KR100445780B1

KR100445780B1 - 통계적 추정을 이용한 디지털 오디오의 워터마킹 방법

Info

Publication number: KR100445780B1
Application number: KR10-2002-0010373A
Authority: KR
Inventors: 이남용; 이배근
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2004-08-25
Also published as: KR20030070936A

Abstract

본 발명은 워터마크(Watermark)를 디지털 오디오에 삽입하면서 워터마크가 압축, 필터링, DA-D변환, 재양자화(requantization), 진행속도변화(Time Speed Modification)등에 의해 손상되지 않으면서 동시에 빠른 워터마크 검출을 보장토록 하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 디지털 오디오 데이터를 블록단위로 나누어 각 데이터 블록에 대해 주파수 변환을 적용하고, 주어진 워터마크 정보에 따라 변환된 데이터 블록에 통계적 변화(Patchwork)를 가한 후에 데이터 블록을 역변환하는 절차에 의해 워터마크를 삽입한다.

따라서, 본 발명의 워터마킹 방법은 기존의 통계량 변화 감지에 의한 워터마크 추출방법의 단점들 즉, 압축, 진행속도변화에 약하다는 것과 어떤 데이터 블록에 워터마크를 삽입하였는지 검색하는데 너무 많은 시간이 걸리는 문제를 해결하였다.

Description

통계적 추정을 이용한 디지털 오디오의 워터마킹 방법{Digital audio watermarking based on statistical inference}

본 발명은 컴퓨터를 이용하여 디지털 오디오를 워터마킹(Watermarking)하는 방법에 관한 것이다. 특히, 워터마크를 디지털 오디오에 비청각적으로 삽입하면서 워터마크가 압축, 필터링, DA-AD(Digital-to-Analog and Analog-to-Digital) 변환, 재양자화(requantization), 진행속도변화(Time Speed Modification) 등에 의해 손상되지 않도록 하고, 또한 신속한 워터마크 검출을 위해 이산 코사인변환(DCT: Discrete Cosine Transform) 또는 이산 웨이블렛변환(DWT: Discrete Wavelet Transform) 등을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

정보통신기술의 급격한 발달에 따라 점차 데이터의 형태는 아날로그에서 디지털의 형태로 바뀌고 있다. 지금까지 컴퓨터를 문서작성, 게임, 비교적 작은 규모의 프로그래밍 등의 용도로 이용해 왔다. 또한, 메모리와 CPU의 성능향상으로 쉽게 컴퓨터를 이용해 디지털 음악 파일이나 동영상 등을 즐길 수 있게 되었다. 네트워크 인프라의 발전과 맞물려 디지털 데이터에 대한 접근에 어려움이 많이 사라지고 있다. 그러나, 네트워크를 통한 활발한 데이터의 교환은 많은 장점을 가지고 있지만, 불법적인 디지털 데이터 복제와 같은 부정적인 면을 초래하고 있다. 현실적으로 컨텐츠의 저작권자를 보호할만한 기술적 장치가 마련 되어있지 못한 현실이다.

암호화(Encryption)를 통해 접근제어(Access Control)를 하는 방법은 컨텐츠의 저작권을 일차적으로 보호하는 방법으로 고려할 수 있으나 디지털 컨텐츠는 그 성격상 인간이 소비하기 위해서는 반드시 암호가 풀린 형태로 존재해야 하는 시기가 있다는 단점이 있다. 즉, 그러한 상태에서는 디지털 콘텐츠의 불법복제가 가능하다. 예를 들면, 디지털 오디오에 아무리 안전한 암호를 사용하더라도 스피커에서 흘러나오는 오디오신호를 디지털 형태로 녹음하여 그것을 무단복제 또는 불법 유통시키는 행위를 막을 수는 없다.

디지털 워터마킹은 앞에서 언급한 암호화의 단점을 보완하면서 디지털 컨텐츠의 저작권을 보호하기 위한 기술적인 시도에서 탄생한 개념이다. 디지털 워터마크는 원본 디지털 콘텐츠의 변화를 인간이 시청각적으로 감지 할 수 없게 하면서 디지털 콘텐츠에 원하는 정보를 삽입하는 것이다. 또한 동시에 디지털 콘텐츠의 상업적 가치가 남아 있는 한도 내에서 어떠한 공격이 가해지더라도 워터마크로 삽입된 저작권, 복제제어 및 불법유통 추적기능에 관한 정보가 그 콘텐츠와 함께 남아 있도록 함으로써 디지털 콘텐츠의 지적재산권을 보호하는 방법이다.

일반적으로, 오디오 워터마크는 워터마크가 삽입되는 영역에 따라 시간영역 워터마킹(Temproral Watermarking)과 주파수영역 워터마킹(Spectral Watermarking)으로 나눌 수 있다.

시간영역 워터마킹은 주파수 영역 워터마크에 비해 구현하기 쉽고 계산량을적게 할 수 있지만 MP3 등의 오디오 압축, 재양자화(requantization), D/A - A/D 변환 등의 신호처리공격에 약한 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 제안된 알고리즘이 주파수영역 워터마킹으로 DCT 또는 DWT 등의 주파수 변환을 통해 주파수 영역에서 워터마크 정보를 삽입하는 방법이다.

주파수영역 워터마킹은 시간영역 워터마킹에 비해 앞에서 거론한 여러 신호처리 공격에 대해 강건한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 이와 같은 방법은 필연적으로 오디오 데이터를 블록 단위로 처리해야 하는데, 이때 주파수 변환이 적용된 블록의 위치에 관한 정보를 워터마크의 삽입부분과 검출부분을 서로 동기화(synchronization)해야 한다. 이러한 동기화를 주파수 변환을 적용해 가며 맞추어 가는 것은 엄청난 계산을 필요로 한다. 종래의 주파수영역 워터마킹방법들은 진행속도변화(Time Speed Modification)등의 공격이 있는 경우에는 앞에서 언급한 동기화가 많은 계산이 필요하다는 제약이 있다.

본 발명은 주파수 영역에서 통계적 추정을 이용한 디지털 오디오 워터마크 기법에 관한 것으로, 특히, 통계적 추정으로 Bender, Gruhl, Morimoto, Lu 등이 제안한 패치웍(Patchwork) 알고리듬 또는 변형된 패치웍(Modified Patchwork) 알고리듬을 이용하여 디지털 오디오에 워터마크를 삽입하는 방법에 관한 것이다. 이와 관계되는 연구에 대한 아래에 제시되는 참고자료 [1], [2], [3]에서 찾을 수 있다.

[1] W. Bender, D. Gruhl, N. Morimoto, and A. Lu, "Techniques for Data Hiding", IBM System Journal, Vol. 38, No. 3 4, pp. 313 - 336, 1996.

[2] I. Cox, J. Kilian, T. Leighton, and T. Shamoon, "Secure SpreadSpectrum Watermarking for Multimedia", IEEE Trans. on Image Processing, Vol. 6, No. 12, pp. 1673-1687, 1997.

[3] I.-K Yeo and H.J. Kim, "Modified Patchwork Algorithm: a novel audio watermarking scheme", International Conference on Information Technology: Coding and Computing, pp. 237-242, 2001.

* 패치웍 알고리듬(Bender, Gruhl, Morimoto, Lu, 1996)

:Bender, Gruhl, Morimoto, Lu 등이 제안한 패치웍 알고리듬은 다음과 같다. 주어진 데이터에 대해 다음을 만족하는 임의로 추출된 두 집합 I, J를 고려하자.

여기서, N ＜ M이다. 충분히 큰 N에 대해

은 정규분포를를 따른다. 여기서을 패치값(Patch Value)라고 하자. 이때, 패치값을 A에 속한 데이터에를 더해주고 B에 속한 데이터에를 빼줌으로써을으로 변화시킨다. 즉,

.

그러면을 따르게 된다. 만일,가 표준편차에 비해 상당히 큰 경우, 패치값을 이용하여 원본이 없이도 패치값에 인위적인 변화를 주었는지 여부를 높은 확률로 추정할 수 있다.

* 시간영역에서의 패치웍을 이용한 오디오 워터마크기법

: Bender, Gruhl, Morimoto, Lu 등의 패치웍 알고리듬을 디지털 오디오 워터마크에 적용하면 다음과 같다. 원 오디오 신호 f에 워터마크 비트를 삽입하려는 경우, 먼저 원 오디오 신호를 서로 중첩되지 않고 연속적으로 같은 크기의 블록 데이터로 나눈다. 블록 데이터

에 대해 삽입하려는 워터마크 비트가라면,

1. 임의로 추출된 두 같은 크기의 집합 I와 J를 정한다. 즉,이고 | I | = | J | = N이다.

2. 만약,이면

로 변화시키고이면 아무런 변화를 주지 않는다.

3. 위의 두 절차를 모든 워터마크 비트를 삽입할 때까지 반복한다.

워터마크 검출은 해당 데이터 블록의 패치값을 계산하여 추정할 수 있다. 시간영역에서의 패치웍을 이용한 오디오 워터마크기법은 구현이 쉽고 적은 계산이 필요하다는 장점이 있으나 압축, 필터링등에 취약한 단점이 있다.

특히, 워터마크 검출에 필요한 패치값의 계산이 블록 데이터에서의 인덱스 집합 I, J의 상대적 위치에 결정적으로 의존하기 때문에 진행속도변화 공격시에는 워터마크 검출이 사실상 불가능하다.

* 주파수영역에서의 패치웍을 이용한 오디오 워터마크기법

: 주파수영역에서 패치웍을 이용한 오디오 워터마킹은 앞에서 기술한 시간영역에서 하는 것과는 블록데이터에 주파수변환을 적용한 후에 패치웍 알고리듬을 적용한다는 차이가 있다. 구체적으로 원 오디오 신호 f에 워터마크 비트를 삽입하려는 경우, 먼저 원 오디오 신호를 서로 중첩되지 않고 연속적으로 같은 크기의 블록 데이터로 나눈다. 블록 데이터

에 대해 삽입하려는 워터마크 비트가라면,

1. 먼저 블록 데이터 B에 주파수변환을 적용하여

으로 만든다.

2. 임의로 추출된 두 같은 크기의 집합 I와 J를 정한다.

3. 만약,이면

로 변화시키고이면 아무런 변화를 주지 않는다.

4. 블록 데이터에 주파수 역변환을 적용한다.

5. 위의 절차들을 모든 워터마크 비트를 삽입할 때까지 반복한다.

워터마크 검출은 해당 데이터 블록을 주파수 변환한 후에 패치값을 계산하여 추정할 수 있다. 주파수영역에서의 패치웍을 이용한 오디오 워터마크기법은 구현이 복잡하고 많은 계산이 필요하다는 단점이 있으나 압축, 필터링, DA-AD 변환등에 강건하다는 장점이 있다. 주파수 변환으로는 DCT, DWT등이 사용되어 왔다.

그러나, 워터마크의 검출시에 워터마크가 어는 블록에 삽입되었는지를 판단하기 위해서 가능한 모든 블록에 대해 주파수변환을 취해야 하기 때문에 많은 계산이 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 워터마크를 디지털 오디오에 비청각적으로 삽입하면서 워터마크가 압축, 필터링, DA-AD 변환, 재양자화, 진행속도변화 등에 의해 손상되지 않도록 함과 더불어 신속한 워터마크 검출을 위해 이산 코사인변환(DCT) 또는 이산 웨이블렛변환(DWT)등을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로써 본 발명은 디지털 오디오 데이터를 블록단위로 잘라서 각 데이터 블록에 대해 이산 코사인변환(DCT: Discrete Cosine Transform) 또는 조각 상수 이산 웨이블렛 변환(PCDWT: Piecewise Constant Discrete Wavelet Transform)등의 주파수 변환을 적용하고 패치값을 변화시킴으로써 워터마크를 삽입하고 원 오디오 데이터 없이 워터마크를 검출하도록 한다.

즉, 종래의 시간영역에서의 패치웍을 이용한 오디오 워터마킹의 단점(즉, 압축, 진행속도변화에 약하다는 점)과 주파수영역에서의 패치웍을 이용한 방법의 단점(즉, 어떤 데이터 블록에 워터마크를 삽입하였는지 검색하는데 너무 많은 시간이 걸린다는 점) 등의 문제를 동시에 해결하였다.

특히, 주파수 변환으로 PCDWT를 사용하고 검정 통계량으로 패치값 자체보다는 한 표본(sample) 차이가 나는 두 블록 데이터간의 패치값의 차를 이용하는 경우, 워터마크의 검출에 있어서 DWT를 계산할 필요 없이 워터마크가 삽입된 오디오 데이터에서 직접 패치값의 차를 계산할 수 있게 하여 더욱 빠른 워터마크검출을 보장하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 오디오 데이터를 같은 크기의 블록데이터로 나누고, 각 블록데이터를 주파수영역에서 워터마크 비트를 패치웍방법에 의해 삽입하는 것이다.

*주파수 변환 :본 발명에 사용된 주파수 변환은 다음과 같다.

주어진 데이터에 대해

1. 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform)

이산 코사인 역변환(IDCT: Inverse DCT)는 다음과 같이 정의된다.

이산 사인 변환(DST: Discrete Sine Transform)은 다음과 같이 정의된다.

2. 조각 상수 이산 웨이블렛 변환(PCDWT: Piecewise Constant DWT)

주어진 데이터에 대해라 정의하자. 적당한에 대해서 다음 식을 반복적으로 이용하여에서을 얻을 수 있다.

이 과정을 DWT라고 한다. 또한에서

를 반복적으로 이용하여를 복원 할 수 있는데 이 과정을 이산 웨이블렛 역변환(IDWT: Inverse Discrete Wavelet Transform)이라고 한다.

DWT와 IDWT에서 사용된 필터의 관계가

을 만족하는 경우에 쌍직교 웨이블렛변환(Biorthogonal Wavelet Tranform)이라고 한다. 본 발명에서 사용한 필터는

와 다음 3개의 필터중에 하나를 사용하였다. 그것을 필터에 대한z-변환() 형태로 표현하면 다음과 같다.

1) 1 + z

2)

3)

이 관계를 만족하는 필터를 사용하여 DWT를 수행하는 경우를 조각 상수 이산 웨이블렛변환(Piecewise Constant DWT)이라고 하자.

*중복도 이용 :워터마크로 이진 데이터를 사용한다. 즉또는 1이다. 워터마크가 삽입된 데이터에 대한 여러 가지 공격에 강해야 한다. 삽입된 워터마크를 잘 검출하기 위해서 워터마크 정보를 국소적으로 반복하게 하고 또한 이를 전체적으로 반복한다.

워터마크를 삽입하기 시작한 위치를 빠르게 찾기 위해 동기화 비트(Synchronization Bit)를 이용한다. 예를 들어, 국소적으로 3번, 전체적으로 3번, 그리고 동기화 비트로 1 0 1 0 1 0 1 1를 사용하면 원 워터마크 비트는 다음과 같이 변화된다.

이와 같이 주어진 워터마크 비트를 반복적으로 삽입하여 워터마크 검출의 안정성을 증대시켰다.

*워터마크 삽입 :원 오디오 데이터 f에 중복도를 고려하고 동기화 비트를 합한 워터마크 비트를 삽입하려는 경우, 먼저 원 오디오 신호를 서로 중첩되지 않고 연속적으로크기의 블록 데이터로 나눈다. 블록 데이터

에 대해 삽입하려는 워터마크 비트가라면,

삽입 1단계 : 먼저 블록 데이터에 DCT 또는 PCDWT를 적용하여

PCDWT:

으로 변환한다.

삽입 2단계 : 임의로 추출된 집합 I와 J를 정한다. 여기서 시간영역에서의 패치웍 알고리듬과는 달리 I,J의 크기는 자유롭게 선택할 수 있다. 다만,이 충분히 커야 한다. 한편,

PCDWT:

로 정한다. 여기서 L은 사용한 필터의 길이이다. 인덱스 집합 I, J는 매 블록 데이터에 대해 새롭게 생성해야 한다. 다만, 동기화 비트를 삽입하는 블록데이터에 대해서는 동일한 인덱스 집합을 사용한다.

삽입 3단계 : 만약,이면

,

PCDWT:

와 같이 변화시키고,이면

,

PCDWT:

으로 변화시킨다.

삽입 4단계 : 변화된 블록 데이터에 IDCT(Inverse DCT) 또는 IPCDWT(Inverse PCDWT)를 적용하여 워터마크가 삽입된 오디오 블록를 얻는다.

삽입 5단계 : 위의 절차들을 모든 워터마크 비트를 삽입할 때까지 반복한다.

두 인덱스 집합 I, J의 크기를 다르게 하거나 또는 인덱스 집합을 하나만 가지고도 패치웍을 할 수 있다. 왜냐 하면

,

PCDWT:

은 I,J의 크기에 상관없이 충분히 N에 대해 평균 0인 정규분포를 따르기 때문에 종래의 패치웍 알고리듬과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

*워터마크 검출 :워터마크 검출시에 가장 어려운 문제는 어느 데이터 블록에 워터마크가 삽입되었는지를 검색하는데 있다. 워터마크를 주파수변환을 적용한 데이터에 삽입하였기 때문에 어떤 데이터 블록에 워터마크가 삽입되어 있는지를 판단하려면 한 샘플씩 데이터 블록을 옮겨가면서 워터마크 삽입여부를 판단해야 한다. 이러한 계산은 한 샘플마다 주파수변환을 해야 하므로 보통의 변환방법으로는 그 계산량이 너무 많아 현실적으로 불가능하다.

그러나, 본 발명에서는 한 샘플마다 계산해야 할 패치값을 주파수변환을 한 후 직접 계산하는 대신에 그 값을 한 샘플전의 블록 데이터에서 계산된 패치값을 신속히 업데이트하는 방법을 이용하여 현실적으로 실용 가능한 검색방법을 제안하였다.

블록 데이터는

에서 계산된 패치값을라고 하자. 그러면

,

PCDWT:

이다. 여기서는 각각 블록 데이터에서 계산된 DCT, PCDWT 계수를 의미한다. 이제, 한 샘플 이동한에 대한 패치값의 계산은 다음 알고리듬을 이용하여 쉽게 업데이트 할 수 있다.

,

블록 데이터의 DCT 계수과 DST 계수과 블록 데이터의 DCT 계수과 DST 계수는

을 만족한다.

블록 데이터의 PCDWT 계수과 블록 데이터의 PCDWT 계수는

을 만족한다.

이 때, 패치값의 차를

와 같이 정의하자. 워터마크의 검출은 t에 대한 함수로써의 급격한 변화를 감지함으로써 할 수 있으므로,의 급격한 변화를 통해서도 워터마크를 검출할 수 있다. 주파수변환으로 PCDWT를 사용한 경우에는

와 같이 간단히 계산할 수 있다. 여기서 더욱 중요한 점은의 계산에 블록 데이터의 주파수변환이 전혀 필요 없이 워터마크가 삽입된 오디오 신호에서 직접 계산할 수 있다는 것이다. 그러므로 이 방법을 이용하여 워터마크 검출에 필요한 계산량을 대폭 감소시킬 수 있다.

보통의 DWT, 즉 본 발명에서 사용한 PCDWT(Piecewise Constant DWT: 부분 상수 이산 웨이블렛 변환)가 아닌 DWT를 이용한 경우에는 주어진 블록 데이터의 패치값을 계산하기 위해서는 먼저 웨이블렛 계수를 직접 계산해야 한다. 이를 위해서는 필터 길이가 L인 필터에 대해

--- 덧셈

--- 곱셈

만큼의 계산을 필요로 한다. 한편, DCT를 주파수 변환으로 사용하고 본 발명에서 제안한 업데이트 방법을 사용하지 않은 경우에도 패치값을 계산하는데 위와 비슷한 정도의 많은 계산을 필요로 한다.

본 발명에서는 길이가 10인 필터 g를 갖는 PCDWT를 이용하는 경우,

,

인 사실을 이용하여

와 같이 계산할 수 있었다. 따라서의 총 계산양은

20N + 1 --- 덧셈

6N ------ 곱셈

와 같다. 이는 기존의 알고리듬이 필요로 하는 계산량에 비해 현저히 적은 양이다.

DCT를 이용해서 패치웍을 하는 경우에는를 워터마크를 검출하는데 사용하는 게 좋다. DCT를 주파수변환으로 사용하는 경우에도 전술한 바와 같이 빠르게 패치값을 업데이트하는 방법이 있다. 그러나, 인덱스 집합 I,J가 바뀔때는 적어도 한번 블록 데이터의 DCT를 계산해야 한다는 제약이 있다.

본 발명에서는 다음과 같이 워터마크 검출기준을 따른다.

검출기준: 고정된와 고정된 양의 정수 M에 대해서,

이면,

PCDWT: 이면,

블록 데이터에서 워터마크 1이 검출되었다고 간주한다. 한편,

이면,

PCDWT:0 s < M이면,

블록 데이터에서 워터마크 0이 검출되었다고 간주한다. 만약 위 두 조건을 만족하지 않으면, 블록 데이터에서 워터마크가 검출되지 않은 것으로 간주한다.

워터마크 검출은 두 가지로 나누어진다. 하나는 실제로 워터마크가 시작되는 위치를 찾기 위한 동기화 비트를 찾는 것이고, 또 하나는 현재 블록에서 워터마크를 검출했을 때 워터마크가 삽입된 다음 블록을 검출하는 것이다.

본 발명에서 사용한 워터마크 검출 절차는 다음과 같다.

검출 1단계 : 워터마크가 삽입된 오디오 데이터에서 블록 데이터를 잡는다.

검출 2단계 : n을에서 변화시켜 가며 다음의 검출기준에 의해 워터마크가 검출될 때까지 해당 주파수변환에 따라 다음을 계산한다.

PCDWT:

이 때, DCT를 사용한 경우에는 블록 데이터에 대해 DCT를 적용하여 패치값을 계산한 후은 앞에서 언급한 업데이트 방법을 이용하여 빠르게 계산한다. 주파수변환으로 PCDWT를 사용한 경우에는 앞에서 언급한 바와 같이 오디오 데이터에서 직접 계산한다.

검출 3단계 : 워터마크 검출기준에 의해에서 워터마크가 검출되었다면 다음 데이터 블록의 시작점은

으로 한다. 만약 워터마크가 모든에 대해서 검출되지 않았다면,

을 새로운 블록 데이터의 시작점으로 한다. 여기서는 0과 1사이에서 추출한 임의의 난수이다.

검출 4단계 : 블록 데이터에서 워터마크를 검출되었다면에서 워터마크를 검색한다. 다음과 같은 순서에 의해 워터마크 비트를 찾는다.

만약에서 워터마크를 검출했다면,

를 다음 블록 데이터의 시작점으로 한다. 만약에서 워터마크를 검출하지 못했다면, 이 블록에서 워터마크가 검출되지 않았다고 하고,

를 다음 블록 데이터의 시작점으로 한다.

검출 5단계 : 모든 워터마크가 검출되었다고 여겨질 때까지 이와 같은 과정을 반복한다.

*실험 결과 :44.1kHz로 샘플링 된 4개의 오디오 데이터를 가기고 본 발명의 방법에 의해 워터마크를 삽입하고 검출하는 실험을 하였다. 하나의 워터마크 비트를 블록 크기가 4096인 데이터에 삽입하였으며, 30초의 오디오 데이터에 50개의 워터마크를 16개의 동기화 비트와 함께 국소적으로 3번 전체적으로 3번 반복하여 삽입하였다. 결과는 MP3 압축, 4% 이내의 진행속도변화에 대해 50개의 워터마크 비트를 100% 검출하였다.

이상에서와 같이, 본 발명은 이산 코사인 변환(DCT)과 조각상수 이산 웨이블렛변환(PCDWT)영역에서 패치웍을 이용한 오디오 워터마킹 방법이다. 본 발명의 특징은 압축, 필터링, DA-AD변환, 재양자화, 진행속도변화 등에 강건한 것과 동시에빠른 워터마크 검출방법을 제공한다는 것이다.

따라서, 본 발명의 오디오 워터마크 기법은 오디오 데이터의 불법복제를 방지함은 물론 디지털 오디오의 소유권을 명확히 할 수 있다.

Claims

원 오디오 신호의 중복도를 고려하고, 동기화 비트가 합쳐진 워터마크 비트를 주파수영역에서의 통계적 추정(패치웍)을 이용하여 삽입하는 방법에 있어서,

원 오디오 신호가 서로 중첩되지 않고 연속적으로 같은 크기의 블록 데이터로 나뉘어진 상태에서 블록 데이터에 DCT 또는 PCDWT를 적용하여 변환하는 단계와;

임의로 추출된 두 개의 인덱스 집합을 정하는 단계와;

상기 두 개의 인덱스 집합에 주어지는 블록 데이터의 값에 따라 DCT 또는 PCDWT를 적용하여 변환하는 단계와;

상기 블록 데이터에 IDCT 또는 IPCDWT를 적용하여 워터마크 비트가 삽입된 오디오 블록을 취득하는 단계와;

상기의 단계들을 이용하여 소정의 워터마크 비트가 삽입될 때까지 반복 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오의 워터마킹 삽입방법.
청구항 1에 있어서, 상기 임의로 추출된 두 개의 인덱스 집합은 크기에 제한받지 않고 자유롭게 인덱스 집합의 크기를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오의 워터마킹 삽입방법.
주파수영역에서의 통계적 추정(패치웍)을 이용하여 오디오 신호에 삽입된 워터마크를 검출하는 방법에 있어서,

워터마크가 삽입된 오디오 신호에서 블록 데이터를 탐색하는 단계와;

워터마크 검출 기준에 의해 워터마크가 검출될 때까지 해당 주파수 변환에 따른 패치값을 DCT 또는 PCDWT를 적용하여 계산하는 단계와;

상기 워터마크의 검출여부에 따라 블록 데이터의 시작점을 설정하는 단계와;

상기 설정된 블록 데이터의 시작점으로부터 정해진 순서에 의해 워터마크를 검출하는 단계와;

상기 단계들을 이용하여 소정의 워터마크가 검출될때 까지 반복 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 디지털 오디오의 워터마킹 검출방법.
청구항 3에 있어서, 상기 PCDWT 영역에서의 워터마크 검출은 해당 주파수 변환에 따른 두 블록 데이터간의 패치값 차를 이용하여 검출하는 것을 특징으로 하는 것을 디지털 오디오의 워터마킹 검출방법.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 PCDWT 영역에서의 워터마크 검출은 워터마크가 삽입된 오디오 신호에서 직접 패치값의 차를 계산할 수 있도록 검출하는 것을 특징으로 하는 것을 디지털 오디오의 워터마킹 검출방법.