KR100487071B1 - Data Hiding and Extraction System Using JND and CSF - Google Patents

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KR100487071B1
KR100487071B1 KR10-2003-0008973A KR20030008973A KR100487071B1 KR 100487071 B1 KR100487071 B1 KR 100487071B1 KR 20030008973 A KR20030008973 A KR 20030008973A KR 100487071 B1 KR100487071 B1 KR 100487071B1
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Abstract

본 발명은 디지털 영상에 대량의 데이터를 비가시적으로 은닉하여 원본과 비교하여 인간의 눈으로는 그 차이를 구분하지 못하는 영상을 생성한 후 이를 저장하거나 전송한 후 그 은닉된 데이터를 재추출하여 다양한 용도로 사용할 수 있도록 하는 데이터 은닉 및 추출 시스템에 관한 것이다. The present invention invisibly conceals a large amount of data in a digital image and compares it with the original to generate an image that cannot be distinguished by the human eye, and then stores or transmits it, and then re-extracts the hidden data. A data concealment and extraction system that can be used for purposes.

데이터를 은닉한 영상이 원본 영상과 인간의 눈으로는 구분할 수 없어야 된다는 제약 하에서 보다 많은 데이터를 은닉하기 위하여 현대 생물학의 인간의 시각체계(Human Visual System)에 대한 연구 결과인 제이앤디(JND: Just Noticeable Difference)와 씨에스에프(CSF: Contrast Sensitivity Function)라고 불리는 두 가지의 결과를 이용한다.JND: Just a study of the human visual system of modern biology, in order to conceal more data under the constraint that the image that conceals the data must be indistinguishable from the original image and the human eye. Two results are used: Noticeable Difference (CSF) and Contrast Sensitivity Function (CSF).

제이앤디는 "영상을 구성하는 기본 단위인 화소(Pixel: Picture Cell)의 밝기(Intensity)를 주의의 다른 화소들의 밝기와 차이가 있다고 보통 사람의 눈이 인지하도록 하기 위하여 두 화소간의 밝기가 최소한 가져야 하는 밝기의 차이는 비교의 기준이 되는 화소의 밝기에 따라 다르다"라고 하는 연구 결과이며, 씨에스에프는 "인간의 눈이 갖는 명암(Contrast) 차이 감지력은 화소의 밝기를 공간 영역의 신호로 표시할 때 그 신호의 주파수에 따라 다르다"라고 하는 연구 결과이다.J & D said, "In order to make the eyes of ordinary people recognize that the intensity of Pixel (Picture Cell), which is the basic unit of an image, is different from that of other pixels of attention, the brightness between two pixels should be at least. The difference in brightness varies depending on the brightness of the pixel that is used as the reference for comparison. ”The" contrast difference detection power of the human eye is to display the brightness of the pixel as a signal in the spatial domain. " Depends on the frequency of the signal. "

본 발명에서는 제이앤디 성질을 이용하여 영상의 각 화소별로 은닉 가능한 비트 수를 결정하고, 씨에스에프 성질을 이용하여 데이터 은닉순서를 결정하고, 칼라 영상의 경우에는 칼라를 빛의 삼원색인 R(빨강색), G(초록색), B(파랑색) 성분으로 구분한 후 R과 B 성분이 상대적으로 G 성분에 비해 인간의 눈에 대하여 변형에 대한 비가시성이 높은 성질을 이용하여 상대적으로 더 많은 데이터를 은닉하게 함으로써, 기존의 데이터 은닉 및 추출 시스템에 비하여 같은 비가시성을 유지하며 데이터를 은닉할 때 더 많은 데이터를 은닉할 수 있도록 하고 이를 바꾸어 말하면 또한 영상에 같은 양의 데이터를 은닉할 때 훨씬 더 비가시성을 높이면서 은닉할 수 있도록 하는 방법을 제안한다.In the present invention, the number of bits concealable for each pixel of the image is determined using the J & D property, and the data concealment order is determined using the CS property, and in the case of a color image, the color is R (red) ), G (green), and B (blue) components, and then R and B components are relatively invisible to the human eye compared to the G component. By concealing, it maintains the same invisibility compared to conventional data concealment and extraction systems, allowing more data to be concealed when concealing data, in other words, much more invisible when concealing the same amount of data in the image. We propose a method to hide while increasing visibility.

Description

제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템{Data Hiding and Extraction System Using JND and CSF}Data Hiding and Extraction System Using JND and CSF}

본 발명이 속하는 기술 분야는 원본인 디지털 영상에 비가시적으로 대량의 데이터를 은닉하여 원본과 비교하여 인간의 눈으로는 그 차이를 구분하지 못하는 영상을 생성한 후 이를 저장하거나 전송한 후 그 은닉된 데이터를 재추출하여 다양한 용도로 사용할 수 있도록 하는 데이터 은닉 및 추출 기술 분야로써 최근 인터넷을 통한 멀티미디어 데이터의 보관, 전송, 저작권 보호, 원본 증명, 비밀 통신, 등에 많이 응용되고 있는 기술 분야이다. 디지털 워터마킹(Watermarking) 또는 스테가노그라피(Steganography) 등으로도 불린다. 디지털화된 원본 영상에 메시지데이터로 불리는 텍스트, 정지영상, 사운드, 동영상 등의 멀티미디어 데이터를 은닉 및 추출하는 기술로서 메시지데이터가 은닉된 영상은 저장 및 전송된 후 추후 용도에 따라 이로부터 은닉된 메시지데이터를 재추출하여 사용하게 되며 이때 추출되는 메시지데이터는 손실 없이 정확히 추출되어야 하고 메시지데이터가 은닉된 영상은 은닉되기 전의 원본 영상과 인간의 눈으로는 구분이 불가능 하도록 은닉되어야 한다. 그러므로 메시지데이터가 은닉된 영상을 생성하여 전송한 자와 수신한 자를 제외한 제 3자는 메시지데이터의 은닉 여부를 알 수 없어 은닉 여부에 대한 비밀이 유지되어야 한다.The technical field to which the present invention belongs is to conceal a large amount of data invisibly to the original digital image, generate an image that cannot be distinguished from the human eye by comparing it with the original, and then store or transmit it and then conceal the hidden image. It is a field of data concealment and extraction technology to re-extract data and use it for various purposes. Recently, it is a technology field which is widely applied to the storage, transmission, copyright protection, original proof, secret communication, etc. of multimedia data through the Internet. Also called digital watermarking or steganography. A technology for concealing and extracting multimedia data such as text data, still images, sounds, and moving images, which are called message data, into a digitized original image, and the image with hidden message data is stored and transmitted, and then the message data concealed therefrom according to future use. In this case, the extracted message data must be extracted accurately without loss, and the image where the message data is hidden must be hidden so that it is impossible to distinguish the original image from the human eye. Therefore, the third party except the person who generates and transmits the image where the message data is hidden and does not know whether the message data is hidden should be kept secret.

종래 가장 간단하고 광범위하게 사용되는 디지털 영상에 대한 데이터 은닉 기술로는 디지털 영상을 구성하는 기본 단위인 화소(Pixel: Picture Cell)의 밝기(Intensity)를 표시하는 데이터(주로 흑백 영상의 경우 바이트 단위의 데이터를 사용하고, 칼라 영상의 경우에는 R, G, B 색상 별 바이트를 사용함)의 최하위 비트인 엘에스비(LSB:Least Signigicant 비트)에 메시지데이터를 은닉하는 방법이 있다[R. Van Schyndel, A. Tirkel, and C. Osborne. "A digital watermark" Proc of the IEEE ICIP vol 2, pp.86-90, 1994]. 이 방법은 디지털 영상의 엘에스비에 직접 메시지데이터를 은닉하거나 메시지데이터를 먼저 연산 또는 조합에 의하여 변환한 후 은닉하는 방법이 있다[R. B. Wolfgang and E. J Delp."A watermark for digital images". Proc of the IEEE ICIP, Lausanne, Switzerland, vol.3, pp.219-222, September, 1996].Conventionally, the simplest and most widely used data concealment technology for digital images is data indicating the intensity of pixels (pixels), which is a basic unit constituting a digital image. Data is used, and in the case of a color image, a message data is concealed in LSB (Least Signigicant bit), which is the least significant bit of R, G, and B color bytes. Van Schyndel, A. Tirkel, and C. Osborne. "A digital watermark" Proc of the IEEE ICIP vol 2, pp. 86-90, 1994]. This method includes a method of concealing message data directly to LSB of a digital image, or converting the message data by first calculating or combining them. [RB Wolfgang and E. J Delp. "A watermark for digital images". Proc of the IEEE ICIP , Lausanne, Switzerland, vol. 3, pp. 219-222, September, 1996].

그러나 이와 같은 방법은 대량의 메시지데이터를 은닉하기에는 한계가 있고, 기술이 대중화되어 있어 제 3자에게 메시지데이터의 은닉 여부가 발각될 가능성이 높다.However, such a method has a limitation in concealing a large amount of message data, and technology is popularized, so it is highly likely that a third party will be able to conceal message data.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 인간 시각 체계(Human Visual System)의 특성을 고려하여 화소 별로 은닉하는 비트의 양을 조절하고 은닉순서를 결정하는 화소 가변성 및 적응성 메시지데이터 은닉 방법을 제공함으로써 기존의 방법보다 다량의 메시지데이터를 은닉하고 비가시성을 높이는 목적을 달성한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, in consideration of the characteristics of the human visual system (Human Visual System) to adjust the amount of bits concealed for each pixel and the pixel variability and adaptive message to determine the hidden order By providing a data hiding method, it achieves the purpose of concealing a large amount of message data and increasing invisibility than the conventional method.

인간 시각 체계의 특성으로는 제이앤디(JND: Just Noticeable Difference)와 씨에스에프(CSF: Contrast Sensitivity Function)라고 불리는 두 가지의 특성을 이용한다. 제이앤디는 "영상을 구성하는 기본 단위인 화소의 밝기를 주의의 다른 화소들의 밝기와 차이가 있다고 보통 사람의 눈이 인지하도록 하기 위하여 두 화소간의 밝기가 최소한 가져야 하는 밝기의 차이는 비교의 기준이 되는 화소의 밝기에 따라 다르다"라고 하는 연구 결과이며, 씨에스에프는 "인간의 눈이 갖는 명암(Contrast) 차이 감지력은 화소의 밝기를 공간 영역의 신호로 표시할 때 그 신호의 주파수에 따라 다르다"라고 하는 연구 결과이다.There are two characteristics of the human visual system called Just Noticeable Difference (JND) and Contrast Sensitivity Function (CSF). J & D said, "The difference in brightness that should be minimum between two pixels in order to make the eyes of ordinary people recognize that the brightness of the pixel, which is the basic unit of the image, is different from the brightness of other pixels of attention. "It depends on the brightness of the pixel," CSF said. "The contrast difference detection power of the human eye depends on the frequency of the signal when displaying the brightness of the pixel as a signal in the spatial domain." It is a study result.

본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따르면, 원본 영상에 메시지데이터를 은닉하는 데이터 은닉 시스템에 있어서, 원본 영상의 각 화소에 대하여 제이앤디 값을 이용하여 은닉계수를 생성하는 은닉계수 생성기; 원본 영상으로부터 씨에스에프를 고려하기 위하여 주위 화소와의 분산 또는 차이값를 계산하여 은닉순서를 생성하는 은닉순서 생성기; 상기 원본 영상의 은닉계수를 통해 계산된 은닉 가능한 총 데이터 량과 메시지데이터 량을 비교하여 그 결과를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기에 의해 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 상기 은닉계수와 은닉순서에 근거하여 메시지데이터를 은닉하는 메시지데이터 은닉기;로 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 시스템이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, a data concealment system for concealing message data in an original image, the data concealment system comprising: a concealment coefficient generator for generating a concealment coefficient using a J & D value for each pixel of the original image; A concealed order generator for generating a concealed order by calculating a variance or difference value with surrounding pixels to consider the CS from the original image; A comparator comparing the total amount of concealable data calculated from the concealment coefficient of the original image with the amount of message data and outputting a result thereof; And a message data concealer for concealing the message data based on the concealment coefficient and the concealment order when the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of concealed data to be concealed by the comparator. A system is provided.

바람직하게는, 상기 비교기의 비교결과 원본 영상에 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 작은 경우에는 종료시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, if the amount of data concealable in the original image is smaller than the amount of message data to be concealed, the comparison result of the comparator is terminated.

또한 바람직하게는, 상기 메시지데이터 은닉기는:Also preferably, the message data concealer is:

상기 원본 영상에 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 은닉할 순서에 따라 각 화소 별로 몇 번째 비트에 은닉하여야 하는 지를 판단하여 그 비트를 초기화시키는 은닉비트 초기화기;A hidden bit initializer for determining the number of bits to be hidden for each pixel according to the order of concealment when the amount of data concealable in the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed;

상기 초기화된 화소에 1 비트를 은닉하는 메시지데이터 비트 은닉기; 및 은닉과정 종료여부를 판단하는 여분비트 계산기;로 구성되고, 상기 여분비트 계산기의 결과가 은닉과정 종료에 해당하는 경우 은닉과정을 종료시키는 것을 특징으로 한다.A message data bit concealer for concealing one bit in the initialized pixel; And an extra bit calculator for determining whether to end the concealment process. If the result of the extra bit calculator corresponds to the end of the concealment process, the concealment process is terminated.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 메시지데이터가 은닉된 원본 영상으로부터 메시지데이터를 추출하는 데이터 추출 시스템에 있어서, According to another aspect of the present invention, in the data extraction system for extracting the message data from the original image where the message data is hidden,

메시지데이터가 은닉된 영상으로부터 은닉계수를 생성하는 은닉계수 생성기;A hidden coefficient generator for generating a hidden coefficient from an image in which message data is hidden;

메시지데이터가 은닉된 영상으로부터 은닉순서를 생성하는 은닉순서 생성기; 및 A concealed order generator for generating a concealed order from an image in which message data is concealed; And

상기 은닉계수 생성기 및 은닉순서 생성기에 의해 생성된 은닉순서 및 은닉계수에 근거하여 메시지데이터를 추출하는 메시지데이터 추출기로 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 추출 시스템이 제공된다.Provided is a data extraction system comprising a message data extractor for extracting message data based on the concealment order generator and the concealment order generator.

바람직하게는, 상기 메시지데이터 추출기는:Preferably, the message data extractor is:

메시지데이터가 은닉된 영상으로부터 메시지데이터 량을 계산하는 메시지데이터 량 계산기;A message data amount calculator for calculating a message data amount from an image in which the message data is hidden;

은닉순서 및 은닉계수 값으로부터 추출할 화소의 위치와 그 화소 내의 비트의 위치를 읽어 메시지데이터를 추출하는 메시지데이터 비트 추출기; 및A message data bit extractor for extracting message data by reading a position of a pixel to be extracted from a concealment order and a concealment coefficient value and a bit position in the pixel; And

메시지데이터 추출과정 종료여부를 판단하는 여분비트 계산기;로 구성된 것을 특징으로 한다.And an extra bit calculator for determining whether to end the message data extraction process.

또한 바람직하게는, 상기 데이터 은닉 시스템은 비가시성을 향상시키기 위해 은닉순서를 씨에스에프의 특성을 이용하여 고주파 대역부터 은닉하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the data concealment system may conceal the concealment order from the high frequency band by using the characteristics of the CS in order to improve the invisibility.

또한 바람직하게는, 은닉순서를 구할시 R, G, B 성분을 각각 분산을 구하지 않고, 그 중 G 성분만을 이용하여 은닉순서를 구하는 것을 특징으로 한다In addition, preferably, when obtaining the concealment order, the dispersion order is calculated using only the G component, instead of the dispersion of the R, G, and B components, respectively.

또한, 바람직하게는, 소요시간을 줄이고 적은 메모리 사용을 위해 영상을 블록 단위로 나누어서 블록단위 분산을 구하는 것을 특징으로 한다. In addition, preferably, the block unit variance is obtained by dividing the image into block units to reduce the time required and to use less memory.

또한, 바람직하게는, 소요시간을 줄이고 적은 메모리 사용을 위해 영상을 블록 단위로 나누어서 불록단위로 주위 화소들과 차이를 구하는 것을 특징으로 한다. In addition, preferably, the image is divided into blocks to obtain a difference from neighboring pixels in blocks in order to reduce the time required and to use less memory.

또한, 바람직하게는, 상기 메시지데이터 은닉순서는 비가시성을 향상시키기 위해 메시지데이터 비트 은닉기를 4개의 과정으로 나누어 수행한다. 첫 번째 과정에서는 은닉계수가 4인 화소들 중 은닉순서가 높은 고주파 대역부터 저주파 대역에 있는 화소 순으로 엘에스비에 메시지데이터를 1 비트 은닉한다. 두 번째 과정에서는 은닉계수가 4 와 3인 화소들 중 은닉순서가 높은 화소부터 낮은 화소 순으로 첫 번째 과정과 중복되지 않는 위치, 즉 은닉계수가 4이면 이전 과정에 은닉위치인 엘에스비보다 1개 더 상위 비트에, 은닉계수가 3이면 최초 은닉이기 때문에 엘에스비에 메시지데이터를 1 비트 은닉한다. 세 번째 과정에서는 은닉계수가 4, 3, 2인 경우, 즉 모든 화소값에 대하여 이전 과정에서 은닉한 위치와 중복되지 않게 은닉순서에 의하여 메시지데이터를 1 비트씩 은닉한다. 마지막 과정에서는 세 번째 과정과 은닉 위치 및 순서는 같고 은닉할 비트위치만 세 번째 과정보다 상위 비트에 은닉한다. 이러한 과정을 수행하는 도중에 더 이상 은닉할 메시지데이터가 없으면 메시지데이터 비트 은닉기를 종료한다. Also, preferably, the message data concealment order is performed by dividing the message data bit concealer into four processes to improve invisibility. In the first process, among the pixels having a hidden coefficient of 4, the message data is hidden one bit in the order of pixels in the high frequency band from the high frequency band to the low frequency band. In the second process, among the pixels with the hidden coefficients 4 and 3, the position of the hidden sequence is not overlapped with the first process in the order of the highest to the lowest pixel, that is, if the hidden coefficient is 4, one of the hidden positions in the previous process is LSB. In the higher bits, since the concealment coefficient is 3, it is the first concealment. In the third process, when the hidden coefficients are 4, 3, and 2, that is, the message data is concealed by one bit according to the concealment order so that all pixel values do not overlap with the concealed position in the previous process. In the last process, the concealment position and order are the same as in the third process, and only the bit positions to be concealed are concealed in higher bits than the third process. During this process, if there is no more message data to conceal, the message data bit concealer terminates.

또한, 바람직하게는, 메시지데이터 은닉 시 화소별로 은닉계수에 해당하는 비트 수만큼 메시지데이터의 비트를 은닉할 때, 한번에 은닉하지 않고, 각 화소별 메시지데이터 비트 은닉 과정마다 1 비트를 은닉하고, 현재의 과정에서 은닉할 은닉계수에 해당하는 화소들에 메시지데이터를 모두 은닉했으면, 다음과정에서 은닉순서에 의하여 은닉을 할 때, 은닉할 순서가 되면 다시 1 비트를 은닉하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when concealing bits of the message data by the number of bits corresponding to the concealment coefficient for each pixel during message data concealment, one bit is concealed for each message data bit concealment process for each pixel, instead of being concealed at once. If all of the message data is concealed in the pixels corresponding to the concealment coefficient to be concealed in the following process, when concealing according to the concealment procedure in the following process, it is characterized by concealing one bit again in the concealment order.

또한, 바람직하게는, 칼라 영상의 특성을 이용하여 칼라 영상의 비가시성을 높이는 방법으로, 은닉과정에서 R, B 성분과 G 성분과의 관계를 구하여 G 성분보다 R, B 성분이 값이 크면 기존의 은닉계수보다 적은 수의 비트를 할당하여 은닉하는 화소 적응적인 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the invisibility of the color image is enhanced by using the characteristics of the color image. In the concealment process, the relation between the R, B component and the G component is obtained. It is characterized in that it is pixel adaptive to allocate and conceal fewer bits than the concealment coefficient of.

또한, 바람직하게는, 같은 량의 메시지데이터를 은닉할 경우 고주파 성분보다 저주파 성분이 비가시성이 많이 낮아지는 것을 방지하기 위하여 은닉순서에 따라 우선순위가 높은 화소들에 대하여 미리 계산된 은닉계수보다 더 많은 비트를 할당하고, 우선순위가 낮은 화소들은 은닉계수보다 더 적은 비트를 할당하는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, when concealing the same amount of message data, in order to prevent the low-frequency component from being much less invisible than the high-frequency component, it is more than the pre-calculated concealment coefficient for pixels having high priority according to the concealment order. Many bits are allocated, and low priority pixels are assigned fewer bits than hidden coefficients.

또한, 바람직하게는, 메시지데이터가 순차적으로 은닉되는 것을 방지하기 위하여 은닉순서를 구할 때 같은 분산값에 대하여는 균일 난수(uniform random number)를 적용하여 은닉순서의 임의적인 성질을 추가하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, in order to prevent the concealment of the message data sequentially, when obtaining the concealment order, a uniform random number is applied to the same variance to add an arbitrary property of the concealment order. .

본 발명의 다른 측면에 있어서, 원본 영상으로부터 은닉계수를 생성하고;In another aspect of the present invention, a hidden coefficient is generated from an original image;

원본 영상으로부터 은닉순서를 생성하고;Generate a concealment order from the original image;

은닉할 메시지데이터 량과 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량을 비교하여 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 지를 판단하고; Comparing the amount of message data to be concealed with the amount of concealable data of the original image to determine whether the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed;

만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 상기 은닉계수에 해당하는 은닉순서에 따른 메시지데이터 은닉순서에 근거하여 이후 메시지데이터 은닉과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 방법이 제공된다.If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, the data may be subsequently concealed based on the message data concealment sequence according to the concealment sequence corresponding to the concealment coefficient. A concealment method is provided.

또한, 바람직하게는, 상기 메시지 은닉과정은:Also preferably, the message hiding process is:

만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 은닉할 비트수를 찾고, 이후 은닉할 위치를 찾고;If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, find the number of bits to be concealed, and then find a position to conceal;

은닉할 위치의 비트를 초기화시키고;Initialize a bit of a location to conceal;

초기화된 상기 은닉위치에 1 비트를 은닉하고;Conceal one bit in the initialized concealment position;

이후 은닉과정 종료여부를 판단하여, 만약 은닉과정 종료에 해당하는 경우 은닉과정을 종료하는 것을 특징으로 한다.Thereafter, it is determined whether the concealment process ends, and if it corresponds to the end of the concealment process, the concealment process is ended.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 메시지데이터가 은닉된 영상을 읽고;According to another aspect of the present invention, there is provided a method for reading an image in which message data is hidden;

상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 은닉계수를 생성하고;Generating a concealment coefficient of an image in which the message data is concealed;

상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 은닉순서를 생성하고;Generate a hiding sequence of an image in which the message data is hidden;

상기 생성된 은닉순서 및 은닉계수 값으로부터 추출할 좌표값과 비트수를 읽어 메시지를 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 방법이 제공된다.A data concealment method is provided, wherein data is extracted from a message by reading coordinate values and bits to be extracted from the generated concealment order and concealment coefficient values.

본 발명에서 제시하는 방법의 장점을 기존의 방법과 비교해 보면 먼저 일률적으로 엘에스비에 메시지데이터를 은닉하지 않고 화소값에 따라 메시지데이터를 은닉하므로 메시지데이터 은닉 량을 증가시킬 수 있고, 주위 화소값들에 대하여 통계적 성질을 이용함으로써 은닉 량 증가에 따른 비가시성 저하를 방지할 수 있다.Comparing the advantages of the method proposed by the present invention with the conventional method, first, message data is hidden according to pixel values without uniformly hiding the message data of LSB, so that the amount of message data concealment can be increased, and surrounding pixel values. By using the statistical properties with respect to the invisibility deterioration due to the increase of the amount of concealment can be prevented.

본 발명에서는 먼저 제이앤디를 이용하여 원본 영상의 각 화소의 데이터 은닉 가능 량을 결정하고, 비가시성을 고려한 통계적인 메시지데이터 은닉순서를 기반으로 메시지데이터를 은닉한다. 은닉계수란 화소의 R, G, B 성분 각각의 데이터 은닉 가능 량으로 정의된다.In the present invention, first, the amount of data concealment of each pixel of the original image is determined using J & D, and the message data is concealed based on the statistical message data concealment order considering invisibility. The concealment coefficient is defined as an amount of concealment of data of each of the R, G, and B components of the pixel.

먼저, 은닉계수 생성기 설계에 관하여 살펴보면, 본 발명에서 은닉계수 생성기의 구현은 웨버(Weber)의 법칙에 근거를 두고 영상을 명암에 따라 각각의 영역을 구하고 각 영역별로 은닉계수를 할당한다[M. K. Kundu, S. K. Pal, "Thresholding for edge detection using human psychovisual phenomena", Pattern Recognition Letters 4, pp.433-441, 1986]. 다음 식에서 I 는 화소의 밝기를 의미하고, 는 화소값이 주위배경과 시각적인 차이가 발생하지 않는 변경 가능한 최대값이다. 영상을 명암에 따라 나누는 방법은 다음과 같다.First, as to the concealment coefficient generator design, the implementation of the concealment coefficient generator in the present invention obtains each region according to the contrast of the image based on Weber's law and allocates the concealment coefficient to each region [MK Kundu] , SK Pal, "Thresholding for edge detection using human psychovisual phenomena", Pattern Recognition Letters 4, pp. 433-441, 1986]. Where I is the brightness of the pixel, Is a maximum variable value at which the pixel value does not cause a visual difference with the surrounding background. The image is divided according to the contrast as follows.

,0 =I< { x}_{1 } , 0 = I <{x} _ {1}

,{ x}_{1 } =I < { x}_{2 } , {x} _ {1} = I <{x} _ {2}

,{ x}_{2 }=I< { x}_{3 } , {x} _ {2} = I <{x} _ {3}

, { x}_{3 }=I (1) , {x} _ {3} = I (1)

여기서 beta 는 Weber상수로 0.04이고, 는 2.05이다.이고, 여기서 I가 가질 수 있는 값의 최대값으로 영상이 8 비트로 표현될 경우 {2}^{8}-1=255이다. {a }_{1 },{a }_{2 },{a }_{3 } 는 각각 0.1, 0.3, 0.9이다. 이와 같이 영상은 명암에 따라 4개 영역으로 나누어지고, 각 영역별 은닉계수는 제이앤디의 값에 따라 다음과 같이 결정된다[W. N. Lie, L. C. Chang,"Data Hiding In Images with adaptive Numbers of Least Significant Bits Based On The Human Visual System", Proc of the IEEE ICIP, vol.1, pp.286-290, 1999].Where beta is a Weber constant of 0.04, Is 2.05. , Where Is the maximum value that I can have and {2} ^ {8} -1 = 255 when the image is represented by 8 bits. {a} _ {1}, {a} _ {2}, {a} _ {3} are 0.1, 0.3, and 0.9, respectively. Thus, the image is divided into four areas according to the contrast, and the hidden coefficient for each area is determined according to the value of J & D as follows [WN Lie, LC Chang, "Data Hiding In Images with adaptive Numbers of Least Significant Bits. Based On The Human Visual System, " Proc of the IEEE ICIP, vol. 1, pp. 286-290, 1999].

(2) (2)

8비트 흑백 영상의 은닉계수를 보면 다음과 같다.The hidden coefficient of 8-bit black and white image is as follows.

(3) (3)

여기서 {k }_{1 },{k }_{2 },{k }_{3 } 는 0, 86, 183이다.Where {k} _ {1}, {k} _ {2}, {k} _ {3} are 0, 86, 183.

(1)식에서 첫 번째 영역은 그 값이 3.62로 2비트까지 변형이 가능한 것을 알 수 있다. 그러므로 은닉계수는 다음과 같이 간략화될 수 있다.In Equation (1), it can be seen that the first region can be modified to 2 bits with a value of 3.62. Therefore, the concealment coefficient can be simplified as follows.

(4) (4)

여기서 는 최종 계산된 은닉계수이며 {k_2}^{'},{k_3}^{'} 는 각각 88, 192로 계산된다.here Is the final calculated concealment coefficient and {k_2} ^ {'}, {k_3} ^ {'} are 88 and 192, respectively.

또한, 본 발명에서는 메시지데이터 은닉 과정에서 비가시성을 높이기 위해 고주파 영역에서 저주파 영역으로 순차적으로 은닉이 이루어진다. 은닉순서 생성기는 씨에스에프를 근거로 구현이 된다. 도 11을 보면 주파수가 높아질수록 씨에스에프 값이 감소됨을 알 수 있다. 이것은 고주파 대역이 저주파 대역에 비해 화소값의 변화에 대한 인간 시각의 민감도가 높지 않음을 말한다. 본 발명에서는 화소별로 주파수의 값을 대표하는 숫자로써 각 화소의 국지적 "분산" 또는 "주위 화소와의 차"를 이용한다. 분산( {sigma }^{2 } ) 및 주위 화소 간 차이(D )는 다음과 같이 구한다.In the present invention, in order to increase the invisibility in the message data concealment process, concealment is sequentially performed from the high frequency region to the low frequency region. The hidden order generator is implemented based on CSF. 11, it can be seen that the CS value decreases as the frequency increases. This means that the high frequency band is not as sensitive to human vision to change in pixel value as compared to the low frequency band. In the present invention, a local "dispersion" or "difference from the surrounding pixel" of each pixel is used as a number representing the value of the frequency for each pixel. The difference D between the variance {sigma} ^ {2} and the surrounding pixels is obtained as follows.

(5) (5)

(6) (6)

이때 mu 는 분산을 구하고자 하는 영역의 평균이고, I_{ m,n } 는 화소값이다. M, N은 3x3 또는 5x5를 사용한다.Where mu is the average of the regions for which variance is to be obtained, and I_ {m, n} is the pixel value. M and N use 3x3 or 5x5.

본 발명에서는 칼라 영상에 대하여서는 칼라 영상의 모든 R, G, B 성분의 분산을 구하지 않고, G 성분의 분산만을 구한 후 이 값을 R, B 성분에도 적용한다. 그 이유는 R, G, B 성분으로 표시된 칼라를 식 (7)을 사용하여 Y, U, V 성분으로 변환하면 G 성분이 Y 성분에 가장 큰 영향을 주고 이 Y 성분이 화소의 밝기에 해당되는 성분이기 때문에 연산 시간을 절약하기 위하여 G 성분만을 사용하였다.In the present invention, the variance of all R, G, and B components of the color image is not determined for the color image, and only the variance of the G component is obtained, and then the value is applied to the R and B components. The reason is that when the color represented by the R, G, and B components is converted into Y, U, and V components using equation (7), the G component has the greatest effect on the Y component, and this Y component corresponds to the brightness of the pixel. Because it is a component, only the G component is used to save computation time.

Y= 0.29900*R{}+{}0.58700*G{}+{}0.11400*B (7)Y = 0.29900 * R {} + {} 0.58700 * G {} + {} 0.11400 * B (7)

도 1은 본 발명에 따른 데이터 은닉 시스템의 개략적인 순서도이고, 도 2는 도 1에서 메시지데이터 은닉과정을 구체적으로 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 데이터 은닉 시스템의 개략적인 블록구성도이고, 도 4는 도 3에서 메시지데이터 은닉 과정을 수행하는 메시지 은닉기의 구체적인 블록구성도이다.1 is a schematic flowchart of a data concealment system according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart specifically illustrating a message data concealment process in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic block diagram of a data concealment system according to the present invention. 4 is a detailed block diagram of a message concealer for performing a message data concealment process in FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 원본 영상 및 상기 원본 영상에 은닉될 메시지데이터는 장치의 메모리(도시안됨)에 저장되어 있다. 이후, 사용자로부터 상기 원본 영상에 메시지데이터를 은닉하도록 요구하는 신호가 입력되면(S1), 은닉계수 생성기(2)(도 3참조)는 메모리에 저장된 원본 영상을 읽어온다(S2). 이후 은닉계수 생성기(2)는 원본 영상의 은닉계수를 생성한다(S3). 이후, 상기 원본 영상으로부터 은닉순서를 생성하기 위하여 은닉순서 생성기(4)가 동작한다. 이렇게 생성된 원본 영상에 대한 은닉계수 및 은닉순서는 메모리에 저장된다.As shown in Fig. 1, first, an original image and message data to be concealed in the original image are stored in a memory (not shown) of the device. After that, when a signal for requesting concealment of message data is input from the user (S1), the hidden coefficient generator 2 (see FIG. 3) reads the original image stored in the memory (S2). Then, the hidden coefficient generator 2 generates a hidden coefficient of the original image (S3). Then, the concealment order generator 4 is operated to generate the concealment order from the original image. The concealment coefficient and concealment order for the original image thus generated are stored in the memory.

이후, 비교기(6)는 은닉할 메시지데이터 량과 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량을 비교하는데(S6), 구체적으로 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은지를 판단한다(S7). 만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 이후 메시지데이터 은닉과정을 수행하고(S9), 이후 메시지데이터가 은닉된 영상이 출력된다(S10).Thereafter, the comparator 6 compares the amount of message data to be concealed with the amount of concealable data of the original image (S6). Specifically, it determines whether the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed (S7). ). If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, a message data concealment process is then performed (S9), and then an image having concealed message data is output (S10).

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 단계 S7이후에 구체적인 메시지데이터 은닉과정을 살펴보면, 만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 은닉할 비트수를 찾는 과정이 진행되고(S20), 이후 은닉할 위치를 찾는 과정이 수행되고(S22), 은닉할 위치의 비트를 은닉비트 초기화기(20)를 통해 초기화시킨다(S24). 이후 초기화된 상기 은닉위치에 메시지데이터 비트 은닉기(22)를 통해 1 비트를 은닉한다(S26). 이후 여분비트 계산기(24)를 통해 은닉과정 종료여부를 판단하여(S28), 만약 은닉과정 종료에 해당하는 경우 은닉과정을 종료시키고 이에 따라 메시지데이터가 은닉된 영상이 출력된다(S10).As shown in FIG. 2, a detailed message data concealment process after step S7 is performed. If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, the process of finding the number of bits to be concealed proceeds. In operation S20, a process of searching for a location to be concealed is performed (S22), and a bit of the position to be concealed is initialized through the concealment bit initializer 20 (S24). Then, one bit is concealed through the message data bit concealer 22 at the initialized concealed position (S26). Thereafter, it is determined whether or not the concealment process is finished through the extra bit calculator 24 (S28). If it corresponds to the end of the concealment process, the concealment process is terminated, and accordingly, an image in which the message data is concealed is output (S10).

한편, 도 5는 본 발명에 따른 메시지데이터 추출기에서의 메시지데이터 추출과정을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템의 개략적인 블록구성도이고, 도 7은 도 6에서 메시지데이터 추출 과정을 수행하는 메시지데이터 추출기의 구체적인 블록구성도이다. Meanwhile, FIG. 5 is a diagram illustrating a message data extraction process in a message data extractor according to the present invention in detail. FIG. 6 is a schematic block diagram of a data concealment and extraction system using J & D and CSF according to the present invention. 7 is a detailed block diagram of a message data extractor for performing a message data extraction process in FIG. 6.

이에 도시한 바와 같이, 먼저 메시지데이터가 은닉된 영상은 장치의 메모리(도시안됨)에 저장되어 있다. 이후, 사용자로부터 상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 메시지데이터를 추출하도록 요구하는 신호가 입력되면(S30), 은닉계수 생성기(2)(도 3참조)는 메모리에 저장된 메시지데이터가 은닉된 영상을 읽어온다(S32). 이후 은닉계수 생성기(2)는 상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 은닉계수를 생성한다(S34). 이후, 상기 메시지데이터가 은닉된 영상으로부터 은닉순서를 생성하기 위하여 은닉순서 생성기(4)가 동작한다. 이렇게 생성된 상기 메시지데이터가 은닉된 영상에 대한 은닉계수 및 은닉순서는 메모리에 저장된다.As shown in the drawing, first, an image in which message data is concealed is stored in a memory (not shown) of the device. Thereafter, when a signal for requesting extraction of the message data of the image where the message data is hidden from the user is input (S30), the hidden coefficient generator 2 (see FIG. 3) reads the image where the message data stored in the memory is hidden. Comes (S32). Then, the hidden coefficient generator 2 generates a hidden coefficient of the image in which the message data is hidden (S34). Then, the concealed order generator 4 is operated to generate a concealed order from the image in which the message data is concealed. The concealment coefficient and concealment order for the image in which the message data thus generated are concealed are stored in a memory.

이후, 메시지데이터 추출기(30)의 메시지데이터 량 계산기(32)는 메시지데이터 량을 계산하고, 이후 메시지데이터 비트 추출기(34)로부터 메시지데이터를 1 비트씩 추출한다(S40). 이후 여분비트 계산기(36)를 통해 메시지데이터 추출과정 종료여부를 판단한다(S42). 만약 메시지데이터 추출과정이 종료된 경우에는 메시지데이터가 출력된다(S44).Thereafter, the message data amount calculator 32 of the message data extractor 30 calculates the message data amount, and then extracts the message data by one bit from the message data bit extractor 34 (S40). Thereafter, it is determined whether or not the message data extraction process is finished through the extra bit calculator 36 (S42). If the message data extraction process is finished, the message data is output (S44).

다시 말하면, 본 발명에서는, 은닉계수 생성기(2)와 은닉순서 생성기(4)에서 생성된 은닉 가능한 데이터 량과 은닉순서를 이용하여 메시지데이터를 은닉한다. 은닉계수 생성기(4)에서 나온 계수들을 이용하여 실험한 결과 이러한 방법은 영상의 명암만을 고려하여 만들어 졌기 때문에 칼라 영상의 성질에 대하여서는 다음과 같이 보완하였다.In other words, in the present invention, the message data is concealed using the concealable data amount and the concealment order generated by the concealment coefficient generator 2 and the concealment order generator 4. As a result of experiments using the coefficients from the hidden coefficient generator (4), this method was developed considering only the contrast of the image.

첫째, 은닉계수가 같을 경우 G 성분이 B 성분보다 변화에 더욱 민감하기 때문에 메시지데이터를 은닉할 때 이 사실이 고려되어야 한다.First, this fact should be taken into account when concealing the message data because the G component is more sensitive to change than the B component when the concealment coefficients are the same.

둘째, R, B 성분에 메시지데이터를 은닉하는 경우 G 성분과의 관계를 고려하여 R, B 성분이 G 성분보다 클 경우 계산된 은닉계수보다 적은 비트 수를 할당한다.Second, when message data is concealed in the R and B components, in consideration of the relation with the G component, when the R and B components are larger than the G component, the number of bits smaller than the calculated concealment coefficient is allocated.

셋째, 분산값이 큰 고주파 대역의 경우 변화에 대한 민감도가 낮기 때문에 은닉계수보다 많은 메시지데이터를 할당해도 비가시성이 크게 낮아지지 않는 것을 고려하여 할당한다.Third, in the case of a high frequency band having a large variance value, since the sensitivity to change is low, an allocation of more message data than a hidden coefficient is considered considering that the invisibility is not greatly reduced.

넷째, 분산값이 작은 저주파 대역은 변화에 대한 민감도가 높기 때문에 작은 변화에도 비가시성이 낮아지므로 많은 주의가 필요하다.Fourth, since a low frequency band having a small variance value has high sensitivity to change, much attention needs to be paid because of low visibility.

설계된 데이터 은닉 시스템은 대략적으로 다음과 같은 과정을 수행하며 도 8을 참조로 설명한다.The designed data concealment system roughly performs the following process and will be described with reference to FIG. 8.

먼저 원본 영상(100)으로부터 은닉계수 생성기(2)를 통해 은닉계수를 구하는 과정으로, 정지영상에서 각 R, G, B 성분에 대하여 제이앤디를 이용하여 은닉계수를 구한다. 이렇게 구해진 은닉계수가 표시된 원본 영상(100)의 임의 계수값들(120)은 도시된 바와 같다.First, the concealment coefficient is obtained from the original image 100 through the concealment coefficient generator 2. The concealment coefficient is obtained by using J & D for each R, G, and B component in the still image. Arbitrary coefficient values 120 of the original image 100 in which the concealment coefficient is obtained are shown as shown.

또한, 원본 영상(100)으로부터 은닉순서 생성기(4)를 통해 은닉순서를 결정하는 과정으로서, R, G, B 성분 중 G 성분의 각 점들에 대하여 3x3, 5x5블록의 분산 또는 주위 화소와의 차이를 구하여 은닉순서를 결정한다. 이렇게 구해진 은닉순서가 표시된 원본 영상(100)의 임의 순서값들(122)은 도시된 바와 같다.In addition, as a process of determining the concealment order from the original image 100 through the concealment order generator 4, for each point of the G component among the R, G, and B components, 3x3, 5x5 block dispersion or differences from surrounding pixels Determine the hiding order by The random order values 122 of the original image 100 in which the concealed order thus obtained is displayed are as shown.

상기 은닉순서가 표시된 원본 영상(100)의 임의 순서값들(122)은 도 9와 같은 은닉순서 생성과정을 통하여 생성된 은닉순서가 표시된 것이다. 즉, 도 9는 은닉순서 생성의 보기를 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 임의 화소값들(400)에 0과 255의 화소값들이 표시되어 있다. 편의상 결과를 쉽게 하기 위하여 표시하였다. 이와 같은 임의 화소값들(400)에 대해 주위 화소간 차이값의 평균값이 표시된 임의 평균값들(410)이 도시된다. 예를 들어 임의 화소값들(400)에서 위치 (A)와 그를 둘러싼 화소들과의 화소간 차이값의 평균이 임의 평균값들(410)에서의 (A)에 표시된다. 이 값은 필요에 따라 분산값을 구하여 사용가능하다. 또한, 임의 순서값들(420)은 은닉순서가 표시된 값들을 나타낸 것으로서, 은닉순서 1∼16은 주위 화소간 평균값에 의하여 결정되고, 17∼49는 주위 화소값의 평균값이 모두 0이기 때문에 균일 랜덤 넘버를 생성(균일 랜덤 넘버 생성기 도시안됨)하여 은닉순서를 결정한 것이다.Arbitrary order values 122 of the original image 100 in which the concealment order is displayed indicate a concealment order generated through a concealment sequence generation process as shown in FIG. 9. That is, FIG. 9 is a diagram showing an example of concealment order generation, in which pixel values of 0 and 255 are displayed in arbitrary pixel values 400. For convenience, the results are shown for ease. Arbitrary mean values 410 are shown in which the mean value of the difference value between the surrounding pixels is displayed for the arbitrary pixel values 400. For example, the average of the difference value between pixels between the position A at the arbitrary pixel values 400 and the pixels surrounding it is indicated at (A) at the arbitrary average values 410. This value can be used by obtaining a variance value as necessary. In addition, the random order values 420 represent values in which the hidden order is indicated. The hidden order values 1 to 16 are determined by the average value between the surrounding pixels, and 17 to 49 are uniform random because the average value of the surrounding pixel values is all zero. A number is generated (uniform random number generator not shown) to determine the concealment order.

또한, 도 8에서, 상기 원본 영상(100)에 은닉될 메시지데이터(200)의 이진화된 메시지데이터(210)의 크기는 비교기(6)에서 상기 은닉계수가 표시된 원본 영상(100)의 은닉가능량(즉, 은닉계수의 총합)과 비교된다. 이후 메시지데이터 은닉기(8)에서 상기 은닉순서 생성기(4)에 따른 은닉계수별 은닉순서 표시(220)에 표시된 것처럼 은닉순서에 따라 은닉이 진행된다. 즉 4가 처음 나온 위치부터 메시지 은닉이 시작된다. 구체적인 과정은 이후 도 10을 참조로 설명된다.8, the size of the binarized message data 210 of the message data 200 to be concealed in the original image 100 is the amount of concealable amount of the original image 100 indicated by the concealment coefficient in the comparator 6. That is, the sum of the hidden coefficients). The message data concealer 8 then conceals according to the concealment order as indicated by the concealment order display 220 for each concealment coefficient according to the concealment order generator 4. In other words, the message concealment starts from the position where the first 4 appears. A detailed process will be described later with reference to FIG. 10.

즉, 메시지데이터 은닉과정으로서, 상기 은닉순서에 의하여 R, G, B 성분의 은닉계수 값이 4인 점들의 엘에스비에 1 비트씩 메시지데이터를 은닉하며, 은닉순서에 의하여 R, G, B 성분의 은닉계수 값이 4, 3인 점들의 엘에스비 상위 및 엘에스비에 각각 1 비트씩 메시지데이터를 은닉하고, 은닉순서에 의하여 R, G, B 성분의 은닉계수 값이 4, 3인 점들은 상기 바로 전 과정의 은닉한 위치보다 상위 비트, 2인 점들은 엘에스비에 1 비트씩 메시지데이터를 은닉하고, 은닉순서에 의하여 R, G, B 성분의 은닉계수 값이 4, 3, 2인 점들에 대하여 상기 바로 전 과정의 은닉된 각 위치보다 상위 비트에 1 비트씩 메시지데이터를 은닉한다. 도면에서 검은색으로 표시된 부분이 메시지데이터 은닉 부분이다. 최하단부에 메시지데이터가 은닉된 형태가 제시되었다. 즉, That is, as the message data concealment process, concealment of the message data by one bit in the LS ratio of the points whose concealment coefficient values of the R, G, and B components is 4 according to the concealment order, and the R, G, and B components according to the concealment order The message data is concealed by one bit into the upper and LS ratios of each of the points whose concealment coefficient values are 4 and 3, and the concealment values of the R, G, and B components are 4 and 3 according to the concealment order. Points that are higher bits and 2 than the hidden positions of the previous process conceal message data by 1 bit in LSB, and the hidden coefficient values of R, G, and B components are 4, 3, 2 according to the concealment order. The message data is concealed by one bit in the higher bits than the concealed positions of the previous procedure. The black part in the figure is the message data concealment part. At the bottom, a form in which message data is concealed is presented. In other words,

위와 같은 방법으로 은닉계수에 따라 각 화소에 4, 3, 2비트의 메시지데이터가 은닉된다. 추출과정은 은닉과정과 동일하게 은닉될 위치를 찾고, 그 위치에 있는 메시지데이터를 추출하는 것만 다르다. 기본적인 은닉과정은 위에서 제시한 것과 같다. 메시지데이터 추출과정을 도 11을 참조로 설명한다.In this manner, 4, 3, and 2 bits of message data are hidden in each pixel according to the hidden coefficient. The extraction process differs from finding the location to be concealed and extracting the message data at that location in the same way as the concealment process. The basic concealment process is shown above. The message data extraction process will be described with reference to FIG.

먼저 메시지데이터가 은닉된 영상(300)을 통해 메시지데이터 은닉시와 마찬가지로 은닉계수 생성기(2)를 통해 은닉계수를 생성한다. 이 과정을 통해 생성된 은닉계수가 표시된 임의 계수값들(120)이 도시된다. 또한 은닉순서 생성기(4)를 통해 은닉순서를 생성한다. 이 과정을 통해 생성된 은닉순서가 표시된 임의 순서값들(122)이 도시된다.First, as in the case of message data concealment through the image 300 where the message data is concealed, a concealment coefficient is generated through the concealment coefficient generator 2. Arbitrary coefficient values 120 are shown which show the hidden coefficients generated through this process. Also, the concealment order generator 4 generates the concealment order. Arbitrary order values 122 are shown indicative of the concealment order generated by this process.

이후 메시지데이터 추출기(30)에 의해 상기 은닉순서가 표시된 임의 순서값들(122) 및 은닉계수가 표시된 임의 계수값들(120)을 통해 추출할 x좌표, 추출할 y좌표, 추출할 비트수 표시(510)와 같이 읽어내어 메시지데이터를 추출하고 버퍼(메모리)(도시안됨)에 저장하며, 이후 추출된 메시지데이터(200)가 출력된다.Thereafter, the message data extractor 30 displays the x-coordinate to be extracted, the y-coordinate to be extracted, and the number of bits to be extracted through the random order values 122 having the hidden order and the random coefficient values 120 having the hidden coefficient. As shown in 510, the message data is extracted and stored in a buffer (memory) (not shown), and then the extracted message data 200 is output.

칼라영상에 적응성을 갖는 은닉 시스템의 각 단계를 자세히 설명하면 다음과 같다.Each step of the concealment system adaptable to color image is described in detail as follows.

먼저, 은닉계수 생성에 대하여 설명하면, 은닉계수 생성은 식(4)을 이용한다. 이때 {k_2}^{'},{k_3}^{'} 는 각각 88, 192를 적용하였다. 이것을 이진수로 표현하면 10110000, 11000000이 된다. 이는 메시지데이터 은닉 후 검출과정에서 정지영상에 은닉된 메시지데이터에 의해 은닉계수 값이 바뀌는 것을 방지하기 위함이다. 위의 이진수는 모두 하위 4비트가 '0'이기 때문에 본 발명에서 제시한 은닉계수 4, 3, 2에 대하여 은닉 후에도 계수 값의 변화가 발생하지 않는다. 상기 은닉계수 4, 3, 2는 각각 위에 제시한 {k_2}^{'},{k_3}^{'} 값이 192이상인 경우에는 4, 88이상이면 3, 88이하이면 2로 정한다.First, the concealment coefficient generation will be described. The concealment coefficient generation uses Equation (4). {K_2} ^ {'}, {k_3} ^ {'} apply 88 and 192, respectively. This is expressed in binary, which is 10110000, 11000000. This is to prevent the hidden coefficient value from being changed by the message data concealed in the still image during the detection process after concealing the message data. Since the lower 4 bits of all the above binary numbers are '0', the coefficient value does not change even after concealment for the concealment coefficients 4, 3, and 2 proposed in the present invention. The concealment coefficients 4, 3, and 2 are respectively set to 2 when the above-mentioned {k_2} ^ {'}, {k_3} ^ {'} values of 192 or more are 4, 88 or more, and 3 or 88 or less.

둘째, 분산값의 계산에 대하여 설명하면, 은닉순서를 생성하기 위하여 기준이 되는 분산을 구한다. 분산값에 의하여 저주파 대역과 고주파 대역을 구분 할 수 있기 때문에 씨에스에프의 특성에 따라 메시지데이터를 은닉할 수 있다. 분산 또한 계산과정에서 G 성분의 모든 비트를 이용하지 않고 상위 4비트만 이용한다. 이것 역시 메시지데이터 은닉 후 검출과정에서 분산을 구할 때 은닉된 메시지데이터에 의하여 분산값이 변형되는 것을 방지하기 위함이다. 정지영상이 커지면 분산값을 구하는 시간도 매우 커지기 때문에 시간을 줄이기 위하여 주위 화소들과 차이를 이용하는 방법도 가능하다.Second, the calculation of the variance value will be described. In order to generate the concealment order, the variance as a reference is obtained. Since the low frequency band and the high frequency band can be distinguished by the variance value, the message data can be concealed according to the characteristics of CSF. The variance also uses only the top four bits in the calculation rather than all the bits of the G component. This is also to prevent the variance value from being modified by the hidden message data when seeking the variance in the detection process after the message data concealment. As the still image increases, the time for obtaining the variance value also becomes very large. Therefore, it is possible to use a difference from the surrounding pixels to reduce the time.

셋째, 은닉순서 생성에 대하여 살펴보면, 고주파 대역에 메시지데이터를 우선적으로 은닉하기 위하여 분산값을 이용한다. 이는 많은 메시지데이터 은닉에도 정지영상의 비가시성을 최대한 보호하기 위함이다. 모든 G 성분의 분산값을 내림차순으로 정렬하고, 같은 분산값에 대해서는 균일 랜덤 넘버(uniform random number)를 적용하여 메시지데이터 은닉의 임의성을 보장한다. 은닉순서를 결정하기 위해 사용되는 정렬방법은 시간이 많이 소요되거나 메모리를 많이 쓰는 방법이 있다. 이러한 2가지 방법 모두 5000x5000과 같은 대형 정지영상에 메시지데이터를 은닉할 경우 문제가 발생한다. 이처럼 대용량의 정지영상을 사용하거나 메모리가 적은 낮은 사양의 컴퓨터에서 사용할 경우 분산값을 구하고 정렬하는 방법을 블록단위로 할 수 있다. 정지영상을 2x2 또는 3x3으로 분할하여 각 블록마다 주위 화소들에 대해 하나의 분산값을 갖고, 각 블록에 해당하는 분산값을 사용하여 정렬을 한다.Third, as to the generation of the concealment order, the variance value is used to preferentially conceal the message data in the high frequency band. This is to protect the invisibility of the still image to the maximum even in hiding many message data. The variance values of all G components are sorted in descending order, and uniform random numbers are applied to the same variance values to ensure randomness of message data concealment. The sorting method used to determine the concealment order may be time consuming or memory intensive. Both of these methods cause problems when concealing message data in large still images such as 5000x5000. In the case of using a large still image or using a low-memory computer with low memory, the method of finding and sorting the variance value can be performed in units of blocks. The still image is divided into 2x2 or 3x3, and each block has one dispersion value for neighboring pixels, and is aligned using the dispersion value corresponding to each block.

넷째로, 메시지데이터 은닉에 대하여 살펴보면 도 10에 도시한 바와 같이, 메시지데이터 은닉은 상기 은닉순서 생성기(2)에서 나온 결과를 이용하여 한다. 모든 화소의 R, G, B 성분 중 은닉계수가 4이면 그 성분의 엘에스비에 메시지데이터를 1 비트 은닉 한다. 더 이상 은닉계수가 4인 R, G, B 성분이 없으면 R, G, B 성분이 4 또는 3인 화소를 찾는다. 이때 은닉계수가 4이면 해당하는 성분의 엘에스비 상위 비트에 메시지데이터를 1 비트 은닉하고, 3이면 엘에스비에 메시지데이터를 1 비트 은닉한다. 은닉계수 4, 3인 성분에 더 이상 메시지데이터를 은닉할 공간이 없으면, 다시 처음부터 은닉순서에 따라 메시지데이터를 은닉한다. 이때 은닉계수가 4이면 엘에스비 2번째 상위 비트, 3이면 엘에스비상위 비트, 2이면 엘에스비에 각각 1 비트씩 은닉한다. 만약 이 과정까지 은닉한 후 메시지데이터가 남으면 다시 처음부터 은닉순서에 따라 은닉계수가 4이면 엘에스비 3번째 상위 비트, 3이면 엘에스비 2번째 상위 비트, 2이면 엘에스비 상위 비트에 각각 메시지데이터를 1 비트씩 은닉한다. 이와 같은 방법에 의하여 은닉계수가 4인 성분은 4비트를 3인 성분은 3비트를 2인 성분은 2비트를 각각 은닉하게 된다.Fourth, the message data concealment will be described. As shown in Fig. 10, the message data concealment is performed by using the result from the concealment order generator 2. If the concealment coefficient is 4 among the R, G, and B components of all the pixels, the message data is concealed by 1 bit in the LSBI of the component. If there are no R, G, or B components with a hidden coefficient of 4 anymore, the pixel with 4 or 3 R, G, and B components is found. At this time, if the concealment coefficient is 4, the message data is concealed 1 bit in the LSB upper bits of the corresponding component, and if 3, the message data is concealed 1 bit. If there are no more spaces for concealing the message data in the components having the concealment coefficients 4 and 3, the message data is concealed from the beginning again according to the concealment order. At this time, if the concealment coefficient is 4, the second higher order bits of the LSB, 3, the LS non-order upper bits, and 2 if the concealment is hidden by one bit. If the message data remains after hiding until this process, the message data is added to the 3rd high order bit of LSB if the concealment coefficient is 4, the 2nd high order bit of LSB if 3, and the 2nd high order bit of LSB according to the concealment order from the beginning. Conceal one bit In this manner, the component having the hidden coefficient of 4 conceals 4 bits, the component having 3 has 3 bits, and the component having 2 has 2 bits.

여섯째로, R, G, B 성분의 적응성을 갖는 메시지데이터 은닉에 대하여 설명하면, 비가시성이 낮아지는 경우를 크게 2가지로 볼 수 있다. 저주파 대역에 많은 메시지데이터를 은닉하는 것과 G 성분의 값을 고려하지 않은 은닉의 경우이다. 후자의 경우를 보면 R, B 성분이 일정하더라도 G 성분에 따라 비가시성의 차이가 발생한다. 이러한 점을 고려하여 은닉계수에 따른 메시지데이터를 은닉시 G 성분을 고려하여야 한다. 메시지데이터 은닉시 R, B 성분의 화소값과 G 성분의 화소값을 비교하여 G 성분보다 R, B 성분의 값이 크면 은닉계수보다 더 적은 비트를 할당하여 비가시성 저하를 방지할 수 있다.Sixth, if message data concealment with adaptability of R, G, and B components is described, two cases of invisibility become low. This is the case of concealing a lot of message data in the low frequency band and concealing without considering the value of the G component. In the latter case, even if the R and B components are constant, invisibility differences occur according to the G components. In consideration of this point, G component should be considered when concealing the message data according to the concealment coefficient. When the message data is concealed, the pixel values of the R and B components are compared with the pixel values of the G component. If the values of the R and B components are larger than the G components, fewer bits than the hidden coefficients can be allocated to prevent the invisibility from being lowered.

일곱째로, 통계적 적응성을 갖는 메시지데이터 은닉에 대하여 설명하면, 상기 여섯 번째 설명에서 제시한 2가지 경우에서 전자는 은닉순서를 결정하여 메시지데이터 은닉시 은닉순서에서 우선순위가 높은 화소가 고주파 대역이고 우선순위가 낮은 화소가 저주파 대역이다. 이때 은닉하는 메시지데이터가 정지영상의 은닉 가능 량과 같을 경우 은닉계수가 같은 화소에 대해서는 저주파 대역과 고주파 대역에 관계없이 같은 량의 메시지데이터가 은닉이 된다. 이러한 이유로 저주파 대역의 은닉된 메시지데이터에 의하여 비가시성이 낮아지는 것을 방지하여 은닉해야 한다. 고주파 대역의 경우 4비트보다 많이 은닉되어도 비가시성은 크게 낮아지지 않는 점을 이용하여 은닉순서에서 우선순위가 높은 부분의 화소들에는 은닉 비트를 더 할당하고, 우선순위가 낮은 부분에는 은닉 비트수를 더 적게 할당한다.Seventh, the message data concealment with statistical adaptability is explained. In the two cases described in the sixth description, the former determines the concealment order, so that the high-priority pixel in the concealment sequence when concealing the message data has a high frequency band and has priority. Low ranking pixels are in the low frequency band. In this case, when the hidden message data is equal to the amount of concealment of the still image, the same amount of message data is concealed for pixels having the same hidden coefficient regardless of the low frequency band and the high frequency band. For this reason, the invisibility must be prevented from being lowered by the hidden message data in the low frequency band. In the case of high frequency band, invisibility is not greatly lowered even if it is concealed more than 4 bits. Therefore, a hidden bit is allocated to the pixels of the high priority part in the hidden order, and the number of hidden bits is assigned to the low priority part. Allocate less.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 데이터 은닉 시스템 및 방법에 의하면, 기존에 사용되어 온 메시지데이터 은닉 방법인 엘에스비 사용 방법보다 많은 메시지데이터를 은닉 할 수 있다.As described above, according to the data concealment system and method according to the present invention, it is possible to conceal more message data than the method of using LSB, which is a message data concealment method that has been used previously.

기존에 사용되어온 엘에스비 방법은 은닉할 수 있는 메시지데이터의 최대 크기는 은닉될 정지영상 최대 12.5% 이지만 본 발명에서 제시한 방법은 최대 50%까지 은닉 가능하며 평균적으로 30%정도 메시지데이터 은닉 가능한 효과가 있다.In the existing methods of LSB method, the maximum size of the message data that can be hidden is up to 12.5% of the still image to be concealed, but the method proposed in the present invention can conceal up to 50% and an average of 30% of the message data can be concealed. There is.

또한 정지영상의 12.5% 크기의 메시지데이터를 은닉하는 경우 엘에스비를 사용한 방법은 모든 화소의 각 R, G, B 마다 1 비트씩 은닉이 되는 반면, 본 발명에 따른 메시지데이터 은닉 방법은 통계적인 적응성을 적용하기 때문에 먼저 은닉계수가 높은 화소부터 은닉을 하고, 은닉순서에 의하여 고주파 영역에 우선적으로 은닉을 하기 때문에 엘에스비 은닉 방법 보다 더 좋은 비가시성을 얻을 수 있는 효과가 있다. In addition, in the case of concealing 12.5% of the message data of the still image, the method using LSB conceals one bit for each R, G, and B of all pixels, whereas the message data concealment method according to the present invention is statistically adaptive. Since the first concealment of pixels with high concealment coefficients and concealment in the high frequency region by the concealment order, it is possible to obtain better invisibility than the LSB concealment method.

도 1은 본 발명에 따른 데이터 은닉 시스템의 개략적인 순서도이다.1 is a schematic flowchart of a data hiding system according to the present invention.

도 2는 도 1에서 메시지데이터 은닉과정을 구체적으로 나타낸 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart specifically illustrating a message data concealment process in FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 데이터 은닉 시스템의 개략적인 블록구성도이다.3 is a schematic block diagram of a data hiding system according to the present invention.

도 4는 도 3에서 메시지데이터 은닉 과정을 수행하는 메시지 은닉기의 구체적인 블록구성도이다.FIG. 4 is a detailed block diagram of a message concealer for performing a message data concealment process in FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 데이터 추출 시스템의 개략적인 순서도이다.5 is a schematic flowchart of a data extraction system according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 데이터 추출 시스템의 개략적인 블록구성도이다.6 is a schematic block diagram of a data extraction system according to the present invention.

도 7은 도 6에서 메시지데이터 추출 과정을 수행하는 메시지 추출기의 구체적인 블록구성도이다.FIG. 7 is a detailed block diagram illustrating a message extractor performing the message data extraction process of FIG. 6.

도 8은 본 발명의 데이터 은닉 시스템에서 메시지데이터 은닉과정의 예를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of a message data concealment process in the data concealment system of the present invention.

도 9는 도 8에서 메시지데이터 은닉순서 생성과정을 설명하기 위한 예를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an example for explaining a process of generating a message data concealment order in FIG. 8.

도 10은 도 8에서 메시지데이터 은닉순서를 설명하기 위한 예를 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an example for explaining a message data concealment procedure in FIG. 8.

도 11은 본 발명의 데이터 추출 시스템에서 메시지데이터 추출과정의 예를 나타낸 도면이다.11 is a view showing an example of the message data extraction process in the data extraction system of the present invention.

도 12는 씨에스에프(CSF: Constrast Sensitivity Function)를 나타낸 그래프 이다.12 is a graph illustrating CSF (Constrast Sensitivity Function).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

2 : 은닉계수 생성기 4 : 은닉순서 생성기2: concealment coefficient generator 4: concealed sequence generator

6 : 비교기 8 : 메시지데이터 은닉기6: Comparator 8: Message data concealer

20 : 은닉비트 초기화기 22 : 메시지데이터 비트 은닉기20: hidden bit initializer 22: message data bit concealer

24, 36 : 여분비트 계산기 30 : 메시지데이터 추출기24, 36: extra bit calculator 30: message data extractor

32 : 메시지데이터 량 계산기 34 : 메시지데이터 비트 추출기32: message data amount calculator 34: message data bit extractor

100 : 원본 영상 200 : 메시지데이터100: original image 200: message data

300 : 메시지데이터가 은닉된 영상300: Image where message data is hidden

Claims (20)

원본 영상에 메시지데이터를 은닉하는 데이터 은닉 시스템에 있어서,In the data hiding system for hiding message data in the original video, 원본 영상으로부터 은닉계수를 생성하는 은닉계수 생성기;A hidden coefficient generator for generating a hidden coefficient from an original image; 원본 영상으로부터 은닉순서를 생성하는 은닉순서 생성기;A hidden order generator for generating a hidden order from an original image; 상기 원본 영상의 은닉계수를 통해 계산된 은닉가능량과 은닉할 메시지데이터 량을 비교하여 출력하는 비교기; 및A comparator for comparing the amount of concealable amount calculated by the concealment coefficient of the original image with the amount of message data to be concealed; And 상기 비교기에 의해 원본 영상에 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 상기 은닉계수에 해당하는 은닉순서에 따라 정해진 메시지데이터 은닉순서에 근거하여 메시지데이터를 은닉하는 메시지데이터 은닉기;로 구성된 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.A message data concealer for concealing the message data based on the message data concealment order determined according to the concealment order corresponding to the concealment coefficient if the amount of data concealable in the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed by the comparator; Data hiding and extraction system using J and D and CS characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 비교기의 비교결과 원본 영상에 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 작은 경우에는 종료시키는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The data concealment and extraction system according to claim 1, wherein the comparison is terminated when the amount of data concealable in the original image is smaller than the amount of message data to be concealed. 제 1 항에 있어서, 상기 메시지데이터 은닉기는:The method of claim 1, wherein the message data concealer is: 상기 원본 영상에 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 은닉할 비트수를 찾고, 이후 은닉할 위치를 찾아 은닉할 위치의 비트를 초기화 시키는 은닉비트 초기화기;A hidden bit initializer for finding the number of bits to be concealed if the amount of data concealable in the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, and then finding a position to be concealed and initializing bits of the position to be concealed; 상기 초기화된 상기 은닉위치에 1 비트를 은닉하는 메시지데이터 비트 은닉기; 및A message data bit concealer for concealing one bit in the initialized concealed position; And 은닉과정 종료여부를 판단하는 여분비트 계산기;로 구성되고, 상기 여분비트 계산기에 의해 만약 은닉과정 종료에 해당하는 경우 은닉과정을 종료시키는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.An extra bit calculator for determining whether to end the concealment process; wherein the concealment process is terminated by the extra bit calculator to terminate the concealment process. . 메시지데이터가 은닉된 원본 영상으로부터 메시지데이터를 추출하는 데이터 은닉 시스템에 있어서,In the data concealment system for extracting the message data from the original image where the message data is hidden, 메시지데이터가 은닉된 영상으로부터 은닉계수를 생성하는 은닉계수 생성기;A hidden coefficient generator for generating a hidden coefficient from an image in which message data is hidden; 메시지데이터가 은닉된 영상으로 은닉순서를 생성하는 은닉순서 생성기; 및A concealed order generator for generating a concealed order as an image in which message data is concealed; And 상기 은닉계수 생성기 및 은닉순서 생성기에 의해 생성된 은닉순서 및 은닉계수 값으로부터 추출할 좌표값과 비트수를 읽어 메시지데이터를 추출하는 메시지데이터 추출기로 구성된 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.Data using J & D and CS, comprising: a message data extractor configured to extract message data by reading coordinate values and bits to be extracted from the concealment coefficient generator and the concealment sequence generator; Concealment and extraction system. 제 4 항에 있어서, 상기 메시지데이터 추출기는:The method of claim 4, wherein the message data extractor is: 메시지데이터가 은닉된 데이터로부터 메시지데이터 량을 계산하는 메시지데이터 량 계산기;A message data amount calculator for calculating a message data amount from data in which the message data is concealed; 은닉순서 및 은닉계수 값으로부터 추출할 좌표값과 비트수를 읽어 메시지데이터를 추출하는 메시지데이터 비트 추출기; 및A message data bit extractor for extracting message data by reading coordinate values and the number of bits to be extracted from the concealment order and concealment coefficient values; And 메시지데이터 추출과정 종료여부를 판단하는 여분비트 계산기;로 구성된 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.An extra bit calculator for determining whether to end the message data extraction process; and a data hiding and extracting system using J & D and CSF. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 비가시성을 향상시키기 위해 은닉순서를 씨에스에프의 특성을 이용하여 고주파 대역부터 은닉하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The data concealment and extraction system using J & D and CS according to claim 1 or 4, wherein the concealment order is concealed from the high frequency band by using the characteristics of the CS to improve the invisibility. 제 1 또는 제 4항에 있어서, 은닉순서를 구할시 R, G, B 성분을 각각 분산을 구하지 않고, 그 중 G 성분만을 이용하여 은닉순서를 구하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The data using J & D and CS according to claim 1 or 4, wherein when the hidden order is obtained, the R, G, and B components are not determined to be dispersed, but the hidden order is calculated using only the G component. Concealment and extraction system. 제 7 항에 있어서, 소요시간을 줄이고 적은 메모리 사용을 위해 영상을 블록화 시켜 블록단위 분산을 구하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.8. The data concealment and extraction system using J & D and CS according to claim 7, wherein a block-by-block distribution is obtained by blocking an image to reduce the time required and use less memory. 제 7 항에 있어서, 소요시간을 줄이고 적은 메모리 사용을 위해 영상을 블록화시켜 불록단위로 주위 화소들과 차이를 구하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.8. The data concealment and extraction system using J & D and CSF of claim 7, wherein the image is blocked to reduce the time required and blocks the image to block the memory. 제 1 항에 있어서, 상기 메시지데이터 은닉순서는 비가시성을 향상시키기 위해 메시지데이터 은닉시 제이앤디값을 고려하여 은닉계수가 4인 화소중 은닉순서가 높은 고주파 대역부터 순차적으로 은닉하고, 은닉계수가 4인 모든 화소에 메시지데이터를 은닉하고 은닉할 메시지데이터가 남아있으면 다시 은닉계수가 4, 3인 화소에 미리 계산된 은닉순서에 의하여 은닉하고 그 다음은 은닉계수가 4, 3, 2인 순서로 은닉하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The method of claim 1, wherein the message data concealment order is concealed sequentially from a high frequency band having a high concealment order among pixels having a concealment coefficient of 4 in consideration of the J & D value when concealing the message data in order to improve invisibility. If message data is concealed at all 4 pixels and there is remaining message data to be concealed, then conceal it according to the concealment order precomputed to the pixels with concealment coefficients 4 and 3, and then in order of concealment coefficients 4, 3 and 2. Data concealment and extraction system using J & D and CS characterized in that the concealment. 제 10 항에 있어서, 메시지데이터 은닉시 은닉계수에 해당하는 비트수만큼 한번에 메시지데이터를 은닉하지 않고, 한번에 1 비트씩 은닉하고 같은 은닉계수에 메시지데이터가 모두 은닉이 되었다면 다시 은닉순서에 의하여 은닉을 하고, 은닉할 순서가 되면 다시 1 비트를 은닉하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템. The method according to claim 10, wherein when the message data is concealed, the message data is not concealed at a time by the number of bits corresponding to the concealment coefficient. And concealing one bit once again in order to conceal the data. 제 1 항에 있어서, 칼라 영상의 특성을 적용하여 칼라 영상의 비가시성을 높이는 방법으로, 은닉과정에서 R, B 성분과 G 성분과의 관계를 구하여 G 성분보다 R, B 성분이 값이 크면 기존의 은닉계수보다 적은 수의 비트를 할당하여 은닉하는 화소 적응적인 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.  The method of claim 1, wherein the invisibility of the color image is increased by applying the characteristics of the color image. In the concealment process, the relation between the R, B component and the G component is obtained. A system for concealing and extracting data using J & D and CSF, which is pixel-adaptive to allocate and conceal fewer bits than the concealment coefficient of C. 제 1 항에 있어서, 같은 량의 메시지데이터를 은닉할 경우 고주파 성분보다 저주파 성분이 비가시성이 많이 낮아지는 것을 방지하기 위하여 은닉순서에 따라 우선순위가 높은 화소들에 대하여 은닉계수보다 더 많은 비트를 할당하고 우선순위가 낮은 화소들은 은닉계수보다 적은 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The method according to claim 1, wherein when concealing the same amount of message data, more bits than the concealment coefficient are added to pixels having higher priority according to the concealment order in order to prevent the low frequency component from becoming much less invisible than the high frequency component. A system for concealing and extracting data using J & D and CS, which allocates bits having a lower priority than the hidden coefficients. 제 1 항에 있어서, 메시지데이터가 순차적으로 은닉되는 것을 방지하기 위하여 은닉순서를 구할 때 같은 분산값에 대하여는 균일 난수(uniform random number)를 적용하여 은닉순서의 임의적인 성질을 추가하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.The method of claim 1, wherein in order to prevent the message data from being sequentially hidden, random properties of the hidden order are added by applying a uniform random number to the same variance value when obtaining the hidden order. Data concealment and extraction system using J & D and CSF. 원본 영상으로부터 은닉계수를 생성하고;Generate a hidden coefficient from the original image; 원본 영상으로부터 은닉순서를 생성하고;Generate a concealment order from the original image; 은닉할 메시지데이터 량과 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량을 비교하여 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은지를 판단하고;Comparing the amount of message data to be concealed with the amount of concealable data of the original image to determine whether the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed; 만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지의 데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 상기 은닉계수에 해당하는 은닉순서에 따른 메시지데이터 은닉순서에 근거하여 이후 메시지데이터 은닉과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 방법.If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of data of the message to be concealed, the subsequent process of concealing the message data is performed based on the message data concealment sequence according to the concealment sequence corresponding to the concealment coefficient. Data concealment method. 제 15 항에 있어서, 상기 메시지데이터 은닉과정은:16. The method of claim 15, wherein the message data hiding process is 만약 상기 원본 영상의 은닉 가능한 데이터 량이 은닉할 메시지데이터 량보다 크거나 같은 경우에는 은닉할 비트수를 찾고, 이후 은닉할 위치를 찾고;If the amount of concealable data of the original image is greater than or equal to the amount of message data to be concealed, find the number of bits to be concealed, and then find a position to conceal; 은닉할 위치의 비트를 초기화시키고;Initialize a bit of a location to conceal; 초기화된 상기 은닉위치에 1 비트를 은닉하고;Conceal one bit in the initialized concealment position; 이후 은닉과정 종료여부를 판단하여, 만약 은닉과정 종료에 해당하는 경우 은닉과정을 종료하는 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 방법.And then determining whether the concealment process is terminated, and if it corresponds to the end of the concealment process, terminating the concealment process. 메시지데이터가 은닉된 영상을 읽고;Reading an image in which message data is concealed; 상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 은닉계수를 생성하고;Generating a concealment coefficient of an image in which the message data is concealed; 상기 메시지데이터가 은닉된 영상의 은닉순서를 생성하고;Generate a hiding sequence of an image in which the message data is hidden; 상기 생성된 은닉순서 및 은닉계수 값으로부터 추출할 좌표값과 비트수를 읽어 메시지데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 데이터 은닉 방법.And extracting message data by reading coordinate values and the number of bits to be extracted from the generated concealment order and concealment coefficient values. 제 10 항에 있어서, 상기 메시지데이터 은닉 및 추출시 제이앤디값을 고려할 때, 밝은 화소가 어두운 화소보다 제이앤디값이 더 높기 때문에 은닉시 더 많은 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.12. The JD and CS of claim 10, wherein when the message data is concealed and extracted, when the J & D value is taken into account, more bits are allocated when the bright pixel has a higher J & D value than the dark pixel. Data concealment and extraction system. 제 10 항 또는 제 18 항에 있어서, 메시지데이터 은닉 및 추출시 제이앤디값을 고려할 때, 영상의 R, G, B 성분 각각의 밝기에 따라 은닉계수를 4, 3, 2 로 할당하는 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.19. The method of claim 10 or 18, wherein in consideration of the J & D value during message data concealment and extraction, a concealment coefficient is assigned to 4, 3, or 2 according to the brightness of each of the R, G, and B components of the image. Data hiding and extraction system using J & D and CS. 제 6 항에 있어서, 메시지데이터 은닉 및 추출시 씨에스에프의 특성을 이용하여 고주파 대역부터 은닉하기 위하여 주위 화소와의 분산 및 차이를 이용한 것을 특징으로 하는 제이앤디와 씨에스에프를 이용한 데이터 은닉 및 추출 시스템.7. The data concealment and extraction system using J & D and CS according to claim 6, wherein dispersion and difference with neighboring pixels are used to conceal from the high frequency band using the characteristics of the CSF when the message data is concealed and extracted. .
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