KR100455062B1 - 계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법 - Google Patents

계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 디지털 오디오 데이터 등의 시간변형을 감지할 수 있는 워터마크를 디지털 오디오 데이터 전체에 걸쳐 1차적으로 삽입하고, 시간변형을 보정할 수 있는 워터마크를 2차적으로 삽입함으로써, 이후에 상기 디지털 오디오 데이터의 재생시에 상기 1차적으로 삽입한 워터마크로부터 시간변형을 검출하고, 상기 2차적으로 삽입한 워터마크로부터 시간변형을 보정하도록 하기 위한, 계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 워터마크를 계층적으로 삽입하기 위한 계층적 워터마크 삽입장치에 있어서, 워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아, 상기 입력 데이터에 1계층 워터마크를 삽입하기 위한 1계층 워터마크 삽입수단; 및 상기 1계층 워터마크 삽입수단에서 만들어진 1계층 워터마크된 데이터에 상기 1계층 워터마크된 데이터와 실질적으로 독립적인 2계층 워터마크를 삽입하기 위한 2계층 워터마크 삽입수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 디지털 워터마킹 시스템 등에 이용됨.

Description

계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법 {Apparatus and method of embedding and detecting layered watermark}
본 발명은 디지털 컨텐츠 보호를 위한 기술 중의 하나인 워터마크의 삽입/검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디지털 오디오 데이터 등의 시간변형을 보정할 수 있도록 하기 위한 계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
본 발명은 영상, 음성 등과 같은 멀티미디어 데이터 등에 적용될 수 있으며, 특히 디지털 오디오 데이터에 효율적으로 이용될 수 있다. 따라서, 이후의 실시예에서는 디지털 오디오 데이터를 일예로 들어 설명하기로 한다.
디지털 미디어의 유통이 활발하게 이루어지면서 컨텐츠 제작자에게 디지털의 완벽한 복제 특성은 심각한 문제가 되었다. 컨텐츠 제작에는 많은 비용과 노력이 필요하므로 불법 복제물의 유통은 저작권자에게 심각한 경제적 손실을 입히게 된다. 그러므로, 질이 좋은 컨텐츠를 정당하게 대우하고, 소유권을 보호하려면 디지털 미디어 유통 과정에서 저작권 보호 기능을 포함해야 한다.
멀티미디어 데이터에 대하여 접속을 제한하고 제어하는 디지털 저작권 관리(Digital Rights Management;DRM) 시스템은 일반적으로 암호화, 접속 제어, 키 관리 등으로 이루어져 있으며, 저작권의 신원 확인과 데이터의 복제 제어를 위한 DRM 시스템의 주요 기술로서 최근에 디지털 워터마킹 기술이 부각되고 있다.
디지털 워터마크란 멀티미디어 데이터에 첨부된 인지할 수 없는 정보를 의미한다. 기본적으로 본 데이터에 지각적으로 인식되지 않을 만큼의 작은 변화를 주는것인데, 여러 가지 신호처리나 공격 등에도 남아 있어야 하는 강인성이 요구된다. 따라서, 워터마크 정보는 커버 데이터 전체에 걸쳐서 분포되어 있어야 하며, 워터마크에 대한 불법적인 접근을 막기 위해서는 워터마크의 형태가 무작위적이고, 잡음과 같아서 허가받지 않은 임의의 공격자가 검출할 수 없어야 할 것이다. 대역확산(spread spectrum) 기술은 이 요구사항을 모두 만족시키는 기술로서 지금까지 연구된 많은 워터마크 기술이 이것을 이용하였다.
그런데, 대역확산 기술을 이용한 워터마크는 크기변형, 주파수 등화 특성, 압축, 잡음 첨가 등 대부분의 신호처리에 대해서는 매우 강인하지만, 시간변형에는 살아 남지 못한다. 오디오 데이터는 방송 시간을 맞추거나 조절하기 위해서 시간변형을 할 때가 있는데 이러한 변화를 고려하지 않은 단순한 시스템에서는 대역확산 워터마크를 제대로 복호해 낼 수 없다. 오디오 데이터의 시간변형 기술로 선형속도변화(linear speed change)와 피치를 변화시키지 않는 시간눈금변형(time scale modification) 두 가지를 고려해 볼 수 있다. 시간눈금변형 등에 의해 동기위치가 어긋났을 경우를 대비해서 상당히 주기가 큰 의사잡음수열(pseudo noise 수열; 이하 'pn수열'이라 함)의 원형 상관(circular correlation)에 의해 보완할 수 있으나, 이 방법은 복잡도가 크고, 검출 지연시간이 길어질 뿐만 아니라 워터마크 유/무 이외에 저작권 정보 등 비트수가 늘어나는 정보를 삽입할 경우 그대로 적용시키기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 인간의 청각시스템이 수 밀리초의 짧은 반향은 인지할 수 없다는 사실에 기초하여 반향을 워터마크로 이용하는 기술이 제안되었다. 반향을 오디오 전체에 일정하게 삽입한 경우, 즉 프레임을 구분하지 않고 항상 특정 위치에 반향이 나타나도록 삽입하면, 이것의 검출은 시간눈금변형의 영향을 받지 않으며, 반향 위치 전후로 일정 구간을 검사하여 데이터에 가해진 선형속도변화를 추정할 수 있게 해 준다. 그러나, 비인지성을 유지하는 반향 위치에는 한계가 있으므로 이와 같은 방식으로는 삽입할 수 있는 정보의 수가 제한을 받는 문제점이 있었다.
본 발명은, 디지털 오디오 데이터 등의 시간변형을 감지할 수 있는 워터마크를 디지털 오디오 데이터 전체에 걸쳐 1차적으로 삽입하고, 시간변형을 보정할 수 있는 워터마크를 2차적으로 삽입하기 위한, 계층적 워터마크 삽입 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 워터마크된 디지털 오디오 데이터 등에 1차적으로 삽입된 워터마크를 검출하여 시간변형을 검출하고, 2차적으로 삽입된 워터마크를 검출하여 시간변형을 보정하되, 사용자의 선택에 따라 그 검출 및 보정의 계층을 조정할 수 있도록 하기 위한, 계층적 워터마크 검출장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
즉, 본 발명은 디지털 오디오 데이터 등의 시간변형을 감지할 수 있는 반향을 디지털 오디오 데이터 전체에 걸쳐 1차적으로 삽입하고, 시간변형을 보정할 수 있는 워터마크 데이터용 pn 수열과 동기용 pn 수열을 2차적으로 삽입함으로써, 이후에 상기 디지털 오디오 데이터에서 워터마크를 검출시에 상기 1차적으로 삽입한 반향으로부터 시간변형을 검출하고, 상기 2차적으로 삽입한 워터마크 데이터용 pn 수열과 동기용 pn 수열로부터 시간변형을 보정하도록 하기 위한, 계층적 워터마크 삽입/검출장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
도 1 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입/검출장치의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치에 적용되는 1계층 워터마크 삽입부의 일실시예 상세 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치에 적용되는 2계층 워터마크 삽입부의 일실시예 상세 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치의 구성도.
도 7 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 1계층 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도.
도 8 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 2계층 전단계 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도.
도 9 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 2계층 본단계 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도.
도 10 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 11 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 1계층 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.
도 12 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 2계층 전단계 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.
도 13 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 2계층 본단계 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
120: 계층적 워터마크 삽입장치 140: 계층적 워터마크 검출장치
220: 1계층 워터마크 삽입부 230: 2계층 워터마크 삽입부
620: 1계층 워터마크 검출부 640: 2계층 전단계 워터마크 검출부
660: 2계층 본단계 워터마크 검출부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 계층적 워터마크 삽입장치에 있어서, 워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하기 위한 1계층 워터마크 삽입수단; 및 상기 1계층 워터마크 삽입수단으로부터 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하기 위한 2계층 워터마크 삽입수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 계층적 워터마크 삽입방법에 있어서, 워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하는 1계층 워터마크 삽입 단계; 및 상기 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 2계층 워터마크 삽입 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로세서를 구비한 워터마크 삽입장치에, 워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하는 1계층 워터마크 삽입 기능; 및 상기 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 2계층 워터마크 삽입 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 계층적 워터마크 검출장치에 있어서, 선형속도변화를 추정하면서 워터마크를 검출하기 위한 1계층 워터마크 검출수단; 및 상기 1계층 워터마크 검출수단에서 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 워터마크를 검출하기 위한 2계층 전단계 워터마크 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다른 장치는, 상기 1계층 워터마크 검출수단에서 추정된 선형속도변화와 상기 2계층 전단계 워터마크 검출수단에서 확보된 프레임 동기를 이용하여 워터마크를 검출하기 위한 2계층 본단계 워터마크 검출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 계층적 워터마크 검출방법에 있어서, 선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하는 1계층 워터마크 검출 단계; 및 상기 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출하는 전단계 워터마크 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다른 방법은, 상기 추정된 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 본단계 워터마크 검출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로세서를 구비한 워터마크 검출장치에, 선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하는 1계층 워터마크 검출 기능; 및 상기 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출하는 전단계 워터마크 검출 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
그리고, 상기 본 발명은, 상기 추정된 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 본단계 워터마크 검출 기능을 더 실현시키기 위한 기록매체를 제공한다.
이처럼, 본 발명은 오디오 데이터를 시간변형에 강인하도록 하는데 목적이 있다. 특히, 대표적인 시간변형의 두 가지 형태인 선형속도변화, 시간눈금변형을 고려하여 검출단에서 그 변화 정도를 추정하고, 대처하도록 하였다. 선형속도변화는 오디오 데이터에 반향을 삽입하고, 반향의 위치 변화로부터 추적할 수 있다. 그런데, 이러한 반향은 시간눈금변형을 감지하기 어려우므로, 커버 오디오 데이터와는 통계적으로 독립적이면서 상관특성이 좋은 pn수열을 사용하여, 이 변형을 보정하였다.즉, 오디오 데이터에 시간눈금변형이 일어나서 프레임의 동기위치에 변화가 생긴 경우, pn수열과의 교차상관을 구하여, 상관값의 피크 위치로 동기를 찾도록 한다. 이 때, pn수열 하나로 워터마크 데이터/동기 확보를 모두 구할 경우에는 피크 위치를 파악할 때 부호의 영향으로 판별이 모호해지거나, 작은 오차로 오류가 커질 가능성이 있으므로 동기 확보를 위한 동기용 pn수열과 데이터 전달을 위한 워터마크 데이터용 pn수열을 따로 둔다.이와 같이, 두 수열을 분리함으로써 동기 확보를 위해 교차 상관값을 구하는데 있어서 블록별로 원형 상관을 이용하여 계산량을 훨씬 줄일 수 있고, 프레임별로 오디오 데이터와 pn수열 전처리 과정에서 쓰이는 전처리 변수를 공유할 수 있으므로 상관특성이 향상된다. 또한, 본 발명의 기술에 의해 종래의 기술들보다 워터마크 데이터를 더 많이 삽입할 수 있다.
이와 같이 반향, 동기용 수열, 워터마크 데이터용 수열을 검출하는 구조는 검출장치에 요구된 계산량, 시간, 정보의 정도에 따라 검출도를 조정할 수 있게 해 준다. 즉, 워터마크의 유/무만을 판별할 경우에는 반향만 검출하거나, 반향, 동기 수열까지를 검출하고, 데이터 추출까지 요구될 경우에는 반향, 동기수열 및 데이터 수열까지를 검출하는 등과 같이 응용 분야에 따라 효율성을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입/검출장치의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 계층적 워터마크 삽입장치(120)는 디지털 오디오 데이터(110)와 워터마크 데이터(160)를 입력받아, 디지털 오디오 데이터(110)에 계층적으로 워터마크를 삽입하여 워터마크된 오디오 데이터(130)를 만든다. 이 때, 계층적 워터마크 검출장치(140)는 워터마크된 오디오 데이터(130)를 입력받아, 계층적으로 워터마크를 검출함으로써 필요에 따라 워터마크 유/무 만을 또는 워터마크 유/무는 물론 워터마크 데이터(150)까지를 검출하는 역할을 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치의 일실시예 구성도이다. 본 발명에 따른 계층적 워터마크 삽입장치는 1계층 워터마크 삽입부(220)와 2계층 워터마크 삽입부(230)를 구비한다.
본 발명은 계층적 워터마크를 사용하여, 여러가지 변형을 감지할 수 있고, 필요에 따라 검출 복잡도를 조절할 수 있다. 즉, 1계층 워터마크는 오디오 데이터의 시간축 변형(시간 늘임 또는 줄임)을 감지할 수 있도록 오디오 데이터 자체를 이용하고, 2계층 워터마크는 1계층 워터마크된 오디오 데이터를 기준으로 저작권 정보 등의 요구량이 많은 부가정보를 삽입한다. 또한, 본 발명은 디지털 오디오 데이터에 워터마크 데이터를 삽입할 때, 계층별로 다른 종류의 워터마크를 이용함으로써 검출장치에서 시간변형을 감지, 보정할 수 있고, 요구사항에 따라 검출하는 계층을 조절할 수 있도록 한다.
1계층 워터마크 삽입부(220)는 반향을 형성하여 워터마크를 삽입하고, 2계층 워터마크 삽입부(230)는 상기 1계층 워터마크 삽입부(220)에서 만들어진 1계층 워터마크된 오디오 데이터에 워터마크 데이터(250)를 이용하여 2계층 워터마크를 삽입하여 워터마크된 오디오 데이터를 만든다. 이때, 삽입하는 2계층 워터마크는 워터마크 데이터(250)를 이용한 pn수열로서, 상기 1계층 워터마크된 오디오 데이터와 실질적으로 독립적인 워터마크를 사용하게 된다.
도 3 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치에 적용되는 1계층 워터마크 삽입부에 대한 일실시예 상세 구성도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치에 적용되는 2계층 워터마크 삽입부에 대한 일실시예 상세 구성도이다.
1계층 워터마크 삽입부(320)에서는 입력받은 디지털 오디오 데이터(310)에 반향 워터마크를 삽입하고, 2계층 워터마크 삽입부(420)에서는 상기 1계층 워터마크 삽입부(320)로부터 1계층 워터마크된(반향 워터마크 삽입된) 오디오 데이터(410)를 전달받아 워터마크된 오디오 데이터(440)를 생성한다. 도 3을 참조하여 1계층 워터마크 삽입부(220)를 보다 상세히 살펴보기로 한다.
우선, 1계층 워터마크 삽입부(320)는 반향 형성기(321)와 덧셈기(322)를 구비한다. 그리고, 1계층 워터마크 삽입부(320)는 디지털 오디오 데이터(310)를 입력받아, 검출장치에서 선형속도변화를 추정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 입력받은 디지털 오디오 데이터 전체에 워터마크를 삽입하여 1계층 워터마크된 오디오 데이터(330)를 만든다. 이때, 상기 1계층 워터마크 삽입 과정은 디지털 오디오 데이터 전체에 반향을 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 방향 형성기(321)는 상기 입력받은 디지털 오디오 데이터를(310) 이용하여 반향을 형성하고, 덧셈기(322)에서는 상기 디지털 오디오 데이터(310)와 상기 반향 형성기(321)에서 형성한 반향을 더하여 1계층 워터마크된 오디오 데이터(330)를 생성한다.
일반적으로, 반향으로 워터마크를 삽입한다고 하면, 오디오 데이터의 프레임을 나눈 후, 0/1 비트값에 따라 다른 위치에 반향을 삽입하고, 검출장치에서는 두 위치 중 피크가 큰 쪽으로 비트를 판단하는 형태를 의미한다. 이 경우, 선형속도변화는 원래 피크가 있어야 할 위치 전후로 관측하여 추정할 수 있고, 그 정보로 프레임 길이를 조정한다. 그러나, 시간눈금변형이 있을 경우, 피크 위치에는 변화가 없이 프레임 길이만 늘어나므로 반향 워터마크는 이러한 변형에 본질적으로 약하다. 그러나, 본 발명에서는 시간눈금변형에 영향을 받지 않도록 반향을 삽입할 때, 프레임을 나누지 않고, 워터마크를 오디오 데이터 전체에 걸쳐 삽입하였다. 그리고, 반향 워터마크로부터는 비트 정보없이 워터마크 유/무, 선형속도변화도 만을 얻을 수 있도록 한다. 이러한 방식은 충분히 보정이 가능한데, 여기서는 일단 반향 워터마크로는 시간눈금변형의 보정을 시도하지 않고, 선형속도변화만을 추정하기로 한다.한편, 도 4를 참조하여 2계층 워터마크 삽입부(230)를 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입장치에 적용되는 2계층 워터마크 삽입부의 일실시예 상세 구성도이다.도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2계층 워터마크 삽입부(420)는 pn수열 스펙트럼 맞춤기(422), pn수열 변조기(424), 덧셈기(426)를 구비한다. 2계층 워터마크 삽입부(420)에서는 1계층 워터마크된 오디오 데이터(410)와 통계적으로 독립적인 신호를 이용한다. 시간눈금변형이 있을 때, 중요한 것은 새로 시작된 동기를 찾는 것이다. 그런데, 삽입된 신호가 오디오 데이터와 상관성(correlation)이 있으면, 교차 상관을 구할 때, 프레임의 동기위치 외에 원래 상관값의 영향으로 피크가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 동기 확보를 위해 교차 상관을 이용한 본 발명의 구조에서는 통계적으로 독립적인 신호를 이용해야 한다.
우선, pn수열 변조기(424)에서는 워터마크 데이터(430)를 입력받아, 이를 이용하여 pn수열을 변조시키는 역할을 한다. 이후, pn수열 스펙트럼 맞춤기(422)에서는 1계층 워터마크된 오디오 데이터(410)로부터의 스펙트럼 맞춤 정보에 따라 pn수열의 스펙트럼을 변화시킨다. 이는 1계층 워터마크 삽입부(320)에서 반향을 형성하여 삽입한 경우와 달리, pn수열을 그대로 넣게 되면 워터마크된 오디오 데이터(440)에서 잡음으로 나타날 수 있기 때문에 전력을 낮추고, 스펙트럼을 다듬어주는 등의 변화를 주어야 한다.
마지막으로, 스펙트럼이 다듬어진 pn수열을 덧셈기(426)에서 1계층 워터마크된 오디오 데이터(410)와 더함으로써 워터마크된 오디오 데이터(440)를 얻게 된다.
이때, 별도의 동기용 pn수열을 동시에 삽입함으로써 검출할 때의 프레임의동기 확보를 위해 사용할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같은 워터마크 데이터에 의하여 변조된 pn수열을 하나 삽입하면서, 이와는 별도로 동기확보용 pn수열을 삽입하게 되면 이를 이용하여 검출시에 동기를 확보할 수 있다. 이는 워터마크 데이터와는 관련성이 없는 별개의 pn수열을 이용한다.
도 5 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 삽입방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
계층적 워터마크 삽입방법은 상기의 계층적 워터마크 삽입장치와 같이, 1계층 워터마크를 삽입하여 1계층 워터마크된 오디오 데이터를 만든 후, 다시 1계층 워터마크된 오디오 데이터에 2계층 워터마크를 삽입하는 방식으로 이루어진다.
우선, 디지털 오디오 데이터 전체에 대해 일정한 위치에 반향을 삽입하여 1계층 워터마크된 오디오 데이터를 만든다(510).
그리고 워터마크 데이터를 이용하여 pn수열을 변조하고(530), 상기 변조된 pn수열을 상기 1계층 워터마크된 오디오 데이터의 스펙트럼 정보에 따라 변형한다.(550), 이는 상술한 바와 같이 워터마크된 오디오 데이터에서 삽입된 워터마크가 잡음으로 인식되지 않도록 하기 위한 것이다.
그리고, 상기 변형한 pn수열과 상기 1계층 워터마크된 오디오 데이터를 더하여 워터마크된 오디오 데이터를 만들게 된다(570).
이때, 별도의 워터마크 데이터와는 관련성이 없는 별개의 동기용 pn수열을 상기 변형한 pn수열과 함께 삽입함으로써 검출시에 동기를 확보할 수 있도록 한다.한편, 본 발명에 따른 계층적 워터마크 검출 장치에 대하여 도 6 내지 도 13을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 6 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치의 일실시예 구성도이다.도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 계층적 워터마크 검출장치(140)는 1계층 워터마크 검출부(620), 2계층 전단계 워터마크 검출부(640), 2계층 본단계 워터마크 검출부(660)를 구비한다. 계층적 워터마크 검출장치(140)는 1계층, 1계층-2계층 전단계, 1계층-2계층 전단계-2계층 본단계 중에서 사용자가 선택한 단계까지만 워터마크를 검출하도록 할 수 있다.
1계층 워터마크 검출부(620)는 선형속도변화를 추정하면서 워터마크를 검출하는 역할을 하고, 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)는 상기 1계층 워터마크 검출부에서 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 워터마크를 검출한다. 그리고, 2계층 본단계 워터마크 검출부(660)는 상기 1계층 워터마크 검출수단에서 추정된 선형속도변화와 상기 2계층 전단계 워터마크 검출수단에서 확보된 동기위치(650)를 이용하여 워터마크를 검출하는 역할을 한다.
이를 도 7 내지 도 9 를 참조하여 전체적인 동작 과정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 7 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 1계층 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 1계층 워터마크 검출부(620)는 오디오 데이터 전처리기(720), 오토켑스트럼기(740), 비교 분석기(750)를 구비한다.
1계층 워터마크 검출부(620)는 선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하여 워터마크 데이터의 유/무, 워터마크 데이터의 신뢰도, 시간 늘임도를 검출하는 역할을 한다. 우선, 워터마크 데이터의 검출 성능을 높이기 위해 오디오 데이터 전처리기(720)에서, 워터마크된 오디오 데이터(710)를 전처리하여, 전처리된 오디오 데이터(730)를 생성한다. 이때, pn수열을 전처리하는 과정은 스펙트럼 맞춤과정, 선형 속도 변화과정, 검출단의 오디오 데이터 전처리과정 등을 통하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 전처리된 오디오 데이터(730)를 오토켑스트럼기(740)에서 입력받아 켑스트럼 변환을 수행하고 자기 상관값을 취하여 오토켑스트럼값을 얻는다. 그리고, 비교 분석기(750)에서 상기 오토켑스트럼값을 이용하여 선형속도변화를 추정하여, 1계층 워터마크 데이터의 유/무, 워터마크 데이터의 신뢰도, 및 시간 늘임도(760)를 검출한다.
도 8 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 2계층 전단계 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)는 스펙트럼 변수 추출기(820), pn수열 전처리기(830), 원형 상관기(840), 및 비교 결정기(850)를 구비한다. 이하, 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)의 동작을 설명한다.
2계층 전단계 워터마크 검출부(640)에서는 상기 1계층 워터마크 검출부(620)에서 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 워터마크를 검출하는 역할을 한다.
스펙트럼 변수 추출기(820)에서 워터마크된 오디오 데이터(810)를 입력받아, 스펙트럼 변수(890)를 추출해낸다. pn수열 전처리기(830)에서는 상기 스펙트럼 변수(890)와 동기용 pn수열, 상기 1계층 워터마크 검출부(620)에서 검출된 시간 늘임도, 전처리 변수(870)를 입력받아, 이를 이용하여 pn수열의 전처리를 수행한다.
원형 상관기(840)에서는 pn수열 전처리기(830)에서 얻어진 전처리된 동기용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출부(620)에서 전처리된 오디오 데이터(880)로부터 원형 상관값을 얻는다. 이는 워터마크 데이터용 pn수열과 동기용 pn수열, 2개의 수열을 별도로 사용함으로써 원형 상관을 이용할 수 있는 것이며, 이로 인하여 계산량을 효율적으로 줄일 수 있다.
마지막으로, 비교 결정기(850)에서 상기 원형 상관기(840)에서 구해진 원형 상관값을 입력받아, 상기 원형 상관값으로부터 프레임의 동기를 확보한다. 프레임의 동기를 확보하는 과정을 상세히 설명하면, 상기 원형 상관값이 최대인 위치를 기록하고, 수십 ~ 수백 프레임에 대해 이 위치의 확률분포(probability distribution)를 분석하여, 워터마크 데이터 유/무의 신뢰도를 결정하고, 워터마크 데이터가 있으면 프레임의 동기를 확보한다.
이때, 동기용 pn수열과 워터마크 데이터용 pn수열을 따로 두었기 때문에 프레임의 동기를 찾기 위해 교차상관(cross correlation)을 구할 때, 블럭별로 원형 상관(circular correlation)을 이용하여 효율적인 계산이 가능하다.
도 9 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출장치에 적용되는 2계층 본단계 워터마크 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2계층 본단계 워터마크 검출부(660)는 pn수열 전처리기(920), 선형 상관기(930), 및 비교 판단기(940)를 구비한다.
2계층 본단계 워터마크 검출부(660)는 상기 1계층 워터마크 검출부(620)에서 추정된 선형속도변화와 상기 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)에서 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 역할을 한다.
pn수열 전처리기(920)는 상기 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)의 pn수열 전처리기(830)와 같은 역할을 수행한다. 즉, 워터마크 데이터용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출부(620)에서 검출된 시간 늘임도, 전처리 변수(960)를 입력받아, 전처리된 워터마크 데이터용 pn수열을 만든다.그리고, 선형 상관기(930)는 상기 전처리된 워터마크 데이터용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출부(620)의 오디오 데이터 전처리기(720)에서 전처리된 오디오 데이터 및 상기 2계층 전단계 워터마크 검출부(640)에서 얻어진 동기위치(970)를 입력받아, 선형 상관을 취하여 선형 상관값을 구한다.마지막으로 비교 판단기(940)에서 선형 상관기(930)로부터 선형 상관값을 입력받은 후 기설정된 문턱값을 비교하여, 삽입된 비트 정보를 판단하여 워터마크 데이터(950)를 검출한다.
여기서 상기 삽입된 비트 정보를 판단하는 과정은 상기 선형 상관값과 문턱값을 비교하되, 2계층 전단계 검출부(640)에서 확보한 프레임 동기위치에 따라 동기위치가 변형되었을 경우, 비트 소실/반복을 판단하는 과정을 포함하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 대하여 설명한다.도 10 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 대한 일실시예 흐름도이다.본 발명에 따른 계층적 워터마크 검출장치는 사용자가 1계층, 1계층-2계층 전단계, 1계층-2계층 전단계-2계층 본단계 중에서 선택하여 선택된 단계까지만 검출하도록 할 수 있다.즉, 선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출한 후(1010), 사용자가 계속하기를 원하였으면(1020) 상기 1계층 워터마크 검출 과정에서 추정한 선형속도변화를 이용하여 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출한다(1030). 그리고, 사용자가 계속하기를 원하였으면(1040) 상기 추정한 선형속도변화아 상기 확보한 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출한다(1050).한편, 상기 "1020" 및 "1040" 과정에서 사용자가 계속하기를 원하지 않았으면 종료한다.
도 11을 참조하여 선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하는 과정(1010)에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.도 11 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 1계층 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 입력받은 워터마크된 오디오 데이터를 전처리하여 전처리된 오디오 데이터를 얻는다(1110). 상기 전처리된 오디오 데이터에 켑스트럼 변환을 수행하고, 자기 상관값을 취하여 오토켑스트럼값을 구한다(1120).그리고, 특정구간 내에서 상기 오토켑스트럼값이 최대인 위치를 구하여 기록하고(1130), 수십 ~ 수백 프레임에 대해서 상기 위치의 확률 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무를 결정한다(1140). 이 때, 상기 워터마크 데이터 유/무에 따라 워터마크 데이터가 있으면 선형속도변화를 추정한다(1150). 그리고 상기 추정된 선형속도변화를 이용하여 1계층 워터마크를 검출한다(1160). 여기서 검출되는 1계층 워터마크는 워터마크의 유/무, 워터마크의 유/무에 대한 신뢰도, 시간 늘임도이다.
다음으로, 도 12를 참조하여 상기 1계층 워터마크 검출과정에서 추정된 선형속도변화를 이용하여 프레임 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출하는 과정(1030)에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.도 12 는 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 2계층 전단계 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
우선, 워터마크된 오디오 데이터로부터 스펙트럼 변수를 추출한다(1210). 그리고, 상기 1계층 워터마크 검출과정에서 추정된 선형속도변화 추정값에 따라 동기용 pn수열을 전처리하여 변형한다(1220).그리고, 상기 전처리되어 변형된 동기용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출과정에서 만들어진 전처리된 오디오 데이터의 원형 상관값을 취한다(1230). 상기 원형 상관값이 최대인 위치를 구하여 기록하고(1240), 수십 ~ 수백 프레임에 대해서 상기 위치값의 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무의 신뢰도를 결정한 후(1250), 워터마크 데이터가 있으면 프레임의 동기를 확보한다(1260). 최종적으로, 상기 추정된 선형속도변화와 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출한다(1270).
마지막으로, 도 13을 참조하여 상기 추정한 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 과정(1050)에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.도 13 은 본 발명에 따른 디지털 오디오 데이터의 계층적 워터마크 검출방법에 적용되는 2계층 본단계 워터마크 검출과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
우선, 상기 추정된 선형속도변화 추정값에 따라 워터마크 데이터용 pn수열을 전처리한다(1310). 그리고, 상기 전처리된 워터마크 데이터용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출과정에서 전처리된 오디오 데이터를 상기 2계층 전단계 워터마크 검출과정에서 확보된 동기위치에 따라 선형 상관을 취하여 선형 상관값을 얻는다(1320).이후, 상기 선형 상관값과 문턱값을 비교하는 과정을 거치는데, 이때 상기 2계층 전단계 워터마크 검출과정에서 확보된 프레임 동기위치에 따라 동기위치가 변형되었을 경우 비트 소실/반복여부를 판단한다(1330). 끝으로, 상기 추정된 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출한다(1340).
한편, 상기 일실시예에서는 2계층으로 워터마크를 삽입하고 3계층으로 워터마크를 검출하는 방식에 대하여 설명하고 있으나, 워터마크 삽입과정을 3계층, 4계층 등을 더 포함시켜 다계층으로 확장하고 워터마크 검출과정도 4계층, 5계층 등을 더 포함시켜 다계층으로 확장하는 방식도 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 디지털 오디오 데이터 등의 시간변형을 감지할 수 있는 반향을 디지털 오디오 데이터 전체에 걸쳐 1차적으로 삽입하고, 시간변형을 보정할 수 있는 변조된 pn 수열과 동기용 pn 수열을 2차적으로 삽입함으로써, 이후에 상기 디지털 오디오 데이터의 재생시에 상기 1차적으로 삽입한 반향으로부터 시간변형을 검출하고, 상기 2차적으로 삽입한 변조된 pn 수열과 동기용 pn 수열로부터 시간변형을 보정할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 시간변형에 약한 대역확산 기법에 대해서 1계층 워터마크로 반향을 이용하고, 2계층에서 동기위치 탐색을 위한 수열과 워터마크 데이터 삽입을 위한 수열의 두 종류를 둠으로써 디지털 오디오 데이터의 시간변형에도 대처할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 워터마크를 계층화함으로써 삽입 관점에서 1계층, 2계층과같이 다채롭게 변화시킬 수 있는 응용 범위가 넓으며, 검출 관점에서도 다양한 종류의 검출기에서 공통적으로 사용할 수 있어 융통성이 커지는 효과가 있다.

Claims (31)

  1. 계층적 워터마크 삽입장치에 있어서,
    워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하기 위한 1계층 워터마크 삽입수단; 및
    상기 1계층 워터마크 삽입수단으로부터 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하기 위한 2계층 워터마크 삽입수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 삽입수단은,
    워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 반향 워터마크를 상기 입력받은 데이터 전체에 걸쳐 삽입하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 삽입수단은,
    상기 입력받은 데이터로부터 반향을 형성하기 위한 반향 형성수단; 및
    상기 입력받은 데이터와 상기 반향 형성수단에서 형성한 반향 데이터를 더하여 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 만들기 위한 제 1 덧셈수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2계층 워터마크 삽입수단은,
    상기 1계층 워터마크 삽입수단으로부터 전달받은 1계층 워터마크가 삽입된 데이터에 워터마크 데이터를 변조한 pn수열을 더하여, 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2계층 워터마크 삽입수단은,
    워터마크 데이터를 입력받아 이로부터 pn수열을 변조하기 위한 pn수열 변조수단;
    상기 1계층 워터마크된 데이터와 상기 변조된 pn수열을 입력으로 받아 pn수열의 스펙트럼을 맞추어 변형하는 pn수열 스펙트럼 맞춤수단; 및
    상기 1계층 워터마크된 데이터와 상기 pn수열 스펙트럼 맞춤수단에서 재변조된 pn수열을 더하여 2계층 워터마크가 삽입된 데이터를 만들기 위한 제 2 덧셈수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 덧셈수단은,
    워터마크 검출시에 프레임의 동기를 확보하기 위하여 사용되는 동기용 pn수열을 삽입하는 과정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 삽입장치.
  7. 계층적 워터마크 삽입방법에 있어서,
    워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하는 1계층 워터마크 삽입 단계; 및
    상기 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 2계층 워터마크 삽입 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 삽입 단계는,
    워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 반향 워터마크를 상기 입력받은 데이터 전체에 걸쳐 삽입하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 삽입 단계는,
    상기 워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 반향을 형성하기 위한 단계; 및
    상기 워터마크를 삽입하기 위한 데이터에 상기 형성한 반향 데이터를 더하여 1계층 워터마크를 삽입하는 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2계층 워터마크 삽입 단계는,
    상기 전달받은 1계층 워터마크가 삽입된 데이터에 워터마크 데이터를 변조한 pn수열을 더하여, 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 2계층 워터마크 삽입 단계는,
    워터마크 데이터를 입력받아 이로부터 pn수열을 변조하는 pn수열 변조 단계;
    상기 1계층 워터마크된 데이터와 상기 변조된 pn수열을 입력으로 받아 pn수열의 스펙트럼을 맞추어 변형하는 pn수열 스펙트럼 맞춤 단계; 및
    상기 1계층 워터마크된 데이터와 상기 pn수열 스펙트럼 맞춤수단에서 변형된 pn수열을 더하여 2계층 워터마크가 삽입된 데이터를 만드는 덧셈 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 덧셈 단계는,
    상기 1계층 워터마크된 데이터에 상기 pn수열 스펙트럽 맞춤 단계에서 변형된 pn수열을 더하는 외에, 워터마크 검출시의 프레임에 동기를 확보하기 위하여 사용되는 동기용 pn수열을 삽입하는 과정을 더 포함하는 계층적 워터마크 삽입방법.
  13. 프로세서를 구비한 워터마크 삽입장치에,
    워터마크를 삽입하기 위한 데이터를 입력받아 시간변형 유무를 검출할 수 있도록 하는 1계층 워터마크를 삽입하는 1계층 워터마크 삽입 기능; 및
    상기 1계층 워터마크가 삽입된 데이터를 전달받아 시간변형을 보정할 수 있도록 하는 2계층 워터마크를 삽입하는 2계층 워터마크 삽입 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  14. 계층적 워터마크 검출장치에 있어서,
    선형속도변화를 추정하면서 워터마크를 검출하기 위한 1계층 워터마크 검출수단; 및
    상기 1계층 워터마크 검출수단에서 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 워터마크를 검출하기 위한 2계층 전단계 워터마크 검출수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 검출장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 검출수단에서 추정된 선형속도변화와 상기 2계층 전단계 워터마크 검출수단에서 확보된 프레임 동기를 이용하여 워터마크를 검출하기 위한 2계층 본단계 워터마크 검출수단
    을 더 포함하는 계층적 워터마크 검출장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 2계층 본단계 워터마크 검출수단은,
    상기 1계층 워터마크 검출수단의 선형속도변화 추정값에 따라 워터마크 데이터용 pn수열을 변형하기 위한 제 1 pn수열 전처리수단;
    상기 제 1 pn수열 전처리수단에 의하여 변형된 워터마크 데이터용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출수단에서 전처리된 데이터를 상기 2계층 전단계 워터마크 검출수단에서 확보된 동기위치에 따라 선형 상관을 취하기 위한 선형 상관수단; 및
    상기 선형 상관수단에서 얻어진 선형 상관값을 문턱값과 비교하여 비트 정보를 판단하기 위한 비교 판단수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 검출장치.
  17. 상기 제 16 항에 있어서,
    상기 비교 판단수단은,
    상기 선형 상관값과 문턱값을 비교하되, 상기 2계층 전단계 검출수단에서 확보된 프레임 동기위치에 따라 동기위치가 변형되었을 경우 비트 소실/반복여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출장치.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 검출수단은,
    입력받은 워터마크된 데이터를 전처리하기 위한 데이터 전처리수단;
    상기 데이터 전처리수단에서 전처리된 데이터에 켑스트럼 변환을 수행하고, 자기 상관값을 취하여 오토켑스트럼값을 구하기 위한 오토켑스트럼수단; 및
    상기 오토켑스트럼수단에서 구해진 오토켑스트럼값을 비교 분석하여 선형속도변화를 추정하고 1계층 워터마크를 검출하기 위한 비교 분석수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 검출장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 비교 분석수단은,
    특정구간 내에서 상기 오토켑스트럼값이 최대인 위치를 구하여 기록하고, 수십 ~ 수백 프레임에 대해 상기 최대 위치값의 확률 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무를 결정하며, 상기 워터마크 데이터 유/무 결정에 따라, 워터마크 데이터가 있으면 선형속도변화를 추정하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출장치.
  20. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2계층 전단계 워터마크 검출수단은,
    워터마크된 데이터를 입력받아, 스펙트럼 변수를 추출하기 위한 스펙트럼 변수 추출수단;
    상기 1계층 워터마크 검출수단의 선형속도변화 추정값에 따라 동기용 pn수열을 전처리하기 위한 제 2 pn수열 전처리수단;
    상기 제 2 pn수열 전처리수단에서 전처리되어 변형된 동기용 pn수열과 상기 1계층 검출수단에서 만들어진 전처리된 데이터의 원형 상관값을 취하는 원형 상관수단; 및
    상기 원형 상관수단에서 얻어진 원형 상관값으로부터 프레임의 동기를 확보하기 위한 비교 결정수단
    을 포함하는 계층적 워터마크 검출장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 비교 결정수단은,
    상기 원형 상관값이 최대인 위치를 구하여 기록하고, 수십 ~ 수백 프레임에 대해서 상기 최대 위치값의 확률 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무의 신뢰도를 결정하며, 워터마크 데이터가 있으면 프레임의 동기를 확보하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출장치.
  22. 계층적 워터마크 검출방법에 있어서,
    선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하는 1계층 워터마크 검출 단계; 및
    상기 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출하는 전단계 워터마크 검출 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 검출방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 추정된 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 본단계 워터마크 검출 단계
    를 더 포함하는 계층적 워터마크 검출방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 본단계 워터마크 검출 단계는,
    상기 1계층 워터마크 검출 단계에서 추정된 선형속도변화 추정값에 따라 워터마크 데이터용 pn수열을 전처리하는 워터마크 데이터용 pn수열 전처리 단계;
    상기 전처리된 워터마크 데이터용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출 단계에서 전처리된 데이터를 상기 전단계 워터마크 검출 단계에서 확보된 동기위치에 따라 선형 상관을 취하여 선형 상관값을 얻는 선형 상관값 획득 단계; 및
    상기 선형 상관값을 문턱값과 비교하여 비트 정보를 비교 판단하는 비교 판단 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 검출방법.
  25. 상기 제 24 항에 있어서,
    상기 비교 판단 단계는,
    상기 선형 상관값과 문턱값을 비교하되, 상기 전단계 워터마크 검출 단계에서 확보된 프레임 동기위치에 따라 동기위치가 변형되었을 경우 비트 소실/반복여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출방법.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1계층 워터마크 검출 단계는,
    입력받은 워터마크된 데이터를 전처리하여 전처리된 데이터를 얻는 데이터 전처리 단계;
    상기 전처리된 데이터에 켑스트럼 변환을 수행하고, 자기 상관값을 취하여 오토켑스트럼값을 구하는 오토겝스트럼 단계; 및
    상기 오토켑스트럼값을 비교 분석하여 선형속도변화를 추정하고 1계층 워터마크를 검출하는 검출 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 검출방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 검출 단계는,
    특정구간 내에서 상기 오토켑스트럼값이 최대인 위치를 구하여 기록하고, 수십 ~ 수백 프레임에 대해서 상기 최대 위치값의 확률 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무를 결정하며, 상기 워터마크 데이터 유/무에 따라, 워터마크 데이터가 있으면 선형속도변화를 추정하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출방법.
  28. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전단계 워터마크 검출 단계는,
    워터마크된 데이터로부터 스펙트럼 변수를 추출하는 스펙트럼 변수 추출 단계;
    상기 1계층 워터마크 검출 단계에서 추정된 선형속도변화 추정값에 따라 동기용 pn수열을 전처리하여 변형하는 동기용 pn수열 전처리 단계;
    상기 전처리되어 변형된 동기용 pn수열과 상기 1계층 워터마크 검출 단계에서 만들어진 전처리된 데이터의 원형 상관값을 취하는 원형 상관값 획득 단계; 및
    상기 원형 상관값으로부터 프레임의 동기를 확보하는 프레임 동기 확보 단계
    를 포함하는 계층적 워터마크 검출방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 프레임 동기 확보 단계는,
    상기 원형 상관값이 최대인 위치를 구하여 기록하고, 수십 ~ 수백 프레임에 대해서 상기 최대 위치값의 확률 분포를 분석하여 워터마크 데이터의 유/무의 신뢰도를 결정하며, 워터마크 데이터가 있으면 프레임의 동기를 확보하는 것을 특징으로 하는 계층적 워터마크 검출방법.
  30. 프로세서를 구비한 워터마크 검출장치에,
    선형속도변화를 추정하면서 1계층 워터마크를 검출하는 1계층 워터마크 검출 기능; 및
    상기 추정된 선형속도변화를 이용하여, 프레임의 동기를 확보하면서 2계층 전단계 워터마크를 검출하는 전단계 워터마크 검출 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 추정된 선형속도변화와 상기 확보된 프레임 동기를 이용하여 2계층 본단계 워터마크를 검출하는 본단계 워터마크 검출 기능
    을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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