잡음부호발생수단;b) 고유키를 이용하여 의사잡음부호를 생성하는 제 2 의사잡음부호발생수단;c) 상기 제 1 의사잡음발생수단과 상기 제 2 의사잡음발생수단에서 생성된 의사잡음부호를 가산하기 위한 제 2 가산수단;d) 상기 제 2 가산수단에 의하여 가산되어 형성되는 워터마크를 2차원 형태로 배열하여 구성하는 구성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 워터마크 구성수단은 스트림 형태의 상기 워터마크를, 소정 길이의 워터마크의 첫 번째 값을 중심으로 360도 회전시키면서 방사형으로 배열하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 워터마크 구성수단은 스트림 형태의 상기 워터마크를, 영상신호를 구성하는 블록의 중앙부를 중심으로 복수개의 동심원의 형태로 배열하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 24 항에 있어서, 상기 워터마크 구성수단은 상기 동심원의 형태로 배열된 워터마크를 소정의 반경을 기준으로 해당 스트림을 샘플링에 의하여 확대/수축하여 복수의 동심원의 형태로 배열하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가산수단은 상기 영상신호를 상기 워터마크 크기로 분할하고, 분할된 영상신호와 상기 워터마크를 각 채널마다 가산하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상신호와 상기 워터마크를 가산하기 전에 상기 영상신호의 포맷을 변환시키기 위한 영상변환수단을 더 포함하며, 상기 영상변환수단은상기 영상신호의 헤더정보를 판독하여 24비트 컬러의 영상인가의 여부를 판단하는 제 1 판단수단;상기 영상신호가 24비트 컬러의 영상신호인 경우에 RGB 포맷의 상기 영상신호를 YIQ 포맷으로 변환하는 제 1 변환수단; 및상기 YIQ 포맷으로 변환된 영상신호 중에서 Y 성분만을 추출하는 추출수단을 포함하며,상기 영상변환수단은 상기 영상신호가 24비트 컬러가 아닌 경우에는 변환없이 제 1 가산수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크 삽입장치.
- 제 27 항에 있어서, 상기 영상기록수단은상기 영상신호의 헤더정보를 판독하여 24비트 컬러의 영상인가의 여부를 판단하는 제 1 판단수단;상기 영상신호가 24비트 컬러의 영상신호인 경우에 Y 성분인 상기 워터마크가 삽입된 영상신호와 상기 추출수단에 의하여 분리된 IQ 성분을 합성하는 합성수단; 및상기 합성된 YIQ 포맷의 신호를 RGB 포맷으로 변환하는 제 2 변환수단을 포함하여 처리된 상기 영상신호를 기록매체상에 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털워터마크 삽입장치.
- 영상신호에 포함된 워터마크를 검출하는 장치에 있어서,재생된 상기 영상신호에 포함된 워터마크의 성분을 강화하기 위한 전처리 수단;상기 디지털 워터마크가 강화된 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하여 상기 영상신호 중에 포함되는 디지털 워터마크를 추출하기 위한 추출수단;상기 추출된 디지털 워터마크와의 비교를 위한 사용자키와 고유키에 의한 각각의 디지털 워터마크를 생성하는 디지털 워터마크 생성수단;상기 생성된 디지털 워터마크와 상기 영상신호로부터 추출된 디지털 워터마크간 상관도를 계산하는 상관도 계산수단; 및상기 상관도에 따라 상기 영상신호에 삽입된 워터마크를 검출하는 워터마크 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 29 항에 있어서, 상기 워터마크 생성수단은a) 사용자키를 이용하여 의사잡음부호를 생성하는 제 1 의사잡음부호발생수단;b) 고유키를 이용하여 의사잡음부호를 생성하는 제 2 의사잡음부호발생수단; 및c) 상기 제 1 의사잡음발생수단과 상기 제 2 의사잡음발생수단에서 생성된의사잡음부호로 이루어지는 워터마크를 2차원 형태로 배열하여 구성하는 구성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크의 성분을 강화하는 상기 전처리 수단에 의한 수행 전에 상기 영상신호의 포맷을 변환시키기 위한 영상신호 변환수단을 더 포함하며, 상기 영상신호 변환수단은RGB 포맷으로 입력된 상기 영상신호를 YIQ 포맷으로 변환하는 변환수단; 및상기 변환된 YIQ 포맷의 성분중에서 Y 성분만을 추출하는 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 영상신호는 24비트 컬러이며, RGB 포맷으로 입력된 상기 영상신호는 R, G, B 의 채널별로 상기 전처리 수단으로 입력되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전처리 수단은 상기 영상신호의 고주파 성분을 필터링하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전처리 수단은 상기영상신호에서의 영상성분의 에너지를 줄이고 워터마크 성분의 에너지를 증대시키기 위하여 마스킹을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 33 항에 있어서, 상기 고주파 성분의 필터링은 하이 부스트 필터, 라플라시안 필터 또는 DoG (Difference of Gaussian) 필터에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 31 항에 있어서, 상기 추출수단은상기 디지털 워터마크 성분이 강화된 상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 수단;상기 변환된 영상신호로부터 상기 디지털 워터마크가 삽입된 영역을 1차원으로 추출하는 수단; 및상기 추출된 1차원 디지털 워터마크의 길이를 소정 길이로 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 32 항에 있어서, 상기 추출수단은상기 디지털 워터마크 성분이 강화된 상기 영상신호를 공간영역에서 주파수영역으로 변환하는 수단;상기 변환된 영상신호로부터 상기 디지털 워터마크가 삽입된 영역을 1차원으로 추출하는 수단; 및상기 추출된 1차원 디지털 워터마크의 길이를 소정 길이로 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서, 상기 상관도의 계산은 하기의 식에 의하여 이루어지며,여기서 WEXT 는 영상신호로부터 추출된 디지털 워터마크를 가리키고, Wm은 사용자키와 고유키를 이용하여 각각 생성된 워터마크를, IFFT 는 역 고속 푸리에 변환을, FFT 는 고속 푸리에 변환을, 그리고 conj는 켤레 복소수를 나타내는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
- 제 38 항에 있어서, 상기 워터마크 검출수단은상기 상관도로부터 피크 위치와 상기 피크의 첨예도를 계산하는 수단; 및상기 피크위치와 상기 첨예도에 따라 상기 영상신호 중에 워터마크의 포함여부를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 검출장치.
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