KR100383836B1 - Watermarking insert and analysis method of robust motion based on multi-resolution analysis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법에 관한 것이다. 특히, 다해상도로 표현된 동작신호의 세부계수중, 가장 큰 값들의 값을 워터마크와 치환함으로써, 동작 데이터의 무단복제여부에 관한 분석을 가능하게 하는 워터마킹 삽입 및 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a watermarking insertion and analysis method based on multiresolution analysis of motion data. In particular, the present invention relates to a watermarking insertion and analysis method that enables analysis of unauthorized copying of motion data by substituting a value of a largest value among the detailed coefficients of a motion signal expressed in multi-resolution.

종래 동작데이터에 워터마킹표시는 회전 행렬, 또는 단위 사원수를 이용하여 3차원 공간의 벡터를 표시할 경우, 리에 그룹이 형성되어 워터마크를 추출하기가 용이하지 않았으나, 본 발명은 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호에 삽입이 되어지는 워터마크를 생성하는 단계와, 상기 생성된 워터마크를 상기 동작신호중, 동작 변위 맵의 계수와 치환하여 워터마크를 삽입하는 단계와, 분석하고자 하는 용의 데이터를 구성하는 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호를 원본 동작 신호와 일치하게 정렬하는 단계와, 정렬된 상기 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호에서 워터마크를 추출하는 단계와, 원본 동작 신호의 워터마크와 추출된 상기 다해상도 표현이 된 용의동작신호의 워터마크를 비교분석하는 단계를 제공하여 인체 동작 데이터의 저작권 보호를 가능하도록 제공한다.In the conventional motion data display, when watermarks are displayed in a three-dimensional space by using rotation matrices or unit quaternions, a group is formed in a lith, so that watermarks are not easily extracted. Generating a watermark to be inserted into various operation signals constituting the data, inserting the watermark by substituting the generated watermark with coefficients of an operation displacement map among the operation signals, Aligning the motion signal of the dragon represented by the multiresolution constituting the data with the original motion signal; extracting a watermark from the aligned motion signal of the dragon represented by the multi resolution; Comparing and analyzing the watermark of the motion signal and the watermark of the extracted dragon motion signal with the multi-resolution representation. It is provided to enable the operation of the copyright protection data.

Description

동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법{Watermarking insert and analysis method of robust motion based on multi-resolution analysis}Watermarking insert and analysis method of robust motion based on multi-resolution analysis

본 발명은 동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법에 관한 것이다. 특히, 다해상도로 표현된 동작신호의 세부계수중, 가장 큰 값들의 값을 워터마크와 치환함으로써, 동작 데이터의 무단복제여부에 관한 분석을 가능하게 하는 워터마킹 삽입 및 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a watermarking insertion and analysis method based on multiresolution analysis of motion data. In particular, the present invention relates to a watermarking insertion and analysis method that enables analysis of unauthorized copying of motion data by substituting a value of a largest value among the detailed coefficients of a motion signal expressed in multi-resolution.

최근 들어, 인터넷 서비스의 보급화 및 대용량 매체의 발전에 의해, 텍스트, 정지화상, 동화상 및 음성 등의 조합으로 표시되는 디지털 멀티미디어 매체의 사용이 급격하게 늘어나고 있는 추세이다. 그러나 상기 디지털 멀티미디어 매체는 인증이 부여되지 않은 사용자가 용이하게 복제를 할 수 있기 때문에 이러한 디지털 멀티미디어 매체에 대한 저작권의 보호성이 요구되었으며, 그 대안의 하나로, 디지털 워터마크(digital watermark)가 제시되어 졌다.In recent years, with the spread of Internet services and the development of large-capacity media, the use of digital multimedia media represented by a combination of text, still images, moving pictures, and voices has been increasing rapidly. However, since the digital multimedia medium can be easily copied by an unauthorized user, copyright protection of the digital multimedia medium is required. As an alternative, a digital watermark is presented. lost.

디지털 워터마크는 저작권이 보호되고자 하는 데이터 영역에 비가시적인 부가 정보인 워터마크를 삽입하며, 무단 복제로 의심되는 디지털 멀티미디어 데이터로부터 삽입된 워터마크를 추출하여 무단 복제 여부를 판단함으로써 원 저자의 저작권을 보호할 수 있는 방법을 제시한다.Digital watermark inserts watermark which is invisible additional information in data area to be copyrighted, extracts watermark inserted from digital multimedia data suspected of unauthorized copying and judges whether it is unauthorized copying. Suggest ways to protect

여기서 디지털 워터마크를 표시하는 방법은 크게 두가지로 분류가 되며, 그 첫번째로 용의데이터(suspect data)와 원본데이터를 대조함으로써 삽입된 워터마크를 추출하는 수사적 워터마킹(forensic watermarking) 기법 및 두번째로 비밀키만으로 용의데이터에서 워터마크를 추출하는 가리움 검색(blind detection) 기법으로 구분되어진다.The digital watermark is classified into two methods. First, a forensic watermarking technique for extracting an inserted watermark by contrasting suspect data and original data, and second, It is divided into a blind detection technique that extracts a watermark from suspect data using only a secret key.

상기 첫번째 워터마킹 기법은 워터마크의 제거가 용이하지 않다는 이점이 있으며, 두번째 워터마킹 기법은 원본 데이터를 요구하지 않으므로 네트웍 분산이나 방송 시스템의 생산 감시(product monitoring)에 적합하다.The first watermarking technique is advantageous in that it is not easy to remove the watermark, and the second watermarking technique does not require original data, and thus is suitable for network distribution or product monitoring of a broadcasting system.

또한, 상기 디지털 멀티미디어 데이터에 삽입된 워터마크는 데이터가 재사용이 곤란할 정도로 크게 손상되지 않는 범위 내에서는 데이터 상에 변형이 가해지더라도 파괴되지 않는 특성때문에 무단 복제 뿐만 아니라 무단 도용에 대한 저작권 보호 기능도 제시하여 준다.In addition, the watermark embedded in the digital multimedia data presents a copyright protection function for unauthorized copying as well as unauthorized copying because of the property that the data is not destroyed even if the data is not damaged so much that it is difficult to reuse. Give it.

여기서는 본 발명의 종래기술인 수사적 워터마킹에 관련하여 기술한다.Herein, a description will be given in relation to rhetorical watermarking, which is a related art of the present invention.

이와 같이, 상술한 워터마크의 기능적 특성때문에, 워터마킹 기법은 현재 사용되어지고 있는 각종 매체인 영상, 오디오, 비디오 및 3차원 기하 모델 등에서 다수의 워터마킹 기법이 제안되었다.As described above, due to the functional characteristics of the watermark described above, a number of watermarking techniques have been proposed for image, audio, video, and 3D geometric models, which are various media that are currently used.

종래의 워터마킹 기법들은 데이터의 최소 중요 비트(LSB)에 부가 정보를 삽입하였고, 또한, 압축 등 원본데이터 변형시, 손상되지 않고 더욱 강인하게 하기 위해 다해상도 분석이나 푸리어 변환(Fourier transform), 또는 이산 코사인 변환(discrete cosine transform) 등을 이용한 스프레드 스펙트럼 워터마킹(spread-spectrum watermarking)등이 사용되었다.[I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shamoon. Secure spread spectrum watermarking for images, audio, and video. In IEEE Proceedings of International Conference on Image Processing, volume 3, pages 243-246, 1996.; I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shamoon. Secure spread spectrum watermarking for multimedia. IEEE Transactions on Image Processing, 6(12):1673-1687, December 1997.; E. Praun, H. Hoppe, and A. Finkelstein. Robust mesh watermarking. In Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 99), pages 49-56, August 1999.; J. J. K. O. Ruanaidh, F. M. Boland, and O. Sinnen. Wa-termarking digital images for copyright protection. In Proceedings of the Electronic Imaging and Visual Arts Conference, pages 243-246, February 1996.].Conventional watermarking techniques insert additional information into the least significant bit (LSB) of data, and also use multiresolution analysis, Fourier transform, Or spread-spectrum watermarking using discrete cosine transform or the like. [I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shamoon. Secure spread spectrum watermarking for images, audio, and video. In IEEE Proceedings of International Conference on Image Processing, volume 3, pages 243-246, 1996 .; I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shamoon. Secure spread spectrum watermarking for multimedia. IEEE Transactions on Image Processing, 6 (12): 1673-1687, December 1997 .; E. Praun, H. Hoppe, and A. Finkelstein. Robust mesh watermarking. In Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 99), pages 49-56, August 1999 .; J. J. K. O. Ruanaidh, F. M. Boland, and O. Sinnen. Wa-termarking digital images for copyright protection. In Proceedings of the Electronic Imaging and Visual Arts Conference, pages 243-246, February 1996.].

상술한 워터마킹 기법들은 데이터의 최소 중요 비트(LSB)에 부가 정보를 삽입하는 기법은 원본데이터의 손상이 거의 없으면서도 원본데이터의 넓은 영역들에 워터마크를 삽입할 수 있으며, 또한 원본데이터의 극심한 손상이 없는 한 워터마크가 데이터에 남아있도록 하기 위해 주파수 정의역(domain)을 분석하여 데이터의 중요한 부분들을 획득하고, 상기 획득된 중요부분의 데이터영역 상에 우선적으로 워터마크를 삽입하여 구현이 되었다.In the above watermarking techniques, the technique of inserting additional information into the least significant bit (LSB) of the data can insert a watermark in a large area of the original data with little damage to the original data, In order to ensure that the watermark remains in the data as long as there is no damage, the frequency domain is analyzed to obtain important parts of the data, and the watermark is preferentially inserted on the obtained data area.

또한, 스프레드 스펙트럼 워터마킹 기법은 Praun등에 의해 3차원 메쉬에 적용 가능하도록 확장되었으며, 오디오 및 영상 데이터에 대해서는 워터마크의 강인성을 높이기 위해 인간의 청각 체계(human auditory system)나 시각 체계(human visual system)을 이용하기도 하였다[L. Boney, A. H. Tewfik, and K. N. Hamdy. Digital watermarks for audio signals. In Proceedings of the Third IEEE International Conference on Multimedia Computing Systems, 1996, pages 473-480, 1996.; C. I. Podilchuk and W. Zeng. Image-adaptive watermarking using visual models. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 16(4):525-539, May 1998.].In addition, the spread spectrum watermarking technique has been extended to be applied to 3D meshes by Praun et al., And to improve the robustness of watermarks for audio and visual data, human auditory system or human visual system. ) Was also used [L. Boney, A. H. Tewfik, and K. N. Hamdy. Digital watermarks for audio signals. In Proceedings of the Third IEEE International Conference on Multimedia Computing Systems, 1996, pages 473-480, 1996 .; C. I. Podilchuk and W. Zeng. Image-adaptive watermarking using visual models. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 16 (4): 525-539, May 1998.].

더욱이, 최근 컴퓨터 그래픽스 분야의 인체 동작 포착(motion capture) 기술의 보급으로 인해 다수의 동작데이터에 의해 구현이 되는 사실적인 인체 애니메이션이 제작이 증가하고 있는 추세에 의해, 상술한 워터마킹 기법을 이용하여 인체 애니메이션을 구현시키는 동작데이터에도 저작권 보호를 위한 워터마킹 기법을 적용시킨다면, 먼저 동작 신호의 다발로 구성되는 인체 애니메이션의 동작 데이터는 인체 애니메이션의 각 관절의 위치(position), 또는 방향(orientation)에 해당하는 값들의 연속적인 배열로 표시되어지기 때문에, 3차원 물체의 위치와 달리, 상기 애니메이션의 각 관절의 방향은 특이성(singularity) 문제가 발생되어 3차원 공간의벡터로 표현할 수 없다.Moreover, due to the trend of increasing the production of realistic human animation, which is realized by a large number of motion data, due to the spread of motion capture technology in the field of computer graphics, the watermarking technique described above is used. If watermarking techniques for copyright protection are also applied to motion data that implements human animation, motion data of human animation, which consists of bundles of motion signals, is first applied to the position or orientation of each joint of the human animation. Unlike the position of the three-dimensional object, the direction of each joint of the animation is caused by a singularity problem, and thus cannot be represented as a vector in three-dimensional space because it is represented by a continuous array of corresponding values.

이를 해결하기 위해, 특이성 문제가 발생하지 않도록 하여 주는 회전 행렬(rotation matrix), 또는 단위 사원수(unit quaternion)를 이용하여 3차원 공간의 벡터를 표시할 경우, 리에 그룹(Lie Group)을 형성하므로 동작 데이터에서 주파수 정보를 획득하기에 어려움이 있다.In order to solve this problem, when displaying vectors in three-dimensional space using a rotation matrix or unit quaternion, which prevents singularity problems, a Lie group is formed. It is difficult to obtain frequency information from motion data.

그러나 상기 종래의 워터마킹기법을 이용하여 인체 애니메이션에 사용되는 다수의 동작데이터에 워터마킹표시는 회전 행렬, 또는 단위 사원수를 이용하여 3차원 공간의 벡터를 표시할 경우, 리에 그룹이 형성됨으로써, 동작 데이터 상에서 주파수 정보의 획득이 용이 하지 않아 용이 하지 않아 워터마크의 삽입 및 추출이 어렵다는 문제점이 있다.However, in the case of displaying watermarking on a plurality of motion data used for human animation using the conventional watermarking technique, when a vector of a three-dimensional space is displayed by using a rotation matrix or unit quaternary, a group is formed in Li, The acquisition of the frequency information on the operation data is not easy, so there is a problem that it is difficult to insert and extract the watermark.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호를 다해상도 표현을 이용하여, 상기 동작신호를 구성하는 부분 중, 동작 변위 맵의 계수를 워터마크로 치환하여 워터마크를 삽입함으로써, 워터마킹된 표시의 추출을 용아하게 하여 워터마킹된 동작 데이터의 무단복제여부에 관한 분석을 가능하게 하여 주는 워터마킹기법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention by using a multi-resolution representation of the various motion signals constituting the motion data of the human body animation, the motion displacement map of the part constituting the motion signal The present invention provides a watermarking technique by substituting a coefficient of water into a watermark to insert a watermark, thereby facilitating extraction of a watermarked display and enabling an analysis on whether or not to copy unauthorized watermarked motion data.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로, 디지털 데이터에 워터마크 삽입 및 분석을 하는 방법에 있어서,In the technical concept for achieving the present invention, in the method of embedding and analyzing the watermark in the digital data,

인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호에 삽입이 되어지는 워터마크를 생성하는 단계와, 상기 생성된 워터마크를 상기 동작신호중, 동작 변위 맵의 계수와 치환하여 워터마크를 삽입하는 단계와, 분석하고자 하는 용의 데이터를 구성하는 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호를 원본 동작 신호와 일치하게 정렬하는 단계와, 정렬된 상기 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호에서 워터마크를 추출하는 단계와, 원본 동작 신호의 워터마크와 추출된 상기 다해상도 표현이 된 용의동작신호의 워터마크를 비교분석하는 단계를 포함하여 구성되는 동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법을 제시한다.Generating a watermark to be inserted into various motion signals constituting motion data of a human body animation, replacing the generated watermark with coefficients of a motion displacement map among the motion signals, and inserting a watermark; Aligning the dragon's motion signal represented by the multi-resolution constituting the dragon's data to be analyzed with the original motion signal, and extracting a watermark from the dragon's motion signal represented by the aligned multi-resolution And a watermark insertion and analysis method based on the multiresolution analysis of motion data comprising the step of comparing the watermark of the original motion signal with the watermark of the extracted dragon motion signal. present.

또한, 상기 생성된 워터마크의 각 원소는 동작신호를 구성하는 부분 중, 동작 변위 맵의 계수중, 가장 큰 m개의 계수와 치환이 되어진다.Each element of the generated watermark is replaced with the largest m coefficients among the coefficients of the motion displacement map among the parts constituting the motion signal.

또한, 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호에 삽입된 워터마크의 추출을 가능하게 하기 위해, 축소 연산 및 확산연산에 기반하는 다해상도의 표현을 동작신호에 적용함으로써, 인체애니메이션의 저작권이 보호되어진다.In addition, in order to enable extraction of watermarks embedded in various motion signals constituting motion data of the human body animation, a multi-resolution representation based on a reduction operation and a diffusion operation is applied to the motion signal. Protected.

도 1은 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호를 다해상도 표현을 이용하여 워터마킹의 생성, 삽입, 추출 및 유사성 비교판단하는 단계를 나타낸 순서도.1 is a flow chart illustrating the steps of generating, inserting, extracting, and comparing similarities of watermarking using multiresolution representations of various motion signals constituting motion data of a human body animation.

동작데이터 상에 워터마크를 삽입하기 위해 먼저 동작신호의 다해상도 분석이 요구되어지며, 이를 위해 하기의 문헌에 기재된 축소(reduction) 연산 및 확산(expansion) 연산을 이용하였다.[Jehee Lee. A Hierarchical Approach to Motion Analysis and Synthesis for Articulated Figures. PhD thesis, DCS955295, Department of Computer Science, KAIST, 2000.]In order to insert a watermark on the motion data, first, a multi-resolution analysis of the motion signal is required. For this, reduction and expansion operations described in the following literature are used. [Jehee Lee. A Hierarchical Approach to Motion Analysis and Synthesis for Articulated Figures. PhD thesis, DCS955295, Department of Computer Science, KAIST, 2000.]

또한, 상기 동작 데이터는 위치 및 방향데이터로 구성되어진다.Further, the motion data is composed of position and direction data.

이하에서는, 상기 다해상도의 분석을 수학적 정의와 이론으로 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the analysis of the multi-resolution in detail by mathematical definition and theory are as follows.

동작 신호의 다해상도 표현은 신호의 전체적인 모양을 나타내는 기저 신호(base signal)와 동작변위 맵(displacement map)의 계층으로 구성되어진다.The multi-resolution representation of the motion signal is composed of a base signal and a displacement map that represent the overall shape of the signal.

여기서 상기 동작변위 맵을 이용한 변위 매핑(displacement mapping) 과정은 동작의 세부적인 특성은 유지하면서 전체적 모양을 변형하기 위해 수행되어지는 과정으로 즉, 다해상도 분석시, 상기 변위 맵의 계층은 기저 신호에 차례대로 세부요소(detail)들을 더해감으로써 원래의 동작을 복원하는데 사용된다.The displacement mapping process using the motion displacement map is a process that is performed to deform the overall shape while maintaining the detailed characteristics of the motion. In other words, during the multi-resolution analysis, the layer of the displacement map is applied to the base signal. It is used to restore the original behavior by adding details in order.

먼저 상기 동작변위 맵을 획득하기 위해서는 축소와 확장이라는 두 연산을 이용한다.First, in order to obtain the motion displacement map, two operations, reduction and expansion, are used.

여기서 확장 연산은 동작신호를 보다 조밀하게 샘플링을 하여 주는 상향샘플링(up-sampling) 과정후, 스무딩필터(smoothing filter)를 이용하여 분할 연산(subdivision)에 의해 완곡화 되는 스무딩(smoothing)처리에 의해 이루어지며, 또한, 축소 연산은 상기 확장 연산의 역연산으로 이루어진다. 즉, 상기 스무딩 처리후, 보다 성기게 샘플링하는 하양샘플링(down-sampling) 과정으로 이루어진다.Here, the expansion operation is performed by a smoothing process that is smoothed by subdivision using a smoothing filter after an up-sampling process for sampling the motion signal more densely. In addition, the reduction operation is the inverse of the extension operation. That is, after the smoothing process, it is a down-sampling process of sampling more coarsely.

보다 상세하게 설명하면, 축소 연산 및 확산연산에 기반하는 동작신호의 다해상도 분석은 동작변위함수, 동작필터링 및 다해상도의 표현으로 나타내어진다.More specifically, multiresolution analysis of motion signals based on reduction and diffusion operations is represented by motion displacement functions, motion filtering, and multiresolution representations.

1. 동작 변위 함수1. Motion Displacement Function

다관절체의 자세는 루트(root) 관절의 위치 및 방향, 그리고 각 관절의 구성에 의해 지정될 수 있으며, 또한 일관성을 위해 상기 각 관절의 구성은 3차원 강체변형으로 주어진다고 가정하면, 다관절체의 각 부분은 R3의 벡터와 S3의 단위 사원수로 기술할 수 있다.The posture of the articulated body can be specified by the position and direction of the root joint and the composition of each joint, and for the sake of consistency, assuming that the composition of each joint is given by three-dimensional rigid deformation, Each part can be described by the vector of R 3 and the unit number of S 3 .

즉, 상기 다관절체의 동작 데이터는 여러 개의 동작 신호들로 구성되며, 상기 개개의 동작 신호는 각 조인트의 위치 및 방향에 해당하는 일련의 프레임으로 표시되어진다. 상기 프레임은 수학식 1에 나타내어진다.That is, the motion data of the articulated body is composed of a plurality of motion signals, and the individual motion signals are represented by a series of frames corresponding to the position and the direction of each joint. The frame is represented by equation (1).

여기서 상기 수학식 1의 프레임((pi,qi))는 R3의 한 점을 R3상의 다른 한 점으로 대응시키는 강체 변환으로 표시할 수 있다. 상기 강체변환은 수학식 1에 나타내어진다.Here, the equation (1) frame ((p i, q i) ) of the rigid body transformation may be represented as corresponding to a point in R 3 to a different point on the R 3. The rigid body transformation is represented by equation (1).

상기 수학식 2에서, 임의의 점(point)의 위치를 나타내는 u는 수학식 3과 같이 나타내어진다.In Equation 2, u representing the position of an arbitrary point is expressed as Equation 3.

또한, 상기 수학식 3은 다시 순수 단위 허수 사원수로 간주되어진다. 여기서순수 단위 허수 사원수는 수학식 4와 같이 나타내어진다.In addition, Equation 3 is again regarded as a pure unit of imaginary quaternary number. Here, the pure unit imaginary quaternary number is expressed as in Equation (4).

여기서 두 개의 동작 신호인 m, m'(하기의 수학식 5)에 대해서 동작변위(d)(하기의 수학식 6)는 하기의 수학식 7, 또는 수학식 8을 만족하도록 정의되어진다.Here, for the two operation signals m and m '(Equation 5 below), the operation displacement d (Equation 6 below) is defined to satisfy Equation 7, or Equation 8 below.

여기서 상기 수학식 4 내지 수학식 8과, 합성변환(수학식 9)을 이용하여 변위함수(d)를 유도할 수 있다.Here, the displacement function d may be derived by using Equations 4 to 8 and a composite transformation (Equation 9).

상기 수학식 9에서, exp(v)는 수학식 10을 축으로 수학식 11만큼의 3차원 회전을 나타내는 것이다.In Equation 9, exp (v) represents a three-dimensional rotation by Equation 11 based on Equation 10.

2. 동작 필터링2. Motion Filtering

동작필터링에 관해 기술하면 다음과 같다.Motion filtering is described as follows.

벡터 신호(하기의 수학식 12)와 공간적 마스크(하기의 수학식 13)가 주어질 경우, 공간적 필터링의 기본 접근 방법은 신호의 특정 위치에서 마스크 계수와 샘플 값을 곱한 후 더함으로써, 나타낼 수 있다.Given a vector signal (Equation 12 below) and a spatial mask (Equation 13 below), the basic approach of spatial filtering can be represented by multiplying and then adding mask coefficients and sample values at specific locations of the signal.

상기 수학식 12 및 수학식 13에서 i번째 필터 반응은 수학식 14와 같이 나타내어진다.In equations (12) and (13), the i-th filter response is represented by equation (14).

벡터 신호에 대해서 상기 수학식 14와 같은 종류의 필터링은 자주 쓰인다.For a vector signal, the kind of filtering as in Equation 14 is frequently used.

그러나, 상기와 같은 마스크를 단위 사원수 신호에 적용한다면 마스크에 대한 반응은 일반적으로 단위 길이를 가진 사원수가 아닐 수 있다.However, if the above mask is applied to a unit quaternary signal, the response to the mask may not generally be a quaternary with unit length.

그 이유로, 단위 사원수 공간은 합이나 상수 곱 연산에 대해서 닫혀 있지 않기 때문이다.This is because the unit quaternary spaces are not closed for sum or constant product operations.

그러나, 계수들의 합이 1이 되는 필터 마스크가 주어지면, 방향 필터는 하기의 수학식 16과 같이 정의되어진다.However, given a filter mask where the sum of the coefficients is 1, the directional filter is defined as in Equation 16 below.

상기 수학식 17에서 bm은 하기의 수학식 16으로 나타내어질 수 있다.In Equation 17, b m may be represented by Equation 16 below.

여기서 단위 사원수 공간은 사원수 간의 곱에 대해서는 닫혀 있기 때문에 필터마스크를 이용한 필터 반응은 확실히 순수 단위 사원수로서, 동작 데이터 상에서 주파수정보의 획득이 가능하게 되어진다.Since the unit quaternary space is closed with respect to the product of the quaternary numbers, the filter response using the filter mask is certainly a pure unit quaternary, and frequency information can be obtained from the motion data.

또한, 방향 데이터에 대한 공간적 필터(이하 H라 표기)는 벡터에 대한 공간적 필터에 대한 식이 가지는 중요한 성질들 역시 이어받는다. 즉, H는 국지적 및 전역적 좌표 변환에 대해서 불변의 성질을 갖기 때문에, 상기 H는 방향 데이터가 표현된 좌표계에 무관하게 같은 결과를 준다.In addition, the spatial filter for the directional data (hereinafter referred to as H) also inherits the important properties of the equation for the spatial filter for the vector. That is, since H has an invariant property for local and global coordinate transformations, H gives the same result regardless of the coordinate system in which the direction data is expressed.

또한, H는 신호의 특정 위치에 의존하지 않는 필터 반응을 보이는 시간 불변(time-invariant)의 성질을 갖으며, 또한, 마스크 계수가 대칭적(symmetric)이라면 H 역시 대칭적이다.In addition, H has a time-invariant property that exhibits a filter response that does not depend on a specific position of the signal, and H is also symmetric if the mask coefficient is symmetric.

3. 다해상도 표현3. Multi-resolution representation

동작 신호 M의 다해상도 표현은 일련의 연속적인 세부적 신호(detailed signal)(하기의 수학식 18)들과 일련의 변위 함수(하기의 수학식 19)들에 의해 정의된다.The multiresolution representation of the operating signal M is defined by a series of continuous detailed signals (Equation 18 below) and a series of displacement functions (Equation 19 below).

상기 다해상도 표현을 얻기 위해 먼저, 원래 동작 M=M(N)에 축소 연산을 적용하여 더 듬성하고 부드러운 신호 M(N-1)을 얻는다.In order to obtain the multi-resolution representation, first, a reduction operation is applied to the original operation M = M (N) to obtain a more gentle and smooth signal M (N-1) .

여기서 M(N-1)의 확장은 보간 분할(interpolatory subdivision)을 통해 부족한 정보를 첨부한다. 본 발명에서는 보간 분할시, 4점 보간을 이용하여, 단계 "n+1"에서의 짝수프레임(하기의 수학식 20)은 단계 "n"프레임(하기의 수학식 21)이고, 홀수프레임(하기의 수학식 22)은 이전의 프레임들 사이에 새로이 삽입하도록 구성되어진다.Here , the expansion of M (N-1) attaches insufficient information through interpolatory subdivision. In the present invention, in the interpolation division, by using four-point interpolation, the even frame in the step "n + 1" (Equation 20 below) is a step "n" frame (Equation 21 below), and the odd frame (following) (22) is configured to insert a new one between the previous frames.

여기서 M(N)과 M(N-1)의 차이는 변위 함수(하기의 수학식 23)로 표현된다.Here , the difference between M (N) and M (N-1 ) is represented by a displacement function (Equation 23 below).

상기 수학식 23에서 S는 확장 연산자이다.In Equation 23, S is an extension operator.

여기서 상기 수학식 20 내지 수학식 23의 과정을 동작 신호 상에서 충분히 적은 수의 프레임들만이 남을 때까지 반복하면 듬성한 기저 신호인 M(0)와 일련의 변위 함수들을 포함한 다해상도 표현을 얻을 수 있다.In this case, if the process of Equations 20 to 23 is repeated until only a few frames remain on the operation signal, a multiresolution representation including M (0) and a series of displacement functions, which are the estimated base signals, can be obtained. .

또한, 원래 동작 M(N)은 하기의 수학식 24를 이용하여 재귀적으로 각 단계에서의 변위 함수를 같은 단계의 확장된 신호에 더함으로써 얻을 수 있다.In addition, the original operation M (N) can be obtained by recursively adding the displacement function in each step to the extended signal in the same step using Equation (24 ) below.

이상이 동작데이터 상에 워터마크를 삽입하기 위해, 요구되어지는 동작신호의 다해상도 분석과정이며, 상기 분석된 다해상도 표현을 이용하여, 전체적인 동작신호의 영역상에 넓게 삽입하는 강인한 워터마킹 기법인 스프레드 스펙트럼 워터마킹 기법을 적용한다.The above is a process of multiresolution analysis of a required motion signal in order to insert a watermark on the motion data, and a robust watermarking technique that uses the analyzed multiresolution representation to insert widely on the area of the overall motion signal. Spread spectrum watermarking is applied.

상기 스프레드 스펙트럼 워터마킹 기법을 적용하여 워터마크를 삽입하기 위해서, 동작 신호 전반에 걸쳐 중요하게 인지될 부분들을 찾아 워터마크를 삽입하는 방안이 요구되며, 상기 워터마크가 삽입이 되어지는 동작신호의 중요부분은 다음과 같다.In order to insert a watermark by applying the spread spectrum watermarking technique, a method of inserting a watermark by finding parts to be recognized as important throughout the operation signal is required, and the importance of the operation signal into which the watermark is inserted is required. The part looks like this:

동작 신호의 다해상도 표현은 기저 신호와 동작 변위 맵의 계층을 갖고 있는데, 상기 개개의 동작 변위 맵는 동작의 서로 다른 세부(detail)로서 나타낸다.The multiresolution representation of the motion signal has a hierarchy of base signals and motion displacement maps, each of which is represented as a different detail of motion.

여기서 상기 동작 변위 맵의 계수들의 값을 바꾸어(perturbing) 줌으로써 워터마크를 삽입한다. 낮은 해상도에서 계수를 바꾸면 동작 신호의 넓은 부분이 변형되고, 높은 해상도에서의 계수를 바꾸면 동작 신호의 좁은 범위에서 변형이 일어난다.Here, the watermark is inserted by perturbing the values of the coefficients of the motion displacement map. Changing the coefficients at lower resolutions deforms a large portion of the operating signal, and changing the coefficients at higher resolutions results in a narrower range of the operating signals.

이와 같이, 계수의 왜곡에 따른 동작 신호의 변형 모양은 대칭 진동형이며, 진동 패턴의 너비는 왜곡된 계수를 포함하는 변위 함수의 해상도에 좌우된다. 또한, 진폭은 중심 위치에서 최대값(peak value)을 가지며, 양쪽 가장자리(boundary)에서 급속히 줄어든다.In this way, the deformation shape of the operation signal according to the distortion of the coefficient is a symmetric vibration type, and the width of the vibration pattern depends on the resolution of the displacement function including the distorted coefficient. In addition, the amplitude has a peak value at the center position and rapidly decreases at both edges.

이상에서, 동작 신호의 저자만이 워터마크의 삽입으로 인한 동작 신호의 변형 정도를 알고 있으므로, 공격자(attacker)는 워터마크를 제거하기 위해 가능한한 변형을 가할 것이고, 이로 인해 동작 신호의 질 저하가 발생되어진다.In the above, since only the author of the motion signal knows the degree of deformation of the motion signal due to the insertion of the watermark, the attacker will make as much modification as possible to remove the watermark, thereby reducing the quality of the motion signal. Is generated.

여기서 동작 데이터에 삽입되어지는 워터마크는 강인함과 은폐정도(imperceptibility) 사이에는 이율배반성(tradeoff)이 있다. 즉, 워터마크 삽입에 의한 계수의 왜곡이 클수록 워터마크는 강인하지만 눈에 띄기 쉽고, 왜곡이 작을수록 삽입된 워터마크를 눈으로 식별하기는 어렵지만 강인함이 떨어진다.Here, the watermark inserted into the motion data has a tradeoff between the strength and the imperceptibility. In other words, the larger the distortion of the coefficient by the watermark embedding, the stronger the watermark is, but it is more prominent. The smaller the distortion, the less difficult it is to visually identify the inserted watermark.

이와 같은 이유로, 워터마크의 강인함을 높이기 위해 가능하면 워터마크를 데이터의 중요한 부분에 삽입하는 방법이 요구되어지며, 상기 동작 신호의 중요한 부분에 워터마크를 삽입하기 위해 동작 변위 함수의 계수들 중 가장 큰 것들을 우선적으로 변형한다. 이 때, 삽입된 워터마크가 눈에 띄지 않을 정도의 범위 내에서 변형을 가하도록 함이 바람직하다.For this reason, in order to increase the robustness of the watermark, a method of embedding the watermark in an important part of the data is required if possible, and the most of the coefficients of the motion displacement function for inserting the watermark in the important part of the motion signal. Transform large ones first. At this time, it is preferable to apply a deformation within a range such that the inserted watermark is not noticeable.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호를 다해상도 표현을 이용하여 워터마킹의 생성, 삽입, 추출 및 유사성 비교판단하는 단계를 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a flow chart illustrating the steps of generating, inserting, extracting, and comparing similarity of watermarks using multiresolution representations of various motion signals constituting motion data of a human body animation.

도 1에 도시한 바와 같이, 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호에 삽입이 되어지는 워터마크를 생성하는 단계(S100)와,As shown in FIG. 1, generating a watermark inserted into various motion signals constituting motion data of a human body animation (S100);

상기 생성된 워터마크를 상기 동작신호중, 동작 변위 맵의 계수와 치환하여 워터마크를 삽입하는 단계(S110)와,Inserting a watermark by substituting the generated watermark with a coefficient of an operation displacement map in the operation signal (S110);

분석하고자 하는 용의 데이터를 구성하는 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호를 원본 동작 신호와 일치하게 정렬하는 단계(S120)와,Aligning the motion signal of the dragon represented by the multi-resolution constituting the dragon data to be analyzed with the original motion signal (S120);

정렬된 상기 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호에서 워터마크를 추출하는 단계(S130)와,Extracting a watermark from the operation signal of the dragon represented by the arranged multi-resolution (S130);

원본 동작 신호의 워터마크와 추출된 상기 다해상도 표현이 된 용의동작신호의 워터마크를 비교분석하는 단계(S140)를 포함하여 구성된다.And comparing (S140) the watermark of the original operation signal with the watermark of the extracted operation signal.

상기 S100단계에 있어서, 동작 신호에 워터마크를 삽입하기 전에 먼저 워터마크(하기 수학식 25)를 생성한다.In step S100, a watermark (Equation 25) is first generated before embedding the watermark in the operation signal.

상기 수학식 25에서 개개의 워터마크(wi)는 평균 0, 표준편차 1의 정규 분포에서 독립적으로 추출된다. 여기서, 본 워터마킹 기법이 불가역(non-invertible)이기 위해, 원본 동작 신호와 저자의 비밀키를 이은 뒤 MD5 암호화 해쉬 함수(cryptographic hash function)를 적용하여 얻은 값을 근값(seed value)으로 난수를 발생시켜 개개의 워터마크(wi) 값을 생성한다. 이를 위해 하기의 문헌에 기재된 MD5 암호화 해쉬 함수를 사용하였다.In Equation 25, individual watermarks w i are independently extracted from a normal distribution having an average of 0 and a standard deviation of 1. Here, in order for this watermarking technique to be non-invertible, a random number is obtained from the value obtained by applying the MD5 cryptographic hash function after connecting the original operation signal and the author's secret key. To generate individual watermark w i values. For this purpose the MD5 cryptographic hash function described in the literature is used.

[B. Schneier. Applied Cryptography: protocols, algorithms, and source code in C. John Wiley Sons, Inc., 2nd edition, 1996.][B. Schneier. Applied Cryptography: protocols, algorithms, and source code in C. John Wiley Sons, Inc., 2nd edition, 1996.]

상기 생성된 워터마크의 각 원소는 동작신호를 구성하는 부분인, 동작 변위 맵의 계수중, 가장 큰 m개의 계수와 치환되어진다.Each element of the generated watermark is replaced with the largest m coefficients among the coefficients of the motion displacement map, which are the parts constituting the motion signal.

상기 S110단계에 있어서, 원본 동작 신호중, 동작 변위 맵의 계수에 워터마크(w)를 삽입하여 워터마크된 동작 신호 M'을 얻는다.In step S110, the watermark w is inserted into the coefficient of the motion displacement map among the original motion signals to obtain the watermarked motion signal M '.

여기서 상기 동작 변위 맵의 계수에 워터마크(w) 삽입시, 상기 동작 변위 맵의 가장 큰 계수, m개를 선택한 뒤, 각각을 워터마크(w)를 이용하여 치환하기 위해, D(l)을 동작 변위 맵의 다해상도 표현의 l번째 레벨에서의 변위 함수라고 하고, (ui, vi)를 변위 함수의 계수들 중 i번째로 큰 계수라 하면, 워터마크가 삽입되어 치환된 계수인 (u'i, v'i)(단, i=1,...,m)는 수학식 26을 이용하여 획득되어진다.Here, when inserting a watermark (w) into the coefficient of the motion displacement map, select the largest coefficient, m m of the motion displacement map, and replace D (l) to replace each of them using the watermark (w ) . A displacement function at the lth level of the multiresolution representation of the motion displacement map, and (u i , v i ) is the i-th largest coefficient among the coefficients of the displacement function. u 'i, v' i) ( only, i = 1, ..., m ) has been is obtained using the equation (26).

상기 수학식 26에서 α는 스케일링 파라메터이다.In Equation 26, α is a scaling parameter.

상기 과정을 통해 치환된 변위 함수(하기 수학식 26)를 기저 신호에 차례로 더해감으로써 워터마크된 동작 신호(M')를 획득할 수 있다.The watermarked operation signal M 'may be obtained by sequentially adding the displaced displacement function (Equation 26) to the base signal through the above process.

상기 S120단계에 있어서, 분석하고자 하는 용의 동작 신호는 시간 축에 대해 일부가 절단된(cropped) 형태이거나, 또는 스케일링된 형태일 수 있다. 따라서, 워터마크를 추출하기 전에 용의 동작 신호를 정렬하여 원본 동작 신호와 일치하도록 정렬한다.In the step S120, the operation signal for the dragon to be analyzed may be cropped or partially scaled with respect to the time axis. Therefore, before extracting the watermark, the dragon's motion signal is aligned and aligned with the original motion signal.

여기서 상기 용의 동작 신호를 정렬하기 위해, 동적 시간 변형(dynamic time warping)을 이용하여 용의 동작 신호를 재추출(resampling)함으로써 용의 동작 신호가 원본 동작 신호에 일치하도록 정렬되어진다. 이를 위해 하기의 문헌들에 기재된 동적 시간 변형을 사용하였다.Here, to align the dragon's motion signal, the dragon's motion signal is aligned to match the original motion signal by resampling the dragon's motion signal using dynamic time warping. The dynamic time variant described in the following documents was used for this.

[A. Bruderlin and L. Williams. Motion signal processing. In Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 95), pages 97 104, August 1995.; X. D. Huang, Y. Ariki, and M. A. Jack. Hidden Markov Models for Speech Recognition. Edinburgh University Press, 1990.; T. W. Sederberg and E. Greenwood. A physically based approach to 2-D shape blending. In Proceedings of the 19th annual conference on Computer graphics, pages 25-34, July 27-31 1992.][A. Bruderlin and L. Williams. Motion signal processing. In Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 95), pages 97 104, August 1995 .; X. D. Huang, Y. Ariki, and M. A. Jack. Hidden Markov Models for Speech Recognition. Edinburgh University Press, 1990 .; T. W. Sederberg and E. Greenwood. A physically based approach to 2-D shape blending. In Proceedings of the 19th annual conference on Computer graphics, pages 25-34, July 27-31 1992.]

상기 S130단계에 있어서, 상기 용의 동작신호에서 워터마크의 추출은 워터마크가 삽입이 된 과정의 역순으로 추출되어진다.In the step S130, the watermark is extracted from the dragon's operation signal in the reverse order of the process of inserting the watermark.

즉, 용의 동작 신호 M*로부터 다해상도 표현을 생성하고 워터마크가 삽입이 되어 치환이 된 계수(상기 수학식 26)를 최소화 시키는 워터마크(w)를 구함으로써 용의 동작 신호에 포함되어 있던 워터마크(wi *)가 추출되어진다.In other words, the multi-resolution representation is generated from the dragon's operation signal M * and the watermark is inserted into the dragon's operation signal by obtaining a watermark w that minimizes the coefficient of substitution (Equation 26). The watermark w i * is extracted.

상기 S140단계에 있어서, 원본 동작 신호의 워터마크와 추출된 상기 다해상도 표현이 된 용의동작신호의 워터마크를 비교분석시 주의해야할 점으로, 그릇된 긍정 판별 확률(false-positive probability) 즉, 용의 데이터에 실제로 얻고자하는 워터마크가 포함되어 있지 않음에도 불구하고 워터마크가 있다고 오판할 확률을 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위해, 저자가 삽입한 워터마크와 용의 데이터에서 얻은 워터마크를 통계학적으로 비교하도록 구성되어진다.In step S140, the watermark of the original motion signal and the watermark of the dragon's motion signal represented by the extracted multi-resolution expression are to be noted when comparing and analyzing the false-positive probability, that is, the dragon. It is important to minimize the likelihood that a watermark will be mistaken, even though the data does not actually contain the watermark you want to obtain. To this end, it is configured to statistically compare the watermark inserted by the author and the watermark obtained from the dragon data.

본 발명에서는 저자가 삽입한 워터마크(w)와 용의 데이터에서 추출한 워터마크(w*)의 선형 상관 관계치(linear correlation)를 구한다. 이 때, 안정적인 비교를 위해 각 워터마크 원소들 중 평균에서 크게 벗어난 외좌층(outlier) 원소들을 제거하여 얻어진 선형 상관 관계치로부터 Student의 t-테스트를 이용하여 그릇된 긍정 판별 확률을 구하도록 구성되어진다.In the present invention, a linear correlation between the watermark w inserted by the author and the watermark w * extracted from the dragon data is obtained. At this time, it is configured to obtain the false positive probability by using the Student's t-test from the linear correlation value obtained by removing the outlier elements that are far from the mean among the watermark elements for stable comparison. .

[실시예]EXAMPLE

본 발명에 따라 삽입된 워터마킹 기법의 강인함을 실험하기 위해 Fly Spin Kick, Back Flip, Broad Jump, Blown Back 이라는 네 개의 동작 데이터를 사용하여 측정하였다.In order to test the robustness of the inserted watermarking technique according to the present invention, four motion data such as Fly Spin Kick, Back Flip, Broad Jump, and Blown Back were measured.

본 발명에서 워터마킹 기법은 워터마크 생성시 사용되는 난수에 영향을 받으므로 각 동작 데이터에 대해 다섯 번의 실험을 거친 뒤 그 중 그릇된 긍정 판별 확률의 중간값(median)을 결과로 보였다.In the present invention, since the watermarking technique is affected by the random number used in generating the watermark, after five experiments with each motion data, the median of the false positive probability is shown.

워터마크 삽입에 사용되는 스케일링 파라메터인 α값으로, 골반(pelvis) 관절에 대한 동작 신호에는 10-4, 그 외의 관절에 대한 동작 신호에 대해서는 10-2을 사용하였다. 상기 α값들은 삽입된 워터마크가 눈에 띄지 않으면서도 강인성을 지니도록 실험에 의해 획득된 값이다.As the α parameter, which is a scaling parameter used for watermark insertion, 10 −4 is used for the motion signal for the pelvis joint and 10 −2 for the motion signal for the other joints. The α values are obtained by experiments so that the inserted watermark is robust without being noticeable.

그리고, 삽입된 워터마크의 개수는 20개이며, 워터마크의 유사성 비교 시에 추출된 워터마크 값들의 평균에서 표준편차의 2.5배 이상 떨어져 있는 값들은 외좌층으로 간주하였다. 표 1은 본 발명인 워터마킹 기법의 다양한 공격에 대한 강인성 측정 결과를 나타낸 데이터이다.In addition, the number of inserted watermarks is 20, and values that are 2.5 times or more of the standard deviation from the average of the extracted watermark values when the similarity of watermarks are compared are regarded as the outer layer. Table 1 shows data showing the robustness measurement results for various attacks of the present watermarking technique.

공격종류Attack type Fly Spin KickFly spin kick Back FlipBack flip Broad JumpBroad jump Blown BackBlown back 공격 없음No attack 10-99 10 -99 10-99 10 -99 10-99 10 -99 10-99 10 -99 잡음 0.2%0.2% noise 10-18 10 -18 10-17 10 -17 10-52 10 -52 10-26 10 -26 잡음 0.7%0.7% noise 10-9 10 -9 10-6 10 -6 10-21 10 -21 10-16 10 -16 절단cut 10-9 10 -9 10-6 10 -6 10-21 10 -21 10-16 10 -16 완곡화 1Euphemism 1 10-24 10 -24 10-9 10 -9 10-15 10 -15 10-11 10 -11 완곡화 2Euphemism 2 10-7 10 -7 10-5 10 -5 10-5 10 -5 10-12 10 -12 단순화 1Simplify 1 10-35 10 -35 10-35 10 -35 10-35 10 -35 10-35 10 -35 단순화 2Simplified 2 10-27 10 -27 10-38 10 -38 10-27 10 -27 10-17 10 -17 단순화 3Simplified 3 10-15 10 -15 10-28 10 -28 10-32 10 -32 10-15 10 -15 시간 왜곡 1Time warping 1 10-8 10 -8 10-27 10 -27 10-13 10 -13 10-24 10 -24 시간 왜곡 2Time warping 2 10-10 10 -10 10-3 10 -3 10-30 10 -30 10-36 10 -36 동작 과장Exaggeration 10-4 10 -4 10-4 10 -4 10-12 10 -12 10-4 10 -4 동작 완화Motion mitigation 10-7 10 -7 10-5 10 -5 10-14 10 -14 10-15 10 -15 2차 워터마킹Secondary watermarking 10-73 10 -73 10-80 10 -80 10-74 10 -74 10-76 10 -76

표 1에 기재한 바와 같이, 동작 데이터에서 머리 관절에 해당하는 동작 신호에 대한 그릇된 긍정 판별 확률값을 나타탠다. 본 실시예에서 사용된 공격 중 잡음 공격은 동작 신호에 대해 최대 진폭이 0.2% ∼0.7% 이내의 진폭을 갖는 잡음을 섞는 공격이다.As shown in Table 1, the false positive discrimination probability value for the motion signal corresponding to the head joint is shown in the motion data. The noise attack during the attack used in this embodiment is an attack that mixes noise having an amplitude within the range of 0.2% to 0.7% with respect to the motion signal.

또한, 절단 공격은 동작 신호의 일부를 절단한 경우이다. 완곡화 1, 2는 각각 동작 신호에 평균 필터(averaging filter)와 Lee가 제안한 완곡화 필터를 적용한 경우이다.In addition, a truncation attack is a case where a part of operation signal is cut | disconnected. Equations 1 and 2 are cases in which the average filter and the softening filter proposed by Lee are applied to the operation signal, respectively.

단순화 1, 2, 3은 각각 다해상도 분석을 통해 레벨 0, 레벨 0과 1, 레벨 0 ∼ 레벨 2 사이에 해당하는 세부 정보를 없애는 공격이다. 시간 왜곡 1, 2는 각각 동작 신호를 시간 축에 대해 균일하게 또는 불균일하게 스케일링한 경우이다.Simplifications 1, 2, and 3 are attacks that remove detailed information between level 0, level 0 and 1, and level 0 through level 2 through multiresolution analysis, respectively. The time distortions 1 and 2 are cases where the operating signal is scaled uniformly or nonuniformly with respect to the time axis.

또한, 동작 과장과 동작 완화는 동작 신호의 다중해상도 표현에서 낮은 해상도에서의 세부 계수들 값을 변형한다.Motion exaggeration and motion mitigation also transform the values of the coefficients of detail at low resolution in the multiresolution representation of the motion signal.

여기에서 2차 워터마킹에 대한 실험은 워터마크가 삽입된 데이터에 다른 사람의 워터마크를 삽입할 때에도 처음 삽입한 워터마크가 남아 있는가 여부를 확인하는 실험이며, 상기 각각의 실험에 대해 본 발명에서 제안한 워터마킹 기법은 대단히 낮은 그릇된 긍정 판별 확률을 보였으며, 실험을 통해 본 워터마킹 기법의 강인함을 알 수 있었다.In this case, the experiment for the second watermarking is an experiment for checking whether the first inserted watermark remains even when another person's watermark is inserted in the watermarked data. The proposed watermarking technique showed very low false positive discrimination probability, and the experimental results show that it is robust.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호를 다해상도 표현을 적용하여, 워터마킹된 동작 데이터의 무단복제여부에 관한 분석을 가능하게 함으로써, 인체 동작 데이터의 저작권 보호를 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention enables the analysis of the unauthorized copying of the watermarked motion data by applying a multi-resolution representation to various motion signals constituting the motion data of the human body animation, thereby ensuring the copyright of the human motion data. It has the effect of providing protection.

Claims (2)

디지털 데이터에 워터마크 삽입 및 분석을 하는 방법에 있어서,In the method of embedding and analyzing watermark in digital data, 인체 애니메이션의 동작 데이터를 구성하는 여러 동작신호에 삽입이 되어지는 워터마크를 생성하는 단계와,Generating a watermark to be inserted into various motion signals constituting motion data of a human body animation; 상기 생성된 워터마크를 상기 동작신호중, 동작 변위 맵의 계수와 치환하여 워터마크를 삽입하는 단계와,Inserting a watermark by substituting the generated watermark with a coefficient of an operation displacement map of the motion signal; 분석하고자 하는 용의 데이터를 구성하는 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호를 원본 동작 신호와 일치하게 정렬하는 단계와,Arranging the dragon's motion signal represented by the multi-resolution constituting the dragon's data to be analyzed with the original motion signal; 정렬된 상기 다해상도로 표현이 되는 용의 동작신호에서 워터마크를 추출하는 단계와,Extracting a watermark from the operation signal of the dragon represented by the arranged multi-resolution; 원본 동작 신호의 워터마크와 추출된 상기 다해상도 표현이 된 용의동작신호의 워터마크를 비교분석하는 단계를 포함하여 구성되는 동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법.A watermark insertion and analysis method based on multiresolution analysis of motion data, comprising comparing and analyzing a watermark of an original motion signal and a watermark of the extracted dragon motion signal. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 생성된 워터마크를 상기 동작신호중, 동작 변위 맵의 계수와 치환하여 워터마크를 삽입하는 단계에 있어서, 상기 치환되는 동작 변위 맵의 계수는 가장 큰 계수들인 것을 특징으로 하는 동작 데이터의 다해상도 분석에 근거한 워터마킹 삽입 및 분석방법.In the step of inserting a watermark by substituting the generated watermark with coefficients of a motion displacement map among the motion signals, the coefficients of the motion displacement map to be substituted are the largest coefficients. Based watermarking insertion and analysis method.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11252565A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Hitachi Ltd Encoder/decoder between motion compensating frames
JPH11355736A (en) * 1998-04-10 1999-12-24 Canon Inc Picture processor, picture processing method and storage medium readable by computer
JP2000332612A (en) * 1999-05-21 2000-11-30 Canon Inc Device and method for information processing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11252565A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Hitachi Ltd Encoder/decoder between motion compensating frames
JPH11355736A (en) * 1998-04-10 1999-12-24 Canon Inc Picture processor, picture processing method and storage medium readable by computer
JP2000332612A (en) * 1999-05-21 2000-11-30 Canon Inc Device and method for information processing

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